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Honda NR: la storia del motore a pistoni ovali

di brainfrak 02—Apr—2013 / 10:39 AM

New Racing. Il nome assegnato da HRC (Honda Racing Corporation, il reparto corse di Honda) al primo prototipo da competizione classe 500cc dopo dodici anni di assenza dal Motomondiale e dice molto sull’effettivo bagaglio di innovazione contenuto nel suo motore. Una scommessa tecnologica ancora oggi tra le più considerevoli che la mente umana abbia fatto. Una scommessa forse persa, ma indubbiamente entusiasmante.

Gli anni ’60: dalla gloria al ritiro

Gli anni ’60 di HRC sono un decennio fatto di innumerevoli successi nel Motomondiale tutti ottenuti con motori a quattro tempi, tradizione della casa, che col passare degli anni sono dovuti diventare sempre più sofisticati per poter contrastare i motori a due tempi dotati di potenza specifica superiore. Con la cilindrata massima fissata per regolamento il sistema più semplice per ottenere maggiore potenza specifica era, a quel tempo, aumentare il frazionamento della stessa. HRC seguì questa strada realizzando cilindri sempre più piccoli per aumentarne il numero: il 250cc a sei cilindri, il 125cc a cinque cilindri e il 50cc bicilindrico furono la massima espressione di questa miniaturizzazione. Sfortunatamente questo innescò un circolo vizioso che portò a costi di sviluppo insostenibili. Per questa ragione la FIM (l’organizzazione che detta le regole del Motomondiale) introdusse, all’inizio degli anni ’70, nuove regolamentazioni tecniche che limitavano a quattro cilindri il massimo frazionamento per le classi 350 e 500 e a due per le 125 e 250.

Questo di fatto segnò l’inizio della fine della prima era delle quattro tempi e portò al ritiro di HRC dal Motomondiale.

1979: il ritorno

Nel novembre del 1977 HRC annunciò l’intenzione di rientrare nel Motomondiale dal 1979 e ovviamente decise di rientrarci con un motore quattro tempi, mentre i due tempi dominavano incontrastati da anni. Fu creato, presso l’Asaka R&D Center, un nuovo gruppo di giovani ingegneri, chiamato NR Block, con lo scopo di sviluppare il nuovo motore sotto la guida di Soichiro Irimajiri (il padre del motore 250cc a sei cilindri degli anni ’60).

Problema: ottenere la potenza specifica di un motore a due tempi con un quattro tempi senza aumentare il frazionamento.
Soluzione: raddoppiare il regime massimo di rotazione.

Il problema principale era disegnare un sistema di valvole in grado di resistere alle maggiori frizioni e temperature. L’idea fu di raddoppiare il numero di valvole per cilindro. Dopo aver esaminato la possibile disposizione delle otto valvole in un tradizionale cilindro a sezione circolare, gli ingegneri pensarono che la soluzione fosse quella di cambiare la sezione dei pistoni da circolare a ovale. Stimarono inoltre che il motore avrebbe sviluppato circa 130 CV a 23.000 giri/min.

Toshimitsu Yoshimura, uno degli ingegneri coinvolti nel progetto:

The reason was simply that we were all so young, We had nothing to fear. You could even say we had no preconceived notion that a piston had to have a circular cross-section. We were determined that the oval design was the key to outperforming two-stroke engines.

NR500 (0X) 1979

Con non poche difficoltà il team riuscì a rispettare la scadenza: nel luglio del 1979 la NR500 era pronta per affrontare il debutto durante l’undicesimo GP della stagione, quello del Regno Unito, che si sarebbe svolto il 12 agosto sul circuito di Silverstone.

Il motore siglato 0X era un quatto cilindri a V con angolo di 100° tra le bancate, ogni cilindro aveva 8 valvole, due candele di accensione e il pistone era dotato di due bielle, sviluppava circa 100 CV a 16.000 giri/min. Per cercare di ovviare al notevole peso dell’unità fu progettato un telaio monoscocca in alluminio (chiamato internamente “shrimp shell”) spesso 1 mm che sfruttava il motore stesso per ottenere la necessaria rigidità: il peso era di soli 5 kg. I radiatori del liquido di raffreddamento erano posizionati lateralmente al telaio per poter diminuire l’interasse. Sempre con lo scopo di ridurre il peso, ma anche il momento d’inerzia, vennero usati cerchi da 16″ al posto di quelli da 18″ utilizzati normalmente. Gli assi del pignone e del perno del forcellone erano coassiali allo scopo di eliminare il gioco della catena e conseguentemente lo stress della stessa durante le accelerazioni. La forcella anteriore era del tipo upside-down: già innovativa per l’epoca, era inoltre dotata di molle esterne posizionate davanti agli steli.

Insomma i nostri non si erano di certo risparmiati le meningi e le premesse erano buone.

Un debutto umiliante

Purtroppo il debutto della NR fu uno dei peggiori epic fail della storia del motociclismo. Le due NR500 schierate faticarono a qualificarsi per la gara. Mick Grant cadde alla prima curva dopo la partenza a causa di una perdita d’olio dal proprio motore. Dopo pochi giri si ritirò anche la NR500 di Takazumi Katayama (visibile nella foto di apertura con il numero 5) per problemi all’iniezione. Andò ancora peggio alla gara successiva, il GP di Francia, dove nessuna delle due NR500 riuscì a qualificarsi per la gara. La NR era un insieme di soluzioni potenzialmente innovative ma messe insieme troppo in fretta.

Ma gli eroi di questa storia sono giapponesi: arrendersi per loro non è un’opzione.

Gli ingegneri del NR Block continuarono a sviluppare la NR500 negli anni successivi: furono costretti a fare dei passi indietro e rinunciare a molte soluzioni azzardate come il telaio monoscocca, i radiatori laterali, la forcella upside-down e i cerchi da 16″. Migliorarono l’affidabilità, resa precaria soprattutto dagli altissimi regimi di rotazione del motore. Risolsero il problema del consistente freno-motore, che rendeva instabile la moto nell’approccio alle curve, introducendo un apposito limitatore. Non riuscirono però a migliorare la brusca erogazione di potenza all’apertura dell’acceleratore e, soprattutto, non riuscirono a ridurre il peso del complesso motore quattro tempi a pistoni ovali portandolo al livello dei più semplici due tempi degli avversari. Nonostante l’utilizzo di materiali sempre più innovativi per l’epoca (titanio e leghe al magnesio) il motore della NR500 rimase mediamente 20 kg più pesante della concorrenza, compromettendo le prestazioni velocistiche ma contribuendo anche ad alzare il baricentro del mezzo rendendolo meno guidabile.

Nel 1983 il motore 3X sviluppava 130 CV a 19.500 giri/min.

1983: la fine del progetto NR500

Questo valore lo rendeva finalmente competitivo nei confronti dei motori a due tempi. Purtroppo però Honda decise di non farlo scendere in pista in gare valide per il Motomondiale, preferendogli il nuovo progetto NS500, con motore a due tempi, che aveva dato subito ottimi risultati. Così arrivò il momento di mettere la parola fine allo sviluppo del progetto NR500. Dopo anni di immani sforzi tecnologici e finanziari, il motore a pistoni ovali non aveva vinto neanche una gara iridata. L’unico successo mai ottenuto fu la vittoria alla 500 km di Suzuka del 1981 conseguita da Kengo Kiyama con una NR500 (2X) (visibile nelle foto con il numero 12).

Ma la gara che espresse maggiormente il potenziale del motore a pistoni ovali si svolse a Laguna Seca (USA) nel luglio del 1981: Freddy Spencer guidò a lungo la gara con la sua NR500 (2X) davanti alla Yamaha di Kenny Roberts, prima di ritirarsi per problemi elettrici.

Toshimitsu Yoshimura:

Although it couldn’t win a race, the 3X was very close to the complete form of an oval-piston engine, achieving more than 95-percent maturity.

NR750 1987

Preso atto dell’impossibilità di competere ad armi pari con i motori a due tempi, Honda cominciò a fare pressioni nei confronti della FIM per introdurre nel regolamento del Motomondiale la possibilità di far correre insieme motorizzazioni da 500cc a due tempi e 750cc a quattro tempi. Il tentativo, che a quei tempi fallì ma che riuscì negli anni 2000 con l’introduzione della classe MotoGP, culminò con lo schieramento di una NR750 alla 24 Ore di Le Mans motociclistica del 1987.

Lo sviluppo del motore a pistoni ovali non si era fermato col ritiro della NR500 ma era continuato dando vita al nuovo prototipo con motore 750cc quattro cilindri a V con angolo tra le bancate di 85°, naturalmente a quattro tempi.

Sviluppava circa 155 CV a 15.250 giri/min.

Questo valore di potenza, unitamente al peso totale finalmente contenuto in 155 kg, permise a Malcolm Campbell di qualificare per la gara la NR750 col secondo tempo. In gara la moto, pilotata a turno da Campbell e dai due giornalisti Gilbert Roy e Ken Nemoto, dimostrò ottime prestazioni ma scarsa affidabilità: si ritirò, per rottura meccanica, dopo circa tre ore di gara mentre occupava la terza posizione. Campbell vinse nello stesso anno una delle manche della gara svoltasi sul circuito di Calder Park delle Swann Series (un campionato australiano): fu l’unica affermazione e l’ultima apparizione della NR750.

NR (RC40) 1992

I risultati sportivi non certo eclatanti non segnarono comunque la fine del motore a pistoni ovali: Honda ne fece una questione d’onore. Grazie ai miglioramenti introdotti dal motore NR750, si sviluppò il progetto di una versione stradale che fu commercializzata, in serie limitata a 322 esemplari, nel 1992.

La NR (RC40) era equipaggiata con un quattro cilindri a V di 750cc con l’angolo tra le bancate dei cilindri portato a 90°, otto valvole e due candele per cilindro. Fu l’unico motore a pistoni ovali dotato di iniezione elettronica. La potenza erogata era di circa 125 CV a 14.000 giri/min. Oltre al motore, altre caratteristiche innovative per l’epoca erano l’air-box in pressione con prese d’aria ai lati del cupolino, la forcella upside-down pluriregolabile, il telaio in tubi di alluminio accoppiati e i cerchi in magnesio. Questo bagaglio tecnologico unito alla produzione in serie limitata fecero lievitare il prezzo fino a sfiorare i cento milioni di Lire dell’epoca, rendendo la NR un oggetto per pochi facoltosi collezionisti. In ultima analisi si può dire che Honda raggiunse la competitività che sperava per quello che considera ancora il suo vanto tecnologico: nel 1993 l’allora campione mondiale Loris Capirossi portò la NR a stabilire sull’anello di Nardò (Lecce) vari record mondiali di categoria tra i quali il kilometro da fermo (con velocità di uscita di 299,825 km/h) e i 10 km con partenza da fermo (con media di 283,551 km/h).

Toshimitsu Yoshimura:

To create anything, you must put your heart and soul to it. The development of oval piston engines impressed that upon me, as well as on the other young engineers.