Sistema Gillier-Pantone
La modifica di sistemi già esistenti per adattarli maggiormente all'uso è nel pensiero "hack"...
In questo articolo voglio far conoscere un sistema per economizzare carburante che funziona su tutti i motori endotermici a 4 tempi.
Il tutto è nato con l'idea di Paul Pantone, inventore americano che ha deposistato un brevetto e reso pubblici e liberi gli schemi della sua invenzione.
Inizio subito col dire che si è riferito a modelli che trattavano il vapore d'acqua come mezzo dal quale attingere energia, in questo esempio mi viene in mente la macchina idroelettrica di William George Armstrong. Questa macchina era formata da una caldaia ed un ugello, dal quale usciva il vapore d'acqua sotto pressione. Questo vapore, battendo contro una lamina opposta all'ugello, si polarizzava e quindi accumulava elettricità statica creando una differenza di potenziale tra la lamina e l'ugello.
Paul Pantone prese l'idea anche dagli aerei usati nella seconda guerra mondiale, che avevano un sistema d'iniezione d'acqua nei collettori d'aspirazione per aumentare la potenza, questo sistema qualche anno fa veniva usato anche sulle macchine da F1 e ancora oggi è usato nelle macchine da Rally.
Lo schema seguente rappresenta il suo progetto:
immagine derivata da "econologie.com" con licenza e diritti di riproduzione.
Il motore endotermico non viene modificato nella sua struttura ma viene solo modificato il sistema di aspirazione e il sistema di scarico.
Lo scarico ha il compito di riscaldare la miscela composta al 75% d'acqua e al 25% di combustibile che si trova in un bollitore posto sull'aspirazione, parte di questi gas di scarico vengono impiegati per "soffiare" dentro questo bollitore (l'effetto, per far capire il funzionamento, è quello che si ha soffiando dentro un bicchiere pieno d'acqua con una cannuccia). In questo modo si ha una miscela riscaldata dai gas di scarico e "mescolata" da queste bolle. Tutta questa miscela gassosa viene fatta passare attraverso un tubo, posto dentro la marmitta, che ha il compito di innalzare ulteriormente la temperatura, successivamente il tutto è inviato nel condotto di aspirazione del motore. Nello schema si vedono alcune valvole che servono per regolare la quantità di pressione in ogni punto.
Questo primo montaggio è applicato con successo su tantissimi motori, perlopiù agricoli; facendo una ricerca con google: "moteur Pantone" oppure "geet" si trovano un'infinità di risultati soprattutto in Francia, mentre in Italia solo ho visto solo un forum che affrontava questo argomento, peraltro terminato dopo poco tempo.
Ci sono tante teorie sul vero principio di funzionamento, alcune un po' inverosimili ed altre basate su ragionamenti logici.
Penso che la spiegazione più razionale e logica sia quella che le particelle d'acqua, iniettate sotto forma di vapore (quindi non scisse in ossigeno ed idrogeno), raggiungano la camera di combustione e facciano aumentare il rapporto di compressione.
Nei motori endotermici un maggiore rapporto di compressione equivale ad un maggior rendimento, le particelle d'acqua contenute nel vapore sono esse stesse incomprimibili, dunque vanno ad "occupare" spazio in camera di combustione aumentando il rapporto di compressione dato il minor volume a disposizione nel quale avviene la combustione del carburante.
Un'altra ipotesi sostenibile deriva dal fatto che la combustione in camera di scoppio genera per un brevissimo tempo (ad ogni ciclo) 2000°C, i quali potrebbero dar atto ad una sorta di termolisi dell'acqua in ossigeno ed idrogeno.
In molti hanno iniziato ad usare e modificare questo sistema ottenendo risultati concreti, Antoine Gillier ha contribuito per creare un sistema che "trattasse" solo acqua vaporizzata. Quest'ultimo sistema, chiamato appunto Gillier-Pantone ha un funzionamento più semplice: solo l'acqua viene riscaldata e vaporizzata con un sistema simile al precedente ed inviata nell'aspirazione, ma i sistemi di alimentazione del motore come carburatore o iniettori, vengono lasciati (vi siete accorti che nello schema precedente mancava, volutamente, il carburatore?).
Questo suo sistema ha trovato commercializzazione da parte di aziende francesi, che hanno adattato schemi per il montaggio su auto, camion e vari mezzi di trasporto.
Il sistema Pantone ed il sistema Gillier-Pantone oltre ad economizzare carburante hanno l'aspetto positivo di far inquinare meno, basta pensare che il maggior numero di chilometri percorsi è dato dal miglioramento della combustione e dunque si riescono ad usare parte degli idrocarburi incombusti che prima andavano persi. Giusto per correlare questo con qualche dato numerico accertato, ricordo che i motori a ciclo Otto (alimentati a benzina) hanno un rendimento di circa il 30% mentre i motori a ciclo Diesel (alimentati a gasolio) hanno un rendimento di circa il 33%.
Dopo aver introdotto questi due sistemi, voglio mostrarvi dei sistemi che ho avuto modo di progettare, montare e testare personalmente su mezzi propri in questi ultimi anni.
Questo è il mio progetto, dunque questa immagine e tutte le successive sono di proprietà del sottoscritto.
Si può notare il tubo centrale che è la marmitta, dentro il quale passa un altro tubo più piccolo, evidenziato in rosso. Sulla destra della marmitta si vede il bollitore esterno, la valvola per il livello costante dell'acqua e la presa di pressione per i gas di scarico, in alto invece il serbatoio dell'acqua.
Ecco come si presenta il montaggio completo:
In questa foto si vede il tubo interno alla marmitta:
In questa foto il montaggio sulla macchina:
Il mio sistema si basa sul montaggio Gillier-Pantone, modificato opportunamente secondo il mio pensiero. Il sistema dunque "tratta" solo acqua, che prima riscaldata e poi surriscaldata viene inviata al collettore d'aspirazione.
Ho avuto modo di provare questo sistema su moltissimi tratti, ed ho scoperto che il dimensionamento del sistema (in questo caso la lunghezza del tubo interno) influisce sul tratto che si sta percorrendo: un tubo lungo, che trasferisce molto calore al vapore, va bene in autostrada, un po' meno in città... e viceversa.
Sui tratti lunghi il cambiamento è stato soddisfacente, con un filo d'acceleratore si viaggia ad una velocità maggiore rispetto a prima (stesso tratto di strada, stesse condizioni ambientali e... rispettando i limiti!) ed ho superato i 21 km/l con una macchina che ormai ha 10 anni ed ha un'alimentazione a benzina.
Questo potrebbe essere un bel sistema da rimpiazzare alle valvole EGR moderne che dovrebbero far diminuire gli ossidi d'azoto, ma poi per mancato funzionamento i risultati sono solo macchine che "fumano nero"...
Spero che anche in Italia arrivi l'idea che bisogna mobilitarsi personalmente per poter cambiare qualcosa, in questo caso per il rispetto verso l'ambiente.
Alexandre