# Motore Bourke

Il motore Bourke è un tipo di motore a 2 tempi a cilindri contrapposti

## Introduzione

Il motore Bourke è fondamentalmente un motore a due tempi, con due pistoni disposti orizzontalmente ed opposti che si muovono nella stessa direzione e allo stesso tempo, in modo che siano sempre equidistanti e le loro operazioni siano sfasate di 180º.
I pistoni sono collegati a un meccanismo di guida per l'albero motore detto Giogo scozzese, al posto del più consueto meccanismo di rotazione (biella manovella), che permette di ridurre leggermente l'accelerazione dei pistoni.
Un'altra caratteristica è data dal carter sigillato e dalla camera d'aspirazione sotto i pistoni, la quale essendo decisamente più piccola permette rapporti di precompressione maggiore.

## Storia

Questo motore è stato progettato da Russell Bourke nel 1920, come un miglioramento del motore due tempi, ma nonostante il completamento della progettazione e la costruzione di diversi motori, l'inizio della seconda guerra mondiale, la mancanza di un completamento di prove di perfezionamento e le cattive condizioni di salute della moglie, limitarono il successo nel mercato motoristico del suo motore.

## Ciclo

Il ciclo di funzionamento è molto simile a quella di un normale motore a due tempi, ma con alcune modifiche:
* il motore fu progettato per funzionare senza utilizzare l'accensione comandata, dopo che il motore si sia portato a temperatura di regime, questo grazie al fenomeno dell'autoaccensione, dove la miscela aria e carburante inizia a bruciare a causa dell'elevata temperatura dei gas, che vengono compressi e alla previsione di punti caldi nella testata.
* la iniezione di benzina avviene direttamente nella luce di aspirazione.

## Caratteristiche del motore

Il motore ha come peculiarità le seguenti caratteristiche progettuali:

### Caratteristiche meccaniche

Tale motore presenta:
* Trasferimento del moto lineare delle aste dei pistoni alla rotazione del l'albero motore a giogo scozzese (testa a croce trasversa), invece dell'uso del sistema biella manovella
* La diminuzione del numero di parti in movimento (solo 2 in movimento e assemblati contrapposti per cilindro) ed i cilindri contrapposti sono combinabili a fare un motore a 2, 4, 6, 8, 10, 12 o più cilindri
* Funzionamento più fluido grazie alla eliminazione del sistema biella-manovella.
* Il pistone è collegato rigidamente a una asta a moto rettilineo.
* Iniezione meccanica della benzina, tramite un condotto presente sui travasi.
* Luci di travaso come la maggior parte dei motori a due tempi, invece che valvole a fungo come i motori a quattro tempi.
* Facilità di manutenzione, con strumenti semplici.
* Le aste scorrenti verso la camera di manovella hanno cuscinetti di guida, e dispositivi di tenuta.
* la guida per le aste portanti i pistoni, evita sforzi laterali sui pistoni, la lubrificazione delle guide stesse è in zona "fredda", cioè non sollecitata termicamente. Questo riduce la usura dei pistoni.
* la guida per le aste portanti i pistoni evita le vibrazioni indotte dalle spinte laterali della biella, le accelerazioni laterali recate dal giogo scozzese sono inferiori almeno del 25%, e sono locate a breve distanza dal asse dell'albero motore, e quindi inducono meno vibrazioni.
* la guida a moto rettilineo, il gioco scozzese e la rotazione della manovella del albero motore realizza una alzata sinusoidale perfetta del pistone (la corsa di salita e discesa del pistone corrisponde esattamente a 180°), quindi la corsa utile di aspirazione ed espansione sono maggiori.

### La fluidodinamica

Tale motore ha come peculiarità:
* Gas di scarico a temperatura minore, in modo da poter utilizzare componenti di scarico in materiali più semplici e poveri.
* Combustione estremamente veloce.
* Rapporto di compressione elevato, compreso tra 15:1 a 24:1.
* Il carburante può essere iniettato in ritardo nel travaso, ciò consente di introdurre carburante a lavaggio parzialmente effettuato, riducendo sostanzialmente il trascinamento del carburante nello scarico.

### Lubrificazione

Le peculiarità di tale motore sono:
* Questo motore utilizza olio immagazzinato nella camera dell'albero motore, proteggendone l'usura.
* La camera dell'albero motore è sigillata dalla camera inferiore del pistone, in modo che non ci sia trafilamento e dispersione d'olio.
* Il pistone e gli anelli elastici sono riforniti d'olio da un piccolo canale presente sulla superficie del cilindro che preleva l'olio dalla camera dell'albero motore.

## Vantaggi

Il principale sostegno delle virtù del design sono:
* Ha solo due parti in movimento
* Più leggero degli altri motori
* Più potente degli altri motori a due tempi
* Due cicli utili per giro (motore bicilindrico)
* Rispetto ad altri motori a due tempi ha bisogno di molto meno olio, il quale non viene miscelato ne con l'aria, ne nel carburante.

## Critiche su tale motore

Il motore Bourke ha alcune caratteristiche interessanti, ma le ipotesi sui comportamenti ed i rendimenti sono ancora da provare completamente. Alcune affermazioni sono in contraddizione con altre.
* Il sigillo della camera dell'albero motore con la camera sotto al pistone crea attrito, riducendo l'efficienza.
* L'efficienza può essere limitata da perdite di pompaggio, se si ipotizzano drastici aumenti delle pressioni.
* Il peso del motore è suscettibile di essere più elevato di quanto previsto in origine, per far fronte ai picchi dati dagli alti rapporti di compressione.
* L'esercizio di un motore a combustione interna crea con la detonazione delle onde d'urto verso le pareti, e sollecitazioni notevoli sui cinematismi.
* Anche se alcuni test hanno mostrato bassi livelli di emissioni in alcune circostanze, le quantità registrate a piena potenza e a regimi diversi possono essere significativamente più alte
* L'innesco della combustione è controllata dallo stato di funzionamento del motore, e non da azioni esterne come avviene in altri tipi di motori che hanno sistemi di innesco controllati. Può essere possibile ottimizzare e perfezionare l'innesco e la fase successiva di combustione in una definita condizione operativa, ma non per la vasta gamma di coppie e velocità che ha in genere un motore da trazione automobilistica. Il risultato sarà una minore efficienza a condizioni diverse, ed anche notevoli compromissioni di funzionamento.
* Se l'efficienza è alta, anche la temperatura di combustione deve essere alta, come richiesto dal ciclo di Carnot, e la miscela aria carburante deve essere magra. Temperature di combustione alta e miscela magra causano miscele di biossido di azoto nei gas di scarico.
* Il giogo scozzese, (testacroce trasversa), così come è realizzato nel motore, non è completo per la funzione prevista, dato che manca delle superfici scorrenti trasverse a reggere le spinte assiali del pistone; il perno di testacroce scarica infatti direttamente le spinte assiali del pistone su una superficie piana del giogo, e questo provocherebbe una rapida distruzione nel punto di contatto. La realizzazione di un blocco/pattino di connessione perno-gioco, di adeguate dimensioni per distribuire le spinte, avrebbe massa, ingombri e problemi di attrito notevoli, modificando l’architettura del motore. Il giogo infatti supporta tutte le spinte del pistone e della trasformazione del moto in rotazione, invece nel sistema a biella una parte delle sollecitazioni laterali è supportata dal pistone. L'adozione del blocco-pattino porta peraltro a tre le parti mobili del motore stesso. Questo è il motivo principale per cui il giogo scozzese "semplice" (senza pattino) ha trovato solo applicazioni molto limitate in cinematismi meccanici di potenza.
Alcune di queste critiche hanno trovato, o possono trovare soluzioni, altre devono essere verificate in prove pratiche.