Il Motore a 4 tempi per uso modellistico

Già da alcuni decenni l'aeromodellista medio ha cominciato ad impiegare sui suoi modelli questo tipo di motore che oggi è divenuto diffusissimo e sempre più utilizzato. Risulta opportuno a questo punto spendere qualche parola, frutto della mia personalissima esperienza, su questo meraviglioso arnese che la sempre meglio evoluta tecnica meccanica di precisione ha messo a disposizione di tutti coloro i quali, come me, sono contagiati dal virus di questo indescrivibile hobby; coloro che si affannano in una continua ricerca di nuove soluzioni tecniche che conferiscano alle nostre creature caratteristiche tali da consentire una sempre più verosimile emulazione dei fratelli maggiori, perché di questo si tratta: solo di fratelli maggiori, e non come alcuni ignorantemente pensano, distinguendo l'aereo di dimensioni reali da quello in scala ridotta, come vero e finto.

Giova precisare, a tal proposito, che l'aeromodello, sia nel caso in cui riproduca un aereo realmente esistente, sia che rappresenti solo un modello fine a sé stesso, nato esclusivamente dalla fantasia del suo progettista, consta di alcuni requisiti tecnici nonché aerodinamici essenziali, in mancanza dei quali non può funzionare ed esplicare le finalità per le quali è stato costruito. In parole povere, insomma, l'aereo grande (quello cosiddetto vero) vola, e l'aeromodello pure, quindi anche quest'ultimo è vero e non finto. Tornando al nostro motore a 4 tempi, voglio dirvi, prima di tutto, che esso conferisce, meglio di quello a 2 tempi, l'impressione realistica dovuta all'emissione del caratteristico rumore che, con il suo meno esasperato numero di giri, simula alla perfezione le caratteristiche dei fratelli maggiori; (insuperabili a tal proposito i pluricilindrici, i quali però spaventano i più, sia per il loro costo, che per il notevole bagaglio di competenze tecniche che presuppongono per la loro regolazione e conseguente manutenzione). Quindi, da quanto detto sopra, nasce spontaneo il sospetto che questo tipo di motore sia un tantino più complicato di quello cosiddetto a 2 tempi?

In effetti si può affermare che il motore a 4 tempi risulta più complesso e completo perché, mentre nel 2 tempi le fasi di funzionamento sono affidate allo sfruttamento dell'inerzia pulsante del flusso gassoso costituito dalla miscela aria/combustibile/lubrificante, la quale, percorrendo i condotti che terminano con delle aperture (dette "luci") raggiunge la camera di combustione dove si incendia e fa funzionare il motore, in quello a 4 tempi tutto ciò è affidato ad un vero e proprio meccanismo, detto "della distribuzione".

La sequenza delle fasi, in un motore a 2 tempi, conferisce a quest'ultimo un funzionamento non del tutto omogeneo, per quanto concerne l'erogazione della coppia, che risulta mal distribuita lungo l'intervallo di giri, cioè dal regime minimo a quello massimo, e quindi non adeguatamente congeniale alle differenti esigenze di potenza da parte di un aereo, durante le sempre diverse fasi di volo. Nel motore a 4 tempi, invece, le fasi di trasferimento della miscela, sono regolate da alcuni manufatti aggiuntivi, che, nel loro insieme, compongono il meccanismo della distribuzione: valvole, leveraggi ed asse a camme; essi quantificano e frazionano in modo preciso l'ammissione della miscela, senza lasciare spazio ad eventuali perdite dovute a problemi inerziali di reflusso, presenti invece nel motore a 2 tempi, che in questa sede risulta arduo elencare ed evidenziare. Questo meccanismo conferisce, al motore a 4 tempi, la capacità di erogare la coppia in maniera più omogenea e costante lungo il regime di giri, in modo tale da farne un propulsore più regolare, che distribuisce la sua potenza con costanza lungo tutto l'intervallo che va dal minimo al massimo ed in modo assolutamente esponenziale.

In definitiva, nel 2 tempi, la potenza viene erogata in base ad un diagramma distributivo alquanto approssimativo, solo e soprattutto in modo brutale, nonché troppo bruscamente, e solo durante un breve intervallo di giri, del resto molto prossimo alla definitiva caduta di coppia, oltre la quale,cioè, si va in fuori giri. Il motore a 4 tempi non necessita di una grande accelerazione dinamica per garantire un costante ed adeguato flusso ammissivo di miscela, in quanto esso, come sopra detto, viene regolato dalle valvole che si aprono e chiudono ottemperando ad una precisa sequenza di movimenti meccanici che hanno lo scopo primario di risolvere il problema del reflusso (perdita) tipico del 2 tempi, nel quale, per essere più chiari, la miscela viene ammessa in quantità diversa, proporzionalmente all'inerzia meccanica accumulata dalla massa-volano. Quest'ultima trasmette una diversa velocità di corsa del pistone, incaricato della apertura/chiusura delle luci di ammissione e scarico, causando il fenomeno del reflusso, soprattutto in corrispondenza della luce di scarico. Il reflusso determina un impoverimento nel riempimento del cilindro, con la conseguenza diretta di una irregolare espressione della potenza durante la maggior parte del diagramma distributivo. Si determina così una erogazione della coppia eccessivamente ed inutilmente brutale, e solo limitatamente ad un ristrettissimo intervallo di giri, quello in cui, cioè, i movimenti alternativi di salita e discesa del pistone si sincronizzano con il periodo frequenziale nel quale ricadono, da un lato le pulsazioni del flusso ammissivo, dall'altro le contropulsazioni di ritorno, originate dal sistema di scarico; queste ultime, originate grazie alla sua studiata morfologia, determinano un progressivo, ma sempre proporzionale, svuotamento del sistema di scarico tale da conservare, al suo interno, una pressione dinamica idonea a limitare la perdita di miscela fresca dalla luce di scarico.

La suddetta perdita assume maggiore importanza proprio durante l'intervallo in cui il pistone, una volta raggiunto il Punto Morto Inferiore, inizia la sua risalita e si accinge a chiudere la luce di scarico. Con questa mia dissertazione sul motore a 4 tempi, non intendo dire che esso risulti esente da difetti: esso subisce infatti un attrito inerziale superiore, dovuto alla presenza di un numero maggiore di meccanismi in movimento, in aggiunta alle fasi passive (aspirazione, compressione e scarico); tra l'altro, il maggiore attrito ostacola regimi di rotazione elevati, precludendo così la possibilità di ottenere valori di coppia massima analoghi, a parità di cilindrata, a quelli sviluppati da un motore a 2 tempi.
Tutto ciò, però, costituisce un buon compromesso; la valutazione di alcuni fattori quali il peso inferiore, a parità di cilindrata, dovuto alle dimensioni più ridotte del tubo di scarico del 4 tempi, la senz'altro importantissima prerogativa della più opportuna e regolare erogazione della coppia, il suo rombo accattivante e, sicuramente, più realistico, ne fanno un gioiellino di tecnica da tenere in altissima considerazione da parte soprattutto di quelli che, come me, si occupano prevalentemente di aeromodellismo riproduttivo e si sforzano quotidianamente di ricercare soluzioni tecniche tali da avvicinarsi sempre più ai cosiddetti aerei "VERI". In conclusione, ritengo che il motore a 2 tempi non sia adatto all'aeromodellismo in genere, e men che meno a quello riproduttivo: un aeromodello importante esige un propulsore altrettanto importante, relegando la scelta del 2 tempi al solo caso di piccoli aerei da divertimento che volano, "per modo di dire".


Mi scuso con i "duetempisti" per averli maltrattati, e vi saluto augurandovi buone costruzioni e buoni voli.