Lo SCREAMER (urlatore) è un motore con le fasi utili ripartite omogeneamente nell’arco del ciclo termodinamico. In un motore 4 cilindri in linea a 4 tempi con manovelle a 180° gli scoppi avvengono equamente distinti tra loro di 180°; il ciclo si completa in 720°, cioè due giri dell’albero motore. Questa tipologia di motore rappresenta la “normalità” ma è stato battezzato screamer in antitesi al big bang che ha un suono più cupo.
Il BIG BANG fu introdotto negli anni ’90 dalla Honda sui motori delle 500 cc a due tempi. Gli scoppi venivano concentrati in circa 60° di rotazione dell’albero e non equamente distribuiti nell’ambito dei 360° di rotazione totale (normalmente in un motore a 2 tempi con manovelle a 180° gli scoppi avvengono equamente distinti tra loro di 90°; 90 x 4 = 360).
I quattro scoppi dei diversi cilindri sono dunque ravvicinati tra loro ovvero si succedono in pochissimi gradi di rotazione dell’albero motore. Questa rapida successione degli scoppi li fa apparire come un unico scoppio, come se avvenissero tutti e quattro insieme da cui il nome in gergo, “Big Bang”.
Questa tipologia di motore fu introdotta per migliorare le sollecitazioni indotte al pneumatico posteriore; si pensava infatti che la erogazione “pulsante” della potenza consentisse di impartire una spinta più importante al pneumatico aumentandone il grip e nell’istante successivo, durante la pausa di erogazione del motore (cioè l’arco di rotazione durante il quale non avviene nessuno scoppio), la gomma avesse più tempo a disposizione per “riposarsi” e recuperare grip.
In un 4 cilindri 4 tempi il Big Bang prevede le quattro accensioni nell’arco di poco più di un giro dell’albero motore, perciò tenendo conto che il ciclo completo è di due giri motore, per quasi un giro intero non si hanno fasi attive.
Successione accensioni di un Big Bang
POTENZA EROGATA (comparativa tra Screamer e Big Bang)
In teoria ogni cilindro dovrebbe erogare la stessa potenza durante la fase attiva, pertanto i due motori dovrebbero erogare la stessa potenza media calcolata sul ciclo completo (720°). In realtà le due tipologie di motore non erogano la stessa potenza perché la diversa sequenza di accensione influenza significativamente la fluidodinamica dei condotti di aspirazione e scarico.
In pratica un motore Screamer eroga una potenza superiore al suo omologo Big Bang.
TWINPULSE e SUPERQUADRO Quando in Ducati decisero di partecipare alla MotoGP con motori 4 tempi da 990cc inizialmente avrebbero voluto mantenere una stretta parentela con la produzione di serie, cioè bicilindrico ad L. Inizialmente si studiarono quindi due soluzioni possibili: il bicilindrico puro caratterizzato da una corsa ridottissima, da cui è lecito pensare che sia derivato poi il superquadro della 1199 Panigale, e il Twinpulse ovvero un 4 cilindri con una sequenza di accensioni tale da emulare il funzionamento di un bicilindrico rispetto al quale però aveva il vantaggio di avere masse in moto alterno ridotte con l’obiettivo di raggiungere elevati regimi di giri. Poi sappiamo come è andata. Il motore di tipo Twinpulse è una configurazione di motore in cui gli scoppi avvengono in contemporanea in ogni coppia di cilindri e comunque a due a due equamente distanziati, quindi non è assolutamente da confondere con un Big Bang.
Rendering motore Ducati Desmosedici
SCOPPI IRREGOLARI
Abbiamo già accennato al fatto che in un motore a V le fasi utili si susseguono con distanze angolari diverse in funzione dell’angolo tra i cilindri.
Così in un bicilindrico a V90° le accensioni si susseguono ogni 270°(180+90), 450° (180+270), 270° ecc; in un 4 cilindri a V90° con manovelle a 360° le accensioni si susseguono ogni 90°, 270°, 90°, ecc; e così via.
Come si vede i motori a V sono costituzionalmente a “scoppi irregolari”, con qualche vantaggio ai fini della erogazione e di conseguenza con qualche vantaggio anche ai fini della trazione. Nella pratica un motore a V (come il Ducati) non può essere uno screamer puro.
Confronto tra diverse sequenze di scoppio
Albero motore CROSSPLANE, Il motore della Yamaha R1.
Un po’ per moda un po’ per usare un linguaggio abbastanza diffuso questo motore è stato battezzato big bang, adducendo questa caratteristica al fatto di avere l’albero motore con le manovelle disposte a 90° anziché a 180°, altrimenti definito albero a croce.
Analizzando però la distribuzione degli scoppi è invece evidente che non si può attribuire tale caratteristica a questo motore. Abbiamo visto, infatti, che la definizione big bang si riferisce ad un motore i cui scoppi sono ravvicinati fra loro e avvengono quindi in pochi gradi di rotazione dell’albero motore.
Nel motore in questione, che essendo un 4 tempi svolge il suo ciclo completo nell’arco di 720° pari a 2 giri dell’albero motore, la distanza tra gli scoppi non è più simmetrica secondo lo schema classico (0° – 180° – 360° – 540°) ma ha una sequenza diversa (0° – 270° – 450° – 540°) sfalsata asimmetricamente di 90° rispetto a quella tradizionale, ma si svolge sempre nell’ambito dei 720°.
In pratica viene assimilato ad un motore a V, quindi è più corretto definirlo motore a “scoppi irregolari”.
esempi di diversa sollecitazione dello pneumatico
Se non ricordo male già alla fine degli anni ‘60 la Cosworth effettuava esperimenti in tal senso sull’albero motore del suo 8 cilindri da Formula 1.
In realtà la descrizione di queste soluzioni tecniche sarebbe un po’ più complessa ma spero di averne fatto una chiara semplificazione limitandomi, tra l’altro, ad esaminare il caso di motori 4 cilindri.
PS – Tra il 2004 ed il 2006 la Kawasaki sperimentò sulla sua MotoGP, la Ninja ZX-RR, una originale sequenza degli scoppi chiamata “long bang”caratterizzata dall’albero motore piatto e gli scoppi “doppi” a due a due che emetteva un suono assimilabile a quello di un bicilindrico che però non dette i risultati attesi.
