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ORGAnI PRIncIPALI DEL MOTORE

U3

Cominciamoafamiliarizzareconilmotorenelsuocomplesso,osservan-dolospaccatonellasottostanteFigura3.1.

Figura 3.1Spaccatodiunmotoreaciclo

otto(Fiat1800cc16v).

organiprincipalidel motore U3

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gliorganirotantidiunmotoresonoracchiusiall’internodelbasamentoocarter;sudiessopoggianoicilindri, iqualidisolitoneimotoriperautoveicolicostituisconounbloccounicoconilbasamentocheèchia-matomonoblocco(Figura3.2).

Figura 3.2monobloccoacannesfilabili

(riportateinumido)diunmotore

seicilindriaV.

ivantaggi principali della costruzione a monobloccosonosenz’al-troilminorcostodellalavorazione,lamaggiorrobustezzaecompattez-zadelmotoree,nelcasodicilindriraffreddatiadacqua,maggiorfacilitàdiraffreddamento;infatti,lasoluzionedelcarterconcilindriseparabilièadottataormaiquasiesclusivamentesuipiccolimotoriraffreddatiadaria.ilmonobloccoè fusonellamaggiorpartedeicasi inghisa, laqua-

le,grazieallasuasufficientedurezza(aumentataavolteconparticolaritrattamentichimicio tramiteaggiuntadialtresostanzecome fosforo,manganese, nichel, cromo, molibdeno), permette di ricavare diretta-menteall’internodiessolecannedeicilindri;inquestocasosidicecheilmonobloccoèdeltipoa canne integrali(Figura3.3).

3.1 Basamento e

monoblocco

Figura 3.3monobloccoacanneintegralidiunmotorequattrocilindriinlinea,vistodallatosupportidibanco.

M2 Principiditermodinamica,organiprincipalidelmotore,dinamicadelmotore

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lamaggiorpartedeimotoridiautomobile,periqualiormaivisonosempremenopossibilitàdirevisioneerettificadellecanne,utilizzaque-stotipodimonoblocco.imotorichehannoinveceilmonobloccoinlegadialluminio(maa

volteanchequelliinghisa)utilizzanoilcosiddettosistemadellecanne

riportate(detteanchecamicie),inquantoglieventualiprocessiattiarenderesufficientementedureeresistentilecanneinalluminiosonoab-bastanzacomplessiecostosi*.Sipreferiscequindiutilizzaresemprelecanneinghisacentrifugata

oinacciaionitruratoepiantarlepoiall’internodelmonoblocco:siparlaalloradimonoblocco a canne riportate a secco, inquanto le cannesonoacontattocolmaterialedelmonobloccostesso.Siparla invecedimonoblocco con canne riportate in umido (Fi-

gura3.4)quandoquestesonoimpiantatesoloparzialmentenellapartebassadelmonobloccoelalorosuperficieesternaèincontattocolliqui-dorefrigerantedelmotore.Questiultimitipidimonobloccorichiedonosenz’altromaggioricure

nellalororealizzazione,inparticolarenell’accoppiamentocannamono-bloccoerichiedonoanchematerialidimigliorqualitàrispettoaquelliacanneintegrali;sonoquindipiùcostosidarealizzare,mapresentanoilvantaggioche,unavoltausurate,lecannepossonoesseresostituite,eciòpuòesseremoltoconvenientepermotorid’elevatocostoomo-tori che comunque richiedono frequenti revisioni,magariperché,peresempio,sonomontatisumacchine,cometrattorioruspe,chevengonoutilizzateinambientimoltopolverosi.Nellaparteinferioredelmonobloccositroval’alloggiamentodell’al-

beromotore,vincolatoaessomediantesupportidibancochesonola-voratiassiemealmonobloccostesso.Esternamente,suilatidelmonobloccodiparecchimotorisitrovano

deiforididiametropiuttostogrossochiusidaopportunitappiinlamiera:sonoicosiddettitappi di sicurezza(Figura3.5),chehannolafunzionedievitarelarotturadelmonobloccoincasodicongelamentodelliquidorefrigerante. infatti,durante ilprocessocriogenico, lapressionechesiinstauradovrebbeespellerequestitappidandocosìsfogoall’aumentodivolumedell’acquainquestafase,evitandolarotturadelmonoblocco.Purtroppo,nonsemprel’accorgimentosirivelaefficace.

*lecannesonotrattateconcarburienitruridisiliciodettinicasil.

Figura 3.4Cannasfilabileriportatainumido.

Figura 3.5Unodeitappidisicurezzanel monoblocco.

Processo criogenico

Processo di formazione del

ghiaccio.


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Suparecchimonoblocchiquestitappisonoinseritisuforigiàpreesi-stenti,utilizzatiperestrarrelaterrarefrattariarimastaintrappolatanellamassametallicadurantelafusione.Perricavarenelmonobloccole in-tercapedininellequalidovrannocircolareiliquididiraffreddamentoelubrificazione,èinfattiindispensabilerealizzareunasortadinegativointerrarefrattariaefondergliattornoilmetallo.

latestata (Figura3.6)chiude lapartesuperioredelcilindroedèunaparteimportantissimaedelicatadelmotore:inessainfattisonoallog-giatelevalvoleassiemeallelorosedieguide,lecandele,gliiniettori,icondottid’aspirazioneescaricoedeventualmenteanchelaprecamera(qualorasitrattidiunmotoredieselainiezioneindiretta).

Figura 3.6a)Spaccatodiunatestatacompleta(Y10gt)b)Visionediunatestataaquattrovalvolepercilindro(maseratiV6)

a)

b)

latestatadevesopportarenotevolisollecitazionitermiche,acausadelcalorechesisviluppadurantelacombustione,enotevolisollecita-zionimeccaniche,acausadellepressionichesiinstauranoall’internodelcilindroeacausadell’impattodellevalvolecontrolelorosedi.d’altraparteiforidellecandeleedellevalvolestesseindeboliscono

latenutameccanicadellatesta,specieinqueimotorichesonocostruiticonpiùvalvoled’aspirazioneescaricoperognicilindro,alfinedielevar-neleprestazioni.

Perquantoriguardailraffreddamentoessopuòesseresiaadaria(oggisemprepiù raro)siaadacquao,meglio,a liquidorefrigerante: imotoriraffreddatiadarianecessitanodiunatestatamunitadiappositealettediraffreddamento(spessoanchediunaventolachesoffiariasullatestataesuicilindri)mentreimotoriraffreddatiadacquanecessitanodiappositeintercapediniperpermettereilpassaggiodelliquidodiraffred-damentooltrechediquellodilubrificazione.

3.2 La testata


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ilmaterialepiùcomunementeusatoperlacostruzionedellatestataèl’alluminio(omegliolesueleghe)che,rispettoallaghisa(altromate-rialeavolteutilizzato),haiseguentivantaggi:

• miglioredispersionedelcalore;• migliorelavorabilitàconlemacchineutensili;• maggioreleggerezza.

l’unicosvantaggiochel’alluminiopresentarispettoallaghisaèquel-lodiesserepiùcostosoedirichiederemaggioriprecauzionidurantelasuafusione.Perlesedidellevalvolesiutilizzanoparticolariacciaiinossidabilire-

sistenti siachimicamentesia termicamente,mentreper leguidedellevalvolesiutilizzanooparticolaritipidighisaoparticolaritipidibronzoautolubrificante.tralatestataeilbasamentosiponelaguarnizione della testa(Fi-

gura3.7),cheèanch’essaunadellepartipiù importantiedelicatedelmotoreechehaleseguentifunzioni:

• assicurarelatenutapneumaticatracilindroetestata;• impedireche il liquidodi raffreddamentoedi lubrificazione sipossa-nomischiaretralorooppurechepenetrinoall’internodellacameradicombustione.

Questi tipi di guarnizioni possono essere costituite da una sottilelamiera in acciaio speciale o in rame, entrambi ricoperti da appositevernici: l’amianto,finoapocotempofaassaiutilizzatoinquestitipidiguarnizioni,èstatoper leggemessoalbandoacausadellasuaormaiprovatacancerogenità.laguarnizionedellatestavasempresostituitaognivoltachelate-

statavienestaccataoanchesoloallentatadalbasamento.

Figura 3.7guarnizionedellatestata.


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levalvole(Figura3.8)hannolafunzionediimmetterelamiscelaaria/

benzinaall’internodeicilindridurantelafasediaspirazione,diimpedire

lafuoriuscitadiqualsiasigasdurantelefasidicompressioneedespan-

sione,infine,difavorirel’espulsionedeigasdiscaricodurantelasuddet-

tafase.Neimotoridiautomobilelevalvolesonoposteall’internodella

testata(Figura3.9)inposizionenormalmentechiusaesonocomposte

essenzialmentedadueparti,latesta,cheserveadaprireechiuderela

lucedipassaggio,eilgamboostelo,chehalafunzionediguidareilmo-

vimentodellavalvolasiasottol’azionedell’alberoacammeperquanto

riguardal’apertura,siasottol’azionedellamolladirichiamoperquanto

riguardalachiusura.

Figura 3.8Valvolaepunterie.1 Valvolaa goleb steloc testa

2 molladellavalvola3 Bicchierepunterie4 Piattellopunterie5 Semiconodiritegnovalvola6 Scodellinovalvola7 Paraolio

1 1

2

33

4

4

5

66

77

2

a

c

b

levalvoledevonosopportaretemperaturemoltoelevatesenzarovi-

narsi;inoltre,devonoaverelacapacitàdidisperdererapidamenteilcalo-

relorofornito:letemperaturemediedieserciziosonodicirca700-800°C

e,almenodurantelefasidiaspirazionee compressione,nondevono

assolutamente raggiungere 900 °C circa, altrimenti provocherebbero

l’accensioneindesideratadellamiscela.

ilmaterialepiùutilizzatonella costruzionedelle valvoleè l’acciaio

alcromo-silicio; inalcunimotoridialteprestazionisiutilizzanoanche

valvolediacciaioaltungsteno,chehagranderesistenzaallealtetempe-

raturemapresental’inconvenientedicreparsiassaifacilmente.

levalvoledimoltimotorimoderni, inparticolarequellidipotenza

ragguardevole,presentanocavitàinterneriempitedisodioalfinedifa-

vorireladispersionedelcaloreperconvezionenelsodioliquefattosiper

l’alta temperatura (laconvezione è la trasmissionedicalorenei fluidi

comeconseguenzadelmovimentodiparticellecaldeall’internodelflu-

idostesso).laconvezioneèpossibilesoloneiliquidieneigas.

lapotenza di un motorepuòessereaumentatatral’altroaumen-

3.3 Le valvole


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Figura 3.9zonedicontattotravalvoleesedi.

tandoidiametridellatestadellevalvole,anchesequestoprovocal’au-mentodellaquantitàdicaloreassorbitoedell’inerziatermica(lavalvolarimanecaldapiùalungo)emeccanica(lavalvolanonseguepiùfedel-mente il profilodella camme, specie in fasedi chiusura): si preferisceallorautilizzarepiùvalvolecondiametrolimitatoinmododaavereglistessivantaggidiunavalvoladigrossodiametroevitandoneglisvan-taggi.importante è anche il valore di taratura dellemolle delle valvole:

infattimolletroppomorbidemanderebberofacilmenteinrisonanzalevalvolenonconsentendolorodiseguirefedelmenteilprofilodellecam-me;viceversa,molle troppodure renderebbero rumorosa lavalvolaefavorirebberoanchel’usuradegliorganididistribuzione.ladistanzatralespiredellemollenonèuniforme,maquellechesi

trovanoalleestremitàsonopiùvicine,perché,acausadell’inerzia,ten-donoacomprimersimaggiormente.moltimotoriutilizzanoduemolledidiversataraturaperognivalvola:

inquestomodosieliminanomolteapertureechiusurefasulledovuteaifenomenidirisonanzaesievitache,incasodirotturadiunamolla,lavalvolapossacaderenelcilindro.

Perunmotoreaquattrotempiconlagenericadenominazionedistri-

buzione si indica il complessodiorganiattiacontrollare l’aperturaelachiusuradellevalvoleassicurandoilregolaresvolgimentodellefasi.l’organo principale della distribuzione è l’albero degli eccentrici,

dettoanchealbero a camme(Figura3.10),ilqualedeterminagliistantidiaperturaechiusuradellevalvolenonchélaloroalzata.dallaformae

3.4 La distribuzione


61

dalledimensionideglieccentricidipendonoanchemoltecaratteristichedinamichedelmotore,comelapotenzaerogataeilregimemassimodifunzionamento. intalsensosipuòaffermarechenell’alberoacammec’èunasortadi“codicegenetico”delmotore:lacosiddettapreparazio-

ne,chepuòtrasformarelevetturediserieinvetturedacompetizione,consisteessenzialmentenellasostituzionedell’alberoacammeorigina-le con uno avente altre caratteristiche. Ciò comporta inevitabilmenteilcambiamentodialtriparametrieorgani,comeperesempiolemolledellevalvole;infatti,ilcaricodellemollesideterminaancheinbaseaglieccentricidellecamme.

Figura 3.10alberoacamme.

l’alberoacammeèsottopostoanotevolisollecitazionimeccanicheacausadellosforzochedevecompierepervincere laresistenzadellemolledellevalvole*:deveaverequindiunasuperficiemoltodurapernonrovinarsirapidamenteedeveconservareunacertaelasticitàondeevitaredi rompersiacausadelle flessionie torsioniallequaliè sotto-posto.generalmenteè costruito in acciaio al nichel-cromo fucinatoelavoratopoiconappositemacchineesottopostoinfineaunprocessodicementazione,cheserveaindurirnelasuperficie.le più recenti tecniche motoristiche portano a realizzare alberi a

camme composti (Figura 3.11), ossia le camme vengono riportate suuntubocavomedianteraffreddamentodeltuboeriscaldamentodellecamme.Unazigrinaturasultuboeinternaallecammeneassicurapoilatenu-

tameccanicaimpedendonelarotazione.taleprocedimentopermettediridurredicircail30%ilpesodell’al-

bero.

Figura 3.11 alberoacammecomposto:1 ghieradelladistribuzione;2 tubo;3 camme.

l’alberoacammepuòtrovarsinellatestataoppurenelmonoblocco;riceveilmotoattraversounsistemadiingranaggi,catena(Figura3.12 b)

*talisforziaumentanonotevolmenteconl’aumentodelnumerodigiridelmotore,acausadellemaggioriaccelerazionidellevalvoleinfasediapertura.


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o,comeormainellamaggiorpartedeimotori,attraversounacinghiadentatadettaperquestocinghia della distribuzione (Figura3.12a),cherispettoaglialtriduesistemihailvantaggiodiesserpiùsilenziosa.Naturalmenteilmotodell’alberoacammedeveesserefasatorispettoaquellodell’alberomotore.traglieccentricielostelodellevalvolesiinterpongonoibilancie-

ri o lepunterie, lequali trasmettonoallavalvola ilmotodell’alberoacamme.lepunterie,lacuifunzioneèquelladiaumentarelasuperficiedicontattotral’eccentricoelostelodellavalvola,equindidiridurregliattritie ilconsumochedaquestipuòderivare,possonoessereessen-

Figura 3.12motoreconcinghiadidistribuzione(a)econcatena(b).

gioco

1

gioco

2

3

gioco

4

gioco

gioco

5

gioco

6

Figura 3.13Schemadivaritipidipunterie.1 abilanciere2 apattinoebilanciereadito3 apiattello4 arullo5 abicchiere6 adastaebilanciere

a) b)


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zialmenteditre tipi(Figura3.13):punteriaa piattello,punteriaa rulloepunteriaa bicchiere.diqualsiasitipoessesianodevonoesseredotatediunsistemachepermettadiregolareilgiocotraesseelevalvoleper

evitarealcuniinconvenientichedescriveremonell’appendice.Sel’alberoacammetrasmetteilmotodirettamenteallapunteria,la

distribuzionesidicediretta,mentresetraalberoepunteriavièinter-postounbilanciere,ladistribuzionesidiceindiretta.

Punterie idrauliche

daannisonoinusolepunterie idrauliche(Figura3.14),lequalirego-lanoautomaticamenteilgiocosfruttandolapressionedell’oliomotore,garantendocosì,almenointeoria,unaminorerumorositàedevitandofenomenidi impuntamentodelle valvole che tanti problemipossonocrearealmotore(vediappendici).Questepunteriehannoperòlosvantaggiodiesserepiùpesantiri-

spettoallealtreenonpermettonoquindialmotorediraggiungereele-vatissimiregimidifunzionamento;inoltre,sonopiùcostoseedannoinognicasomaggioriproblemidiaffidabilità.Nonostante tutto, lepunterie idraulichesi sonocomunquediffuse

suimotorimoderni,anchesequalchecasaautomobilisticaincontroten-denzalehadinuovosostituiteconquelletradizionali,ritenendoormaisuperato(grazieall’impiegodibuonimateriali)ilproblemadellevaria-zionineltempodelgiocodiquesteultime.descriviamooralefasiprincipalidelfunzionamentodellepunterie

idrauliche.

Fase A (fase di chiusura)l’alberoacammecominciaapremeresullapunteria,facendoaumenta-relapressionedell’olioall’internodellacameradialtapressione;labiglia

Figura 3.14Punteriaidraulica.1 Condottoolionellatestata2 Punteria3 Stantuffopunteria4 Valvoledinonritorno5 Piattello6 Cammea Camerainternadeldispositivo

4

5

6

3

4

1

2

A

3

A1

2

4

4

6

Figura 3.17Punteriaidraulicainfasedirecuperogioco.

Figura 3.15Punteriaidraulicainfasedichiusura.

Figura 3.16Fasedimassimaaperturadellavalvola.


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chefungedavalvoladinonritornovienespintaversol’entratadeicon-dottie,chiudendolacamera,impedisceogniulteriorefuoriuscitadioliodaessa(Figura3.15).lapunteria,ora,datal’incomprimibilitàdell’olio,sicomportacomeuncorporigido.

Fase B (fase di massima apertura)l’eccentrico continua la sua rotazione facendo aprire completamentelavalvolagrazieproprioallarigiditàdellapunteria,ancheseunacerta

valvola antideflusso valvola limitatrice pressione olio

1 2 3 4

4

5 5

Figura 3.18Circuitodellepunterieidrauliche:punterieidraulichesmontateetestataconpunterieidrauliche.1 Punteriacompleta2 anellodiritegno3 Bicchieredellapunteria4 Stantuffo5 Valvoleunidirezionali


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quantitàdiolio fuoriescesempredallacameradialtapressioneattra-versoleparetidelcilindro,provocandounaleggeracompressionedellapunteria(dell’ordinedeldecimodimillimetro)(Figura3.16).

Fase c (fase di recupero gioco)l’eccentricositrovainposizionediriposoenonesercitaalcunaforzasul-lapunteria;all’internodellacameradialtapressionelapressionedell’o-liodiminuisceelavalvolaasferasiapre.lamollarespingeversol’altolapunteriafinoalcontattoconlacamma

recuperandocosìilgioco;contemporaneamentel’olio,chesitrovainpres-sioneall’internodeicondottidellatestata,penetranellacamerariempiendo-ladinuovo(Figura3.17).Suquasituttiimotorilepunterieidraulichesonointercambiabilicon

quellenormali.imotoricheleutilizzanoperò,oltreagliappositicanalicheportanol’oliomotoreallepunterie,devonoavereanchesullatestatadelle valvole che limitano lapressionedell’olioa circa2bar, inmodochelostantuffodellepunterienoncomprimalemolle.Sononecessarieanchedellevalvoleunidirezionalicheimpediscanoildeflussodell’olioamotore fermo, inmodoche,unavoltaavviato ilmotore, lepunteriesianosubitosilenziose(vediFigura3.18).

lostantuffo(opistone)halafunzioneditrasmettereallabiellalaspin-taricevutadaigasinfasediespansione,maanchequelladicomprimerelamiscelaedespellereigascombusti;èunodegliorganipiùsollecitatidelmotoreinquantoèchiamatoaresistereadaltetemperatureepres-sioni,soprattuttoinpresenzadidetonazionieautoaccensioni;inoltre,èsottopostoacontinuisfregamenticontroleparetidelcilindro.Èlasuapartesuperiore,dettatestaocielo,chedeveresistereatali

sollecitazioni,senzasuperarelatemperaturadi900°Cdurantelafasediaspirazioneecompressione,perevitarel’autoaccensionedellamiscela.dallaformadelcielo,chepuòessereconcava,pianaoconvessa,di-

pendonoanchelaformadellacameradicombustionee,diconseguen-za,moltealtrecaratteristicheprincipalidelmotore.inmoltipropulsori,aventi elevati rapporti di compressione, si utilizzanopistoni che han-nonellatestadelleappositerientranzechepermettonoallevalvolediaprirsiilpiùpossibilesenzaimpattarecontrodiessi.ilcalorericevutosullatestavienepoismaltitoattraversoilcontatto

conleparetidelcilindroe,inparte,conl’aiutodellubrificante;ilmate-rialeconcuiècostruitotaleorganooltrecheresistereallealtetempera-turedeveaverequindiunanotevolecapacitàdicondurreilcaloreeuncoefficientedidilatazionemoltobasso.intalmodononsiècostrettialasciareunampiogiocodiaccoppiamentotrapistoneecilindroche,ol-trearendereilmotorepiùrumoroso,acausadelleinevitabilivibrazioniesbatacchiamenti,neridurrebbedimoltolaresaeladurata.ilmaterialepiùutilizzatonellacostruzionedeipistonièlalegadial-

luminioconpercentualinonpiccole(finoal15%)disiliciochegliconfe-riscefacilitàdicolatadurantelafusioneeneaumentalaresistenzamec-canica:lalegadialluminiopresentaancheilvantaggiodiessereleggeraequindiconferiscepocainerziaall’organo,aspettoassaiimportantesesivuolecheilmotoreraggiungaaltiregimidirotazione.lalavorazioneavvienequasisempreconlatecnicadellapressofu-

sione(realizzatadaditteormaispecializzateequasimaidallecaseco-struttrici deimotori), integratada lavorazionimeccaniche sulle superfici

3.5 Stantuffo

(o pistone)


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esterne;ipistonispecialiutilizzati,peresempio,suvetturedacompeti-zione,vengonoottenutimedianteforgiatura.daanniormaisiètentatodiintrodurrelaceramicanellacostruzione

deglistantuffi,maallostatoattualequestomateriale,chesipreannun-ciava come rivoluzionario, rimane quasi del tutto inutilizzato a causadellasuafragilità,masoprattuttoacausadellasuadifficoltàadisperde-recalorechepuòcreareautoaccensionedellamiscela.acausadelledilatazionitermiche,chedipendonoanchedallospes-

soredell’organoenonsolodallatemperatura,ilpistoneafreddononhaformacilindricamaleggermenteconica(piùlargoinbasso,piùstrettoinalto),speciesullapartechesitrovasopralospinotto di inserimento della biella,dovehamaggiorspessoreproprioperresistereallesolleci-tazionitermicheemeccanichepresentiinquellazona.lapartechesitrovaaldisottodellospinottosichiamamantelloeha

solamentelafunzionediguida;nondeveresistereaparticolarisollecitazio-nisenonagliattriticonlecannedeicilindri;quindiilsuospessoreèabba-stanzaridottoproprioperevitarediaggiungerepesosupplementaredovenonènecessario.atalpropositogiovaricordarecheipistonidellevetturedacompetizionesonodeltuttoprividimantello,nonessendociintalcasoproblemididuratanédirumorositàmasoloquellidiridurremasseinertieattriti.Unmantellodigrandesuperficie,infatti,offrealpistoneunagui-daassaiprecisaegarantiscebassepressionidisfregamentoconriduzionedell’usuradellecanne;inoltreconsenteunamaggioredispersionedelcalo-re:perquestomotivoipistonidellevetturediseriehannounalunghezzasuperiorealdiametroancheseciòcomportaalcunisvantaggigiàdescritti.ipistonipossonoavereformeassaivarie,asecondadeltipodimoto-

re.inFigura3.19nesonoriportatialcunitipi.Perquantoriguardalospinottocheaggancia ilpistoneallabiella,

essoèuncilindro,ingenerecavoalsuointerno,realizzatoinacciaioce-mentatoerettificatoepuòagganciareilpistoneindiversimodi:puòes-serepiantatoacaldonelpistoneoppureacaldonelpiededibiella,op-purelasciatoliberoinentrambelepartietenutoinseritonellostantuffotramite appositemollette. indipendentementedalla, soluzione lo spi-nottodeveesseresemprelubrificatonellesuezonedoveèinmovimen-torelativoequindidevepresentareappositicanaletti,chefavorisconoilpassaggiodell’olio,nellacavadoveèpresentelafasciaraccogliolio.intalecava, ipistonihannoappositi forelliniproprioperconsentireuna

migliorelubrificazionedellospinotto.latenutapneumaticadelpistoneèassicuratamedianteglianelli di

tenuta(ofasce elastiche)(Figura3.20),chevengonoalloggiatiinappo-

Figura 3.19Sezionediunpistone.1 testaocielo2 mantello3 Portantespinotto4 Sedeperanelloportaspinotto5 Sediperanellielastici

1

2

5 5

1

3

4

2


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sitecavepresentiinprossimitàdelcielodelpistone.lafunzioneditalianellièanchequelladiimpedirechel’oliolubrificanteentrinellacameradicombustione.

Quandoglianelliditenutasonocompletamentechiusidevonoab-bracciaretuttalacirconferenzadelcilindroamenodiunapiccolissimafinestrelladellospessoredicircaundecimodimillimetro.lapressionedaessiesercitatasulleparetideveesseretaledaassicurarelatenutaaigaseallubrificantesenzaperòpremereeccessivamentepernonusura-retroppolecanne.talepressionenonèuniformemaèmassimasullezonechesitrova-

noa90°dallafinestrella.Perquestomotivoquandosimontanolefascesulpistoneoccorresfasarle leunerispettoallealtre inmodocheessenonesercitinotuttelamassimapressionenellastessazonacreandoec-cessivausuradellecanneinquelpunto.glianellisidividono,asecondadellalorofunzione,in: anelli di tenu-

ta,raschiaolio,raccogliolio.iprimisonoposizionatinellapartepiùprossimaalcielo.iraschiaolio

vannoascalare;laloroforma(sezione)puòvariareasecondadellafun-zioneedeltipodimotoreeleformepiùcomunisonoquellerettango-larietrapezoidali.iraccogliolioinfine,hannoquasisemprelasezioneaCeallorointernohannoun’appositamollaaspiraleinacciaio.inFigura3.21siriportalasezionedialcunitipidifasceelastiche;siricordachelasezionecosiddetta“normale”èquellatuttorapiùutilizzata.Perquantoriguardaimaterialidicostruzione,possonovariaredalla

ghisagrigiaallaghisaagranatineoppureallaghisacentrifugata,masiutilizzanoancheleghespecialicomeacciaialnichel-cromo-molibdeno.

Figura 3.20Fasceelastiche.

normale

normale con molletta con molla a spirale cromato

normale a L

a unghia a unghia conico

cromato a L con grano interno

cromato conico

anello di tenuta

raschiaolio

raccogliolio

Figura 3.21Variesezionidellefasceelastiche.1 anelloditenuta2 anelloraschiaolio3 anelloraccogliolio

1

2

3


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labiella collegameccanicamente ilpistonecon l’alberomotoreedècostituitadatrepartiprincipali(Figura3.22):

• ilpiede,dovevieneconficcatolospinottochelacollegaalpistone;• latesta,chevieneimperniatasullamanovelladell’alberomotoreehalaparteinferioreasportabileaformadimezzalunadettacappel-lotto(ocappello)etenutaassiememediantebulloniinacciaio(chedevonoesserefortementeserrati);

• ilfusto,cioèlapartecentralecheuniscelatestaeipiedi.

Nelpiedesitrovasempreunabussolapiantatadiformacilindricaeavolte,speciesuimotoriaduetempi,sitrovaunparticolarecuscinettoarullidettogabbietta;lapartepiùaltadelpiedepuòpresentareunforoperilpassaggiodellubrificante.anchenellatestaèinseritouncuscinettodettobronzina di biellao

cuscinetto di biella(Figura3.23),formatodaduemetàseparabilidettigusci,realizzatiinmaterialeantifrizioneeabassocoefficientediattrito,ingenereuna legadi rame,stagno,piombo,alluminioezinco. iguscivengonolubrificatiattraversoforipraticatinellazonacentrale.incasodimancanzadilubrificanteicuscinettidibiellasonospessoiprimiorganidelmotorearovinarsi.adifferenzadiqualcheannofaquandoilcappellottovenivaunito

alrestodellabiellamedianteunaccoppiamentotraduepianiperfetti(Figura3.22),oggisipreferisceutilizzarelatecnicadellafrantumazionecheconsistenelrealizzareunabiellacostituitadaunsoloblocco(Figura3.24)perpoifrantumarelatestamedianteunmandrinoespansivopre-

viatracciaturaconillaser.Questometodo,oltrechepiùeconomicoperchérichiedeminorela-

vorazione,permettedirealizzareunperfettoaccoppiamentotrailcap-

3.6 La biella

Figura 3.22Biella,conl’indicazionedellesueparticostituenti.

Figura 3.23Bronzine.

piede

fusto

cappellotto

testa

Figura 3.24Biellarealizzataper frantumazione.


69

pellottoeilrestodellabiellaimpedendocosìognispostamentorelativotraledueparti.lasezionedelfororimaneperfettamentecircolareesiriescearealiz-

zarebiellepiùleggereaparitàdiresistenzameccanica.inoltre,durantelafasedimontaggioaseguito,peresempio,diuna

revisionedelmotore,èpraticamenteimpossibileinvertireicappellottidellevariebielle(errorechepotrebbeportarealgrippaggiodellebron-zine)inquantosinoterebbesubitocheleduepartinoncombacerebbe-roperfettamente.

alleloroestremitàmoltebronzinedibiella(cosìcomequellediban-co)presentanoparticolarigancini,dettigrani, chene impediscono larotazioneperattritoconl’alberomotore.NeimotoriaV,dovelebielledevonoarticolarsisullastessamanovella,avolte(oggisempremeno),assumonoparticolaridisposizionicomequelleinFigura3.25.

Figura 3.25BielleebiellettepermotoriaV.

lalunghezza totale della biellaèunparametromoltoimportantenellaprogettazionediunmotoreeanchenelsuofunzionamento;infatticonlabiellalungasihanno,durantelarotazione,basseangolaturetraessaeleparetidelcilindro:sicreanocosìbassespintelateralidelpistonecontroleparetistesse,conminoriperditeperattritoeminoreusurasiadelpistonesiadellecanne.d’altrocanto,però,unabiellalungaavrebbeunpesoequindiun’inerzianotevole, ancheperchédeveessere suffi-cientemente robustaper resistereallenotevoli spinte senzaeccessiveoscillazioni.

Nellasceltadellalunghezzadellabiellasideve,comesempre,cerca-reilmigliorcompromessoancheinfunzionedell’utilizzodelpropulsore:imotoriperautoveicolidiseriemontanounabiellalungacircaildoppiodellacorsadelpistone(vediParagrafo3.9),mentreimotoridacompe-tizioneusanobiellepiùlunghepercercarediridurregliattrititrapisto-neecilindroche,aelevatigiri, si fannosentirenotevolmente. inque-stocasosicercadialleggerirleilpiùpossibileutilizzandoleghespecialiparticolarmente leggeree costose,mentre imotoridi serieutilizzano


70

biellerealizzatesemplicementeinacciaioalcarbonio,alnichel-cromoe,

avolte,ancheghiseparticolari.

lasezionecheconferisceallabiellamaggiorrobustezzaèquellaadop-

piat:talisezionivengonoquasisempreottenutemediantefucinatura.

ilpiedeelatestavengonopoilavoraticonmacchineutensili:èim-

portante,quandosiassemblaunabiella,nonscambiaremaiicappellotti

dibiellediverse, inquantoessihannosubitounacomunelavorazione

con la lorobielladiappartenenza;al finedi realizzareunperfettoac-

coppiamentononbisognanemmenoinvertireilsensodimontaggiodel

cappellottosullapropriabiella.

l’albero motore(Figura3.26)sitrovaimperniato,tramiteisupportidi

banco,allaparteinferioredelbasamentoehalafunzioneditrasformare

ilmotoalternativotrasmessoglidallabiellainmotorotatorio.

iperni di bancosonotuttiallineatieilloronumerovariaaseconda

deltipodimotoreedelnumerodeicilindri: imotoriattuali ingenere

utilizzanounnumerodisupportidibancocheèparialnumerodeici-

lindripiùuno.

Figura 3.26alberomotoreconbronzinaeanellidispallamento.

traalberomotoreesupportidibanco,cosìcometraalberomotore

esupportidibiella,sonoinseritiicuscinettidettiappuntocuscinettio

bronzine di bancodel tuttosimiliaicuscinettidibiella;nelsupporto

centralesitrovaunaparticolarebronzinaconspallamenti lateraliinse-

ritiperreggerelespintelateralidell’albero*.

iperni di biellainvecesonodisallineatigliunidaglialtriconango-

laturachevariaasecondadelnumeroedelladisposizionedeicilindrie

dell’ordinediscoppio:talipernisonocollegatiaquellidibancomedian-

teibracci di manovella.

Praticamente tutti i motori per autoveicoli hanno l’alberomotore

(dettoanchealbero a gomitiperlasuaparticolareforma)realizzatoin

ununicopezzoforgiatoostampatoinacciaioalcarboniooalnichel-cro-

mo,avolteancheinacciaioalcromo-molibdeno-vanadiooinghisano-

dulare;lasuperficiedeiperni,essendosottopostaagrandiattriti,deve

ingenereessereappositamenteinduritamedianteprocessidicementa-

3.7 Albero motore

*lespintelateralidell’alberomotoresihannosoprattuttodurantel’azionediinnestodella frizione.


71

zioneonitrurazioneiquali,adifferenzadellatempra,nonirrigidisconol’alberorendendolofragileesoggettoaimprovviserotture.Èimportan-te,però,chetalitrattamentiinduriscanounostratoabbastanzaprofon-do (dell’ordinedi1-2mm), siaperconferirgliunminimodi rigidità, laquale riduce le sue oscillazioni, sia per consentire l’eventuale rettificadell’alberoincasodiunarevisionedelmotore.

a talepropositoèbenesottolinearechepernididiametropiutto-stograndeedestesiinlunghezzasonogaranziadibassoconsumoperattritograzieallaminorepressionedisfregamentoesoprattuttograziealleminorideformazionisottosforzo,lequalitendonosempreafareap-poggiare ipernisolo indeterminatipunticausandounconsumononuniforme.ovviamente l’aumento dei diametri ha come conseguenza l’au-

mentodellemasserotantie,quindi,maggioreinerzia:essendotratuttigliorganidelmotoreinmovimentoquelloconmassamaggiore,ilva-lorediquestahagrandeinfluenzasulnumerodigiricheilmotorepuòraggiungere.Perevitarepoifastidioseepericolosevibrazioni,èneces-sariaunaperfetta equilibraturadell’albero, che si ottienedotandoloanchediappositicontrappesichediminuisconoilcaricosuicuscinettidibancodovutoallaforzacentrifugacheagiscesullamanovella:pra-ticandodei foriciechisuquesticontrappesidivieneanchepiù facilebilanciarel’albero.internamenteaipernivi sonodeicanali tutticollegati tra loro,nei

qualicircolal’oliomotorechepoifuoriesceattraversodeiforiperandarealubrificarelebronzinesiadibancosiadibiella(vediUnità11).aunadelledueestremitàdell’alberositrovanogliattacchiperilvo-

lanoeall’altrasipossonoattaccarelepuleggeperlecinghiedidistribu-zioneoper l’alternatore,pompaacqua, condizionatoreecc.; gli alberidisolitocomandanosempretramiteingranaggianchepompedell’olio,spinterogeniopompedellabenzina.

Figura 3.27motoreconcontroalberielorofunzionamento.


72

alcunimotori,inparticolarequelliaquattrocilindriinlineaedipotenzamedio-alta,utilizzano controalberi(oalberi equilibratori)(Figura3.27)alloscopodismorzarelevibrazioniprodottedallesuepartirotanti(do-vutealleforze di inerzia del secondo ordine;vediUnità4).icontroalberi(ingeneredue)hannounaformaagomiti,ruotanoinsensocontrariol’unoall’altroepossonoesseretrascinatidaunacinghiadentatadeltuttosimileaquelladelladistribuzioneoppuredaingranaggi.illoromovimentodeveavereundeterminatosincronismorispettoall’alberomotore.

Neiprecedentiparagrafiabbiamodescrittosingolarmentetutteleprin-cipalipartidelmotore.analizziamoorailmotoredaunpuntodivistapiùcomplessivo,cercandodicapirecometuttiquestiorganipossonoessereaccoppiatitraloroequalidimensionirelativedevonoaverepergarantireilmigliorfunzionamentodelpropulsore.la prima considerazione da fare riguarda il frazionamento in un

diverso numero di cilindri:permotivicheanalizzeremonelprossimocapitolo,aumentandoilnumerodeicilindriaparitàdicilindratasiriesceaincrementarelapotenzadelmotore,amigliorarneilraffreddamentooltrechearenderepiùuniformelacoppiaerogata.lacilindratadiunmotoreèilvolumecheilpistonegeneranelci-

lindrospostandosidapuntomortosuperioreapuntomortoinferiore,moltiplicatoperilnumerodicilindridelmotore.l’alesaggioinveceèsemplicementeildiametrodelcilindro,mentre

lacorsaèladistanzacheintercorretraiduepuntimorti.Calcolarelacilindratadiunmotoreèsemplice;bastaapplicarelafor-

mula:

V = nπ a

2

4C

dove:

• nèilnumerodeicilindri;• v èlacilindrata;• aèl’alesaggio;• c èlacorsa.

la cilindrataè lagrandezzachepiùdiogni altradetermina lapo-tenzacheilmotorepuòerogare.aparitàdicilindratasipuòoptareperunmotoreconpochicilindridigrandevolumeunitario*,oppuretanticilindridivolumeunitariopiùpiccolo.abbiamo già detto che la seconda soluzione permette al motore

digenerareunapotenzanotevolmentemaggiore.talefrazionamento,però, nondeve esseremai troppo spinto, perché aumentadimolto icostidicostruzioneeportaall’incrementodeiconsumispecificieauneccessivo aumento delle dimensioni dell’alberomotore, e quindi delmotorestesso,contuttaunaseriediconseguenze.Perpiccole utilitariedi cilindrata500-600ccnonsivaoltre idue

cilindri(treincasieccezionali),mentreimotoriaquattro cilindrisonoutilizzatisoprattuttopercilindratechevannodai700ccai2000cc.Percilindratechevannoda800ai1300centimetricubisièmoltodif-

fusoinquestiultimianniilmotoretre cilindri(vediFigura3.28a),moltevolteabbinatoalturbocompressore(vedipiùavanti).

3.8 I controalberi

3.9 caratteristiche

costruttive

e dimensionali

*Volumeunitario=volumedi ciascuncilindro.


73

talediffusioneèdovutasoprattuttoalfattoquestotipodimotore,oltreaesseremenocostosorispettoalquattrocilindri,presentaconsu-mipiùbassiequindiminoridiemissionidiCo

2,inparticolarepercilin-

drateunitariecompresetra300e400centimetricubi.Secondomolti,però,taliconsumiridottisarebberorealisoloaibassi

regimienellebassevelocitàsimulatesuirulliduranteiciclidiomologa-zioneeuropea(vediUnità7),mentrenellecondizionirealidiutilizzoinstrada,enell’utilizzoconimpiegodipotenzaragguardevole,talivantag-gisiannullerebbero.ilmotore tre cilindri, inogni caso,presenta lo svantaggiodi avere

moltevibrazionidatedallecoppiesiadelprimosiadelsecondoordinenonbilanciateeunsuonopocogradevole,damoltidefinito“zoppo”.Unbuonbilanciamentosipuòottenerericorrendoaicontralberi,ma

ancheadaltresoluzionicomeilvolanobimassa,mentresualcunevet-ture il suonovieneresopiùgradevolericorrendoacassedi risonanzaalloscarico.taliapplicazioni,però,annullanoalmenoinparteilvantaggiodelmi-

norcostorispettoaiquattrocilindri.aldisopradei2000ccsiricorresoventeaimotoriseicilindriameno

chenonsitrattidimotoriturbocompressi,doveèsempreconvenienteutilizzareilquattro,mentrepercilindrateancorasuperiorisiarrivafinoaottocilindri.imotoricinquecilindriinlineaconcilindratedell’originedei2000cc

oggi sonoutilizzati raramente,maavevano raggiuntounbuongradodidiffusionetralafinedeglianniNovantael’iniziodeglianniduemila,comebuoncompromessotra ilquattroe il seicilindri, siaperquantoriguardavaicosti,siaperquantoriguardaval’ingombro.imotori a due cilindri in lineahannocostidicostruzionepiùbassi

rispettoaquelliadaltraconfigurazione,maproduconomoltevibrazioni,assentiinveceneimotoricoidue cilindri contrapposti.anche imotori a quattro cilindri in linea presentano una certa

quantitàdivibrazioni,puressendoequilibratinelfunzionamento,men-treinquelliaquattro cilindri contrapposti,levibrazionisonoassenti.imotori a sei cilindri in linea,sonoperfettamenteequilibrati,nonpre-sentanovibrazioniederoganounacoppiauniforme,mentreisei cilin-

dri a Vpresentanodellevibrazioni,seppurmoltocontenute.

Figura 3.28(a)Spaccatomotoretrecilindriinlinea(PSaEB2turbo);(b)spaccatomotoreaquattrocilindriinlinea(opel/gmecotech).

a) b)


74

ancheimotori a otto cilindri,cosìcomequelliadodici,sonocarat-

terizzatidaassenzadivibrazioniedaun’ottimaequilibratura.

oltre al loronumero incide sul costoe soprattutto sull’ingombrodel

motoreancheilmodoincuiicilindrivengonodisposti;ladisposizionepiù

comuneèquellain linea (Figura3.28b)sempliceedeconomicamache

hal’inconvenientedirenderetroppolungoilmotoreeche,pertanto,viene

realizzataingeneresolofinoaunnumerodicilindrinonsuperioreasei.

ladisposizione a V(Figura3.29)hailpregiodirenderemoltocom-

pattoilmotore,maledifficoltàcostruttiveequindiicostisononotevoli,

bastipensarecheoccorronoperrealizzarladuetestateeduegruppidi-

stribuzioneseparati.

dagliangolidellaVdipendeancheilbuonbilanciamentodelmoto-

reinfunzionedelnumerodicilindri:sièdimostratochegliangolipiù

razionaliatalpropositosono60°o120°perilseicilindri(eancheperil

dodici),90°perl’otto.

taliangoliabbassanooinnalzanoancheilbaricentrodelmotoree

questopuòavereinfluenzasullatenutadistradadellavettura.

Figura 3.29Spaccatomotore12cilindriaV(audi).

Vièpoi ilmotore a cilindri contrapposti (Figura3.30), cheèuna

particolareVdi180°.imotoricontaledisposizionesonochiamatiboxer.

lasceltadiunadiquestedisposizionipuòesseretral’altrocondizionata

anchedaltipoditrazionechesivuoleutilizzaresullavettura,vistocheil

gruppomotore-cambio-differenzialepuòavereuningombronotevole

nelcasodiunmotoreconelevatonumerodicilindri.

Unavoltastabilitalacilindrata,ilnumeroeladisposizionedeicilin-

dri,occorrestabilirealtredueimportantidimensionicheinciderannosul

funzionamentodelmotore:l’alesaggioelacorsadelpistone.

Sidicecheilmotoreha:

• corsa corta,selalunghezzadellacorsaèinferioreall’alesaggio;

• corsa lunga,seèsuperiore;

• corsa quadrasealesaggioecorsahannolostessovalore.


75

Questeduegrandezze(corsaealesaggiodelpistone)hannomolta

influenzasullecaratteristichedinamichedelmotore; infattiunmotore

acorsacortahailvantaggio,aparitàdicilindrata,diavereunalesaggio

checonsentediutilizzarevalvolegrosseoppurepiùvalvolepercilindro,

migliorandocosìilriempimentoepermettendoprestazionimaggiori.a

paritàdigiri,ilpistoneavràvelocitàminorerispettoauncorsalungae,

quindi,visarannominoriperditeperattrito;essendonecessaribraccidi

manovellapiùcortisiridurrannoancheleinerzieelevibrazionidell’al-

beromotore*.

da queste considerazioni si conclude che, per poter raggiungere

elevatiregimidirotazione,unmotoredeveessereuncorsa corta,an-

che sequestapresenta lo svantaggio cheoccorreutilizzarepistonidi

diametromaggioree,quindi,piùpesanti.imotori corsa lunga,d’altro

canto,hannoilvantaggiodipotervenireraffreddatipiùefficacemente

grazieallamaggiorsuperficieacontattocolliquidorefrigerante;inoltre

lacameradicombustione,essendopiùraccolta,permetteunmaggior

rendimentotermico; infine,nelcasodimotoripluricilindrici,sihauna

minorelunghezzadelmotorestesso:èinfattiperquestomotivochea

voltesicostruisconomotoriconcorsapiùlungadiquellacheinrealtà

sivorrebbenormalmente.levetturediserieutilizzanomotoriconcorsa

prossimaaquellaquadra.

moltoimportanteèanchelalunghezza della biella,rapportataal

raggio della manovella:abbiamogiàdettocheunabiellarelativamen-

telungadeterminaspintelateralidiminoreentità,riducendoleperdite

perattritoesoprattuttol’usurael’ovalizzazionedeicilindri.

d’altrocanto,però,unabiellalungaèpiùpesanteeinerteenonpuò

consentire almotoredi raggiungereelevati regimidi funzionamento;

inoltrecreamaggioriproblemiperl’equilibratura.Suimotoriperauto-

vetturedastrada,ilrapportotralalunghezzadellamanovellaequello

dellabiella(indicatoconlaletteraQ)variadaunminimodicirca0,22a

unmassimodicirca0,27.

Un’altraformageometricamoltoimportanteperilmotoreèquella

dellacamera di combustione, dalle cuidimensioni edalla cui forma

*lacorsadelpistoneèpraticamenteparialdoppiodel raggiodimanovella(piccolevariazionipossonodipenderedai varidisassamenti).

Figura 3.30Spaccatomotoreboxeraseicilindri(Porsche).


76

dipendono la velocità, la temperatura finale della combustione, oltreche la probabilità che si inneschino fenomeni indesiderati come l’au-toaccensioneeladetonazione.talicameresonoquasisemprericavateall’internodellatestatae,avolte,ancheall’internodelpistone,ilqualenecostituiscesemprelaparetemobile.diminuendoilpiùpossibileilrapportotralasuperficieeilvolumedellaca-

meradicombustionediminuirebberoledispersionidicaloredurantelafasediscoppioe,quindi, ilrendimentoelavelocitàdellacombustioneaumen-terebberodiconseguenzacongrossibeneficiperilrendimentodelmotore.atalpropositolaformaidealeperlacameradicombustionesarebbequellasferica,inquanto,tratuttiisolidi,lasferaèquellochepresenta,aparitàdivo-lume,laminoresuperficie;inoltre,sesiriuscisseaporrel’elettrododellacan-delaalcentrodellasfera,siavrebbeancheunasimmetricaespansionedellafiammaconnotevolivantaggisullaregolaritàdellacombustione.taletipodicameranonèpurtropporealizzabileeoccorrequindiri-

cercarealtreformegeometricheidonee,tenendosemprepresentechemoltitipidicamerapossonoconsentirealtirendimentidellacombustio-ne,masonofacilmentesoggettiaifenomenidell’autoaccensioneedelladetonazione.

Vediamooraunabrevedescrizionedellecamerepiùutilizzate.

Camera discoidale (Figura 3.31)Èquellapiùsemplicedarealizzareancheseperavereun’efficaciaidealedovrebbepresentareduecandeleperognicilindropostelateralmente.Perquestomotivononvienequasipiùutilizzataneipiccolimotoriaci-clootto,mahaancoraparzialeutilizzoinalcunimotoriaciclodieseleinalcunimotoriperaviazione.

Camera a scatola di sardine (Figura 3.32)Èdettaa volteanchecamera a tetto singolo.Ha le valvoleparalleleall’assedelcilindroelacandelapuòesserepostaanchecentralmente.Questaconfigurazionegeneraunacertaturbolenza,chefacilitalacom-bustionedellamiscela;inoltre,èpossibileottenererapportidicompres-sionepiùelevatirispettoallacameradiscoidale,senzachesigenerinodetonazioneoautoaccensione.

Camera a cuneo (Figura 3.33)Èunavariantemigliorativarispettoaquellaascatoladisardine.leval-volevengonoinclinaterispettoall’assedelcilindro;hailvantaggiochelamaggiorpartedellamiscela si raccoglieattornoallacandelacon laconseguenzachelafiamma,propagandosi, incontraunamassadigassempreminoreequestolimital’eventualefenomenodelladetonazione.

Camera emisferica (Figura 3.34)Èunadellemiglioricameredicombustionepermotoridialtepresta-zioni, in quanto presenta il più basso rapporto superficie/volume. levalvolevengonoposteinclinaterispettoall’assedelcilindro,manonpos-sonoesseremesseparalleletradiloroequestorendenecessariduealberiacammedistintiperpoterlecomandare;lacandelavienedisolitopostaalcentrodellavoltaemisferica;ilpistonepuòavereanch’essoilcieloaformaemisfericaconvessaoppurealtreforme.

Figura 3.31Cameradiscoidale.

Figura 3.32Cameraascatoladisardine.

Figura 3.33Cameraacuneo.

Figura 3.34Cameraemisferica.


77

Camera a tetto (Figura 3.35)Èun’evoluzionedellacameraemisfericaedèutilizzatasoprattuttoneimotoriconpiùvalvolepercilindro,inquantohamoltospazioperpoter-leposizionare.lacandelaècentrale.

Camera Heron (Figura 3.36)dettaanchecamera nel pistone,èmoltopiùutilizzataneimotoridie-sel; offre unbuon livello di turbolenza e permette elevati rapporti dicompressione;haancheilvantaggiodiessereeconomicadarealizzare.

Camera a carica stratificataQuesto tipo di camera non presenta particolari forme geometricheche la contraddistinguono,ma sibasa sul concetto che, introducen-doneicilindriunamiscelamagra,ilrendimentodelmotoretendeadaumentareconconseguenteriduzionedeiconsumiedelleemissioniinquinanti;purtroppo,però,conunamiscelamagrailtempodicom-bustionetendeadaumentareeanchelacombustionestessasarebbeassaistentata,conlaconseguenzacheilmotoreraggiungerebbedif-ficilmenteelevatiregimiesubirebbeunadiminuzionedirendimentotermico.Perutilizzaremiscelemagreesalvaguardareleprestazionidelmo-

tore,siècercatodiindurrelaformazionediunostratodimiscelagrassaattornoallacandela, inmodocheall’inizio lacombustionepossapro-cederespeditamenteechesuccessivamente lamiscelagià incendiatavadaa innescare,più facilmentediquantopossa fare la scintilladellacandela,glistratipiùesternicostituitidamiscelamagra.Perrealizzarequestacondizione,inpassatosonostatiideatimotori

cheavevanovalvolesupplementaripostesullatestatainprossimitàdel-lacandela,proprioalfinediingrassarelamiscelainquellazona:questotipodisoluzioneerascarsamenteeconomica.oggisipuòottenereunabuonastratificazionedellamiscelaall’inter-

nodellacameradiscoppioutilizzando:

• iniezioni multipoint (cioèconun iniettorepercilindro)fasate: l’i-niezionedellabenzinapuòavvenire anchedopo che la valvoladiaspirazionesisiaaperta, inmodocheinunprimoistanteentrinelcilindrosoltantoariaeinunsecondotempo,quandoavvienel’inie-zione,unamiscelaaria/benzinapiùriccadellamedia;

• esoprattuttol’iniezione diretta,cioèdirettamentenellacameradicombustione(vediUnità7).

Motore disassato

Poichélaspintadelpistonecontro leparetidelcilindrodipendedallaforzachesudiessoagisceedall’angoloche labiella formacon l’assedelcilindrostesso,durantelafasediespansionelapressionecontrolaparetesinistra(vistadallatodistribuzione)ènotevole(inquantolaforzadeigaschepremonosulpistonedipendedallapressione),mentrequel-lachesihasullaparetedidestra,durantelafasedicompressione,èdientitàassaiminore(Figura3.37).tuttoquestosi traduce inunanotevoleovalizzazionedellecanne,

che,ovviamente,risulteràpiùpronunciatasullorolatosinistro.Percercaredirenderepiùuniformileduespinte,einparticolareper

Figura 3.35Cameraatetto.

Figura 3.36CameraHeron.


78

Figura 3.37Spintalateraleinfasediscoppioeinfasedicompressione.

Figura 3.38disassamentoassecilindro.

spinta laterale durante l’espansione spinta laterale durante la compressione

ridurrequellachesihadurantel’espansione,chepiùdiognialtraprovo-cal’usurael’ovalizzazione,siricorreallatraslazionelateraledell’assedelcilindronelversoincuiavvienelarotazionedellamanovelladurantelafasediespansione(inquestocasoversodestra).inquestomododimi-nuiràlaspintadurantelafasediespansione,ancheseaumenteràquelladurantelafasedicompressione,cheperòrimarràsempreinferioreallaprimaacausadelleminoripressioniingioco.ildisassamento del cilindro(Figura3.38)provocadiverse anoma-

lie: ipuntimortidellostantuffononcorrispondonopiùangolarmenteaipuntimortidelmanovellismo,aumenta leggermente lacorsadellostantuffoelecorsediandataeritornoversopuntomortosuperioredi-vengonoasimmetriche,inquantounaavvieneconunarotazionedell’al-beromotore leggermentesuperiorea180°e l’altraconunarotazioneleggermenteinferioreai180°.

pistone nel cilindro senza disassamento

disassamento

pistone nel cilindro disassato


79

Colmiglioramentodeimateriali,ildisassamentoneimodernimotorinonsempreèindispensabileecomunquenonoffrepiùgrandivantaggicircailgradodidiminuzionedell’usuraneltempo.

molto praticato è anche ildisassamento dello spinotto rispetto

all’asse del pistone:taleartificioservesoprattuttoarenderepiùsilen-ziosoilmotore,diminuendolosbatacchiamentodelpistoneinprossimi-tàdelpuntomortosuperiore,inparticolareamotorefreddo.ilvaloredeldisassamentovariamediamenteda1a2mmnelverso

oppostoaquellodirotazionedellamanovelladurantelafasediespan-sione(Figura3.39).

ildisassamentodellospinottooffreanche ilvantaggiodi far rima-nere ilpistone inprossimitàdelpuntomortosuperiore,qualchedeci-millesimodisecondoinpiù;inquestomodolaspintachericevedaigasè leggermente superiore,graziealmaggior tempoadisposizioneperlacombustioneequindisiriesceaottenereunincrementodipotenzadell’ordinedello0,5-1%.Neimotoriveloci(chesuperanoi7000giri/minuto),peròquestoar-

tificiosirivelasvantaggioso.

Unmotore si dice sovralimentato quando è dotato di compressoriesterniingradodiaumentarelapressioneneicollettoridiaspirazione:inquestomodosiriesceaintrodurreneicilindriunaquantitàdifluidoope-rantemaggiore rispettoaquellachesiotterrebbese l’aspirazioneav-venisseapressioneatmosferica.tuttoquestopermettel’aumentodellacoppiaequindidellapotenzaerogata;ancheilnumerodigirimassimoraggiungibiledalmotorepuòaumentareseilcompressoreèingradodimantenereelevatorendimentovolumetricoataliregimi.grazie alla sovralimentazione, quindi, si riesce a costruire motori

aventimaggiorpotenzaaparitàdicilindrataconvantaggisuicostidicostruzionee,negliannipassati,anchevantaggifiscaliinquantoletassedicircolazioneeranoproporzionaliallacilindratadellavetturaenonallasuapotenzaeffettiva.Conlenormeattuali,invece,sipagainproporzio-neallapotenzaeffettiva;pertantotalivantaggisonovenutimeno.ibeneficidellasovralimentazionesonopiùevidentineimotoriaci-

clodieselinquantol’aumentodellapressionedell’ariaaspiratanoncreaproblemididetonazioneesipuòquindilasciareinalteratiirapportidicompressione,mentrenelmotoreacicloottoilpericolodidetonazioneobbligaadiminuiretalirapporticonconseguenteperditadirendimen-toairegimiincuilasovralimentazionenonèinatto.infatti,comevedremotrabreve,iturbocompressorinonriesconoa

generarepressionisuperioriaquellaatmosferica,aldisottodiuncer-toregimedelmotore,mentreicompressorivolumetricisicomportanoinmanieraopposta,ossiariesconoasuperarelapressioneatmosfericasoloaldisottodiuncertoregimedelmotore.lasovralimentazionepuòessereattuataessenzialmentemediante

duetipidiversidicompressoreaiqualiabbiamoaccennatopoc’anzi,chesonoilcompressore volumetricoeilturbocompressore.ilprimovienemossodirettamentedalmotoreattraversounsistema

diingranaggiounacinghiaehaquindilosvantaggiodiassorbirepoten-zadalmotore;ilsecondovienealimentatosfruttandol’energiaresiduadeigasdiscaricoenonassorbealcunapotenzadalmotore. iduetipi

3.10 La

sovralimentazione

Figura 3.39disassamentoassespinotto.

disassamento

stantuffo

asse perno

asse dello stantuffo

Cavitazione

Formazionedi“cavità”(inquesto

casoilvuoto)trailobidelcom-

pressore e il fluido (in questo

casoaria)incuiessisimuovono.

il termineèdiderivazione idro-

dinamica,dove indica la forma-

zionedibollegassoseall’interno

diunliquidoacausasoprattutto

dell’accelerazione (equindidel-

ladiminuzionedellasuapressio-

ne) impressagli da una pala di

un’elicaodiunaturbina.


80

dicompressore, inoltre, lavoranoaregimidigiriassaidifferenti: infattimentreilcompressorevolumetricoèefficaceabassiregimi,dopodichevaincavitazione,ossianonèpiùingradodicomprimerel’aria,ilturbo-compressoreèingradodifunzionaresoloaregimisuperioriadalmeno2000RPm.inoltre,piùigiridelmotoreaumentanopiùaumentalacapacitàdel

turbodicomprimerearia,alpuntoche,senonsiintervienecondisposi-tividilimitazione,comeperesempiolavalvola waste-gate(dicuipar-leremoinseguito),sipuòarrivarearegimicheporterebberoallarotturadelmotore.

Compressori volumetrici

abbiamodettocheicompressori volumetricipossonoesseretrainatimedianteunsistemadicinghieoingranaggiemoltevoltesonodotatidi appositi sistemidi frizionepernon sovraccaricare ilmotoreduran-teleaccelerazioniimprovvise.ilpiùdiffusoèsenz’altroilcompressore

volumetrico a lobi di tipo Roots(Figura3.40),ilqualeècompostodaduerotoria lobiaventiunaformadiunotto, iqualisonocollegatitraloroattraversodueingranaggichepermettonolorodiruotareinsensocontrariol’unodall’altro:spessoilobipossonoesseretre.lamassimavelocitàperifericadeirotoriammessaèdicirca60/65 m/s

elapressionemassimaèdi1,6/1,7bar.

Figura 3.40SchemadifunzionamentodelcompressorevolumetricoaduelobiditipoRoots.

Turbocompressori

ilturbocompressoreècompostodaunaturbinaedauncompressoremontati sullostessoasse (Figura3.41): la turbinavienemossadaigasesausti che vi giungonodirettamentedal collettoredi scarico (Figura3.42) e alcune turbine possono raggiungere i 280.000 giri/minuto. ilcompressore,anch’essodeltipoaturbinaocentrifugo,comprimel’ariainviandolaalcollettorediaspirazione.

Perpotercomprimerel’aria,questitipidicompressore,speciequellidipiccoledimensioni,devonoruotare,comeabbiamovisto,aunregi-meelevatissimoelalorocostruzionenonèquindiagevole;inoltre,perquantisforzisianostatifatti,nonsièancorariuscitiacostruirecompres-


81

sori ingradodifunzionarequandoilmotoreruotialdisottodei2000-2500RPm.abbiamoaccennatoal fattoche, all’aumentaredeigiridelmotore,aumentanosialacapacitàdelturbodicomprimerearia,sialasuaportata;lamaggiorquantitàdiariaaspiratadalmotore,d’altrocan-to,portaquest’ultimoadaumentareulteriormenteilsuoregimedirota-

Figura 3.42turbocompressoremontatosul collettorediscarico.

corpo turbina

turbina

allo scarico

valvola di regolazione

entrata gas di scarico

attuatore per valvola di regolazione

aria esternafiltrata

compressore

corpo del compressorearia compressa

del motore

corpo centrale

uscita olio

entrataolio

Figura 3.41Spaccatodiunturbocompressore.


82

Figura 3.43Schemafunzionamentovalvolawaste-gate.1 Valvoladiregolazione(waste-gate)2 attuatorepervalvoladiregolazione3 gasdiscarico4 miscelacompressa5 intercooler6 Compressionecentrifugo7 turbina

Figura 3.44turbocompressoreageometriavariabile.

2

1

34

5

67

zioneconconseguenteaumentodellaportatadeigasdiscaricoedellacapacitàdeltubodispingerearianelcollettorediaspirazione.Setuttoquesto,aprimavista,puòsembrareuncircolovirtuoso,in

quantoaumentalapotenzadelmotore,inrealtàmettearischiol’inte-gritàdelpropulsore stessoperché inbreve tempoarriveràa regimiepotenzegenerateinsopportabiliperlamaggiorpartedeisuoiorgani,inparticolarequellirotanti.Siutilizzaalloralavalvola waste-gate,laqualelimitaaunvalorepre-

stabilitodalcostruttorelapressionemassimagenerabiledallaturbina.FacendoriferimentoalloschemadellaFigura3.43,èpossibilecapire

benecomefunzionataledispositivo.lavalvolaècollegata,tramiteun


83

tubicino,alcollettorediaspirazione,quandolapressioneall’internodelcollettoreèinferioreaquelladitaraturadellavalvola,quest’ultimarima-nechiusaeigasdiscaricofluisconointeramentenellaturbina.Quandolapressionenelcollettorediaspirazionesuperaquelladita-

raturadellavalvola,quest’ultimasiapre,permettendoapartedeigasdiscaricodifluireattraversouncanaleparallelo,senzachequestipossanoraggiungerelaturbina;inquestomodoessaperderàvelocitàelapres-

sionenelcollettorediaspirazionediminuirà.Per poter permettere ai turbocompressori di essere efficaci anche

abassi regimidi rotazionedelmotore,vieneutilizzato ilsistemadellepalette di diffusione mobilioa geometria variabilecomequelloillu-stratoinFigura3.44.l’inclinazione delle alette è regolata da un attuatore pneumatico;

quandolapressionedisovralimentazioneèbassa,questeultimeriman-gonochiuseepermettonoaigasdiscaricodiaumentarelalorovelocitàinmododaaccelerarerapidamentelaturbina.manmanochelapressio-nedisovralimentazionecresce,l’attuatoretendeafarleaprireinmodochenonostacolinoilcrescenteflussodeigasdiscaricoversolaturbina.Unsistemapiùmodernoedefficaceperregolarelapressionedelturbo(vediUnità9,Figura9.82)èquellodicomandarelawaste-gatemedianteunaelettrovalvolacheaprendosicomandatadallacentralinadicontrol-lodelmotore,lametteincomunicazionecolserbatoiodelvuotopresen-tesullevetturedieseloanchebenzinaainiezionediretta.ladepressionequindipermetteallawaste-gate,diaprirsiochiudersi

asecondadelmodelloditurbina,regolandocosìlapressionedisovra-limentazione.talesistemasipuòapplicareancheallepalettedidiffusionemobili

oadaltrisistemidigeometriavariabilechesualcunimodelliditurbinavengono anche regolati elettricamente sempredietro comandodellacentralinadicontrollomotore.Poiché tutti i compressori inevitabilmente riscaldano l’ariamentre

lacomprimono,siutilizzanoparticolariradiatori(Figura3.45),dettiin-ter-cooler,chelaraffreddanoprimachevengaimmessanelcollettorediaspirazione. inquestomodo il rendimentovolumetricodelmotoreaumenta.in tutti imotori, sianoessiacarburatoreoa iniezione (anchedie-

sel),l’ariaappenaaspiratavienefattapassareattraversounfiltrochehalafunzioneditrattenereleparticelle(polvere,terra,polliniecc.)inessa

Figura 3.45Scambiatorearia-aria.


84

presenti:seesseraggiungesserolacameradicombustione,rovinereb-beroinbrevetempopistoniecannedeicilindrie,disperdendosinellu-brificante,aumenterebberol’usuradituttiglialtriorganiinmovimento.ilfiltrohaanchelafunzionedirenderesilenziosoilmotore,eliminan-

doquasitotalmenteilsibilodell’aspirazione;essoèormaicostituitoperlamaggiorpartedeicasi incartaspeciale(dettoanchea secco),assaipiùpraticoecomododasostituirerispettoaquelliimbevutid’olio(dettianchea bagno d’olio). Puòaverevarie forme (Figura3.46),daquellacilindricaarettangolare.asecondadellatemperaturaesternaundispositivoautomatico,po-

stoall’internodellascatoladel filtroapreochiude leparatiedelleen-tratedell’ariacaldaediquellafredda.inquestomodol’ariaaspiratadalmotoregiungedirettamenteal filtrodall’ambienteesterno(attraversol’entratadell’ariafredda),oppurevienefattaprimapassareinprossimitàdelcollettorediscaricodovesiriscaldaegiungealfiltroattraversol’en-tratadell’ariacalda.inquestomodoneimesiinvernalisipermettealmotorediaspirare

ariaaventemaggioretemperaturaperfavorireunamiglioreevaporazio-nedellabenzina.levetturevecchienonsonodotatedidispositivoautomaticoedè

quindinecessariointerveniremanualmenteperchiuderel’unaol’altraparatianeimesiestivieinvernali.taleoperazionevienedetta“girareilfiltro”.

Figura 3.46Filtroariaesuocontenitore.1 Filtroasecco2 Contenitore

Test di verifica

85

Test di verifica

U3

Quesiti vero o falso

3.1 Indica con la crocetta se le seguenti affermazioni sono vere (V) o false (F).

1. imotoriacanneriportateinumi-dosonopiùdelicatidarealizzare

2. la guarnizione della testa va so-stituita ogni volta che la testataviene per qualsiasimotivo allen-tata

3. levalvolediaspirazionehannoingenerelatestapiùpiccolarispet-toaquellediscarico

4. levalvoleinacciaioaltungstenohanno affidabilità superiore ri-spettoallealtre

5. le molle delle valvole morbidepermettonoalmotorediraggiun-gereelevatiregimidirotazione

6. ilcaricodellemollevalvoleside-terminaanche inbasealla formadeglieccentricidellecamme

7. Seladistribuzioneèindiretta,l’al-beroacammesitrovasemprenelmonoblocco

8. le punterie idrauliche possonoessere sostituite con quelle nor-mali

9. i pistoni dei motori da competi-zionesonoprividimantello

10. ilnumerodimanovellesull’alberomotoreèsempreugualeaquellodeicilindri

11. l’alberomotoredeveesseretem-

prato

12. i motori a cilindri contrappostihannomoltevibrazioni

13. imotori sei cilindri in linea sonoperfettamente equilibrati e prividivibrazioni

14. imotoriaVsonotraipiùcostosidarealizzare

15. lebiellelunghefannoaumentarel’usuradellecannedeicilindri

16. il disassamento dello spinotto sirivela svantaggioso nei motoriveloci

17. il disassamento dello spinotto edelcilindroavvengononellostes-soverso

18. lapressionemassimadiuncom-

pressore volumetrico è limitatadallavalvolawaste-gate

19. i turbocompressori possono rag-giungere e addirittura superare i120.000giri/minuto

V F

V F

V F

V F

V F

V F

V F

V F

V F

V F

V F

V F

V F

V F

V F

V F

V F

V F

V F

Quesiti a risposta aperta

3.2 Rispondi alle seguenti domande.

1. Chedifferenzac’ètraimonoblocchiacanneintegraliequelliacanneriportate?

2. Perchéingenerelecannedeicilindrinonvengonorealizzateinalluminio?

3. achecosaservonoitappidisicurezzasulmonoblocco?

4. Qualèlafunzionedellatestata?

5. Qualisollecitazionidevesopportarelatestata?


86

6. Qualèlafunzionedellaguarnizionedellatesta?

7. Perchélatestatavienepreferibilmenterealizzatainalluminio?

8. Qualèlafunzionedellevalvole?

9. Perchéalcunevalvolecontengonoilsodioallorointerno?

10. Qualèlafunzionedell’alberoacamme?

11. Comevieneinduritalasuperficiedell’alberoacamme?

12. descriviiprincipalitipidipunterie.

13. Checosasonolepunterieidrauliche?

14. descrivilevariefasidifunzionamentodellepunterieidrauliche.

15. Qualèlafunzionedelpistone?

16. Perchéilpistonenonpuòavereformacilindrica?

17. Qualisonoimaterialiprincipaliperlarealizzazionedeipistoni?

18. Perchélaceramicasièrivelatainefficacenellacostruzionedeipistoni?

19. Qualèlafunzionedelmantellodelpistone?

20. Comepuòessereimpiantatolospinottochecollegailpistoneallabiella?

21. Qualèlafunzionedellefasceelasticheecomesonoclassificate?

22. Qualèlafunzionedellabiella?

23. Qualisonoivantaggieglisvantaggidiunabiellalunga?

24. Checosasonolebielletteedovevengonoutilizzate?

25. Qualèlafunzionedell’alberomotore?

26. Comevienerealizzatol’alberomotoreeconqualimateriali?

27. Qualèlafunzionedeicontroalberi?

28. Checosasonolacilindrata,l’alesaggioelacorsa?

29. Qualisonoivantaggieglisvantaggideimotoriacorsalungarispettoaquelliacorsacorta?

30. Qualeformageometricadovrebbeavereunacameradicombustioneideale?

31. Qualisonoequalicaratteristichehannoleprincipalicameredicombustione?

32. Checos’èlacameraacaricastratificata?

33. Perchésirealizzanoimotoridisassati?

34. Qualianomalieprovocaildisassamentodelcilindro?

35. Qualivantaggidàildisassamentodell’assedellospinotto?

36. Qualicaratteristichehannoilturbompressoreeilcompressorevolumetrico?

37. Comefunzionailturboageometriavariabile?


87

Esercizi a risposta multipla

3.3 Delle tre risposte una sola è corretta: indicala con una crocetta.

1. latemperaturamediadieserciziodellevalvoleè:

a. compresatra1000e1500°C

b. compresatra700e800°C

c. compresatra400e500°C

2. l’albero a camme è sottoposto al trattamentodi:

a. cementazione

b. tempra

c. rinvenimento

3. ipistoniconmiglioricaratteristichesiottengo-no:

a. colmetododellapressofusione

b. colmetododellaforgiatura

c. colmetododellafusioneinterra

4. Quali dei seguenti organi non appartiene allabiella?

a. ilpiede

b. ilcappellotto

c. lospinotto

5. in caso di mancata lubrificazione del motore,quali tra i seguenti organi in genere si rovinaperprimo?

a. ilpistone

b. labiella

c. lebronzine

6. Quale sezione conferisce alla biella maggiorerobustezza?

a. at

b. aU

c. adoppiat

7. icontroalberiruotano:

a. insensocontrariorispettoall’alberomotore

b. uno in senso contrario all’alberomotore el’altronellostessosenso

c. nellostessosensodell’alberomotore

8. il rapporto tra la lunghezza dellamanovella equelladellabiella,neimotoridastradavariaingenere:

a. tra0,22e0,27

b. tra0,5e1

c. tra0,1e0,2

9. Quali tra le seguenti camere di combustioneobbligaautilizzareduealberiacammeperco-mandarelevalvole?

a. cameraacuneo

b. cameraemisferica

c. cameraascatoladisardine

10. Qualepressioneraggiungonoingenereicom-

pressorivolumetrici?

a. da0,5a1bar

b. da2a3bar

c. da1,6a1,7bar

88

cURVE cARATTERISTIcHE E DInAMIcA DEL MOTORE

U4

tutti icorpihannounaloroformageometricacaratteristicae,quandovengonosottopostiall’azionedi forzeesterne,sicomportanodiversa-menteasecondadelpuntodovetaliforzesonoapplicate.Comesappiamo,intuttiicorpiesisteunpuntodettobaricentro;se

questopuntositrovasullarettalungolaqualeagiscelaforza(direzio-ne della forza)applicataalcorpo,l’effettosaràquellodiunmovimentotraslatorionelladirezionedella forzastessa:nonvi saràquindialcunarotazionedelcorpoattornoaqualcheasseproprio,passanteperilcorpostesso.Nonsiavràalcunmovimentotraslatorioseilcorpoèsoggettoaqualchevincolo.Se,invece,laforzaapplicatanonpassaperilbaricentro,ilcorpooltreaunpossibilemovimentotraslatoriosaràanchedotatodiunmotorotatorio.Sidefiniscecoppia(omomento di una forza)

èilprodottodell’intensitàdella forzaapplicataauncorpo,per ladi-stanzadelbaricentrodalpuntodiapplicazionedellaforzastessa.

4.1 Il concetto

di coppia

Figura 4.1Pressionenelcilindroinfunzionedeigradid’angolomotore.

35÷70 bar

1,2 bar

–0,8 bar

aspirazione compressione scoppio scarico

BaricentroChiamatoanchecentro di gravi-

tà,èilpuntoincuisi immagina

concentratatuttalamassadiun

corpoeincuièapplicatalasua

forzapeso.

Curvecaratteristichee dinamicadelmotore U4

89

lacoppiaviene indicatacon la letteraCemisurata innewtonpermetro (simbolo: Nm), oppure spesso anche in kilogrammi permetro(simbolokgm).Nelcasodiunmotoreacombustioneinterna,lacoppiasaràcalcolata

facendoilprodottodellaforzaagentesulpistone(cheasuavoltasaràugua-lealprodottodellapressionenelcilindro– ilcuiandamento in funzionedeigradid’angolomotoreèillustratonellaFigura4.1–perlasuperficiedelpistone)perilbracciodellamanovella(Figura4.2):poichésialaforza(chedi-pendedallapressione)siailbracciovarianodapuntoapunto,lacoppiasvi-luppatadaunmotoremonocilindricohal’andamentoriportatonellaFigura4.3a.aumentandoilnumerodeicilindri,lacoppiaassumeràunandamentopiùregolare,com’èpossibilevederenelleFigure4.3be4.3c.

Figura 4.3andamentodellacoppiainunmotore:(a)monocilindrico;(b)quattrocilindri;(c)seicilindri.l’andamentodellacoppiadiventapiùregolareall’aumentaredelnumerodicilindri.

Figura 4.2CalcolodellacoppiaCinunmotoreacombustioneinternacomeprodottodellaforzaF´agentesulpistoneperilbracciobdellamanovella.

F = P ×S C = F ×́ b

P

F´

F’

b

S pistone

manovella

cilindro

C (Nm)

250

200

150

100

50

0

–50

720

gradi

coppia media

aspirazione compressione scoppio scarico

a

180 360540 720

C

C

0 120° 360° 540° 720°

M

0

C

C

M

120° 360° 720°

a)

b) c)


90

Figura 4.4CoppiaCsviluppatadaunmotoreabenzinainfunzionedelnumerodigiri.

C (Nm)

100

90

80

70

1000 2000 3000 4000 5000 6000

giri/min

CM

ilvolanopoicontribuisceinmododeterminantearenderecostantelacoppiageneratadalmotore,alpuntochesumoltitipibanchiprovanonsenerilevanosignificativevariazioni.l’andamentodellacoppiame-diainfunzionedelnumerodigirièquelloriportatoinFigura4.4.Perchiarirebene ilconcettodicoppia (motrice) sviluppatadaun

motorefacciamounsempliceesempio.

Esempio

Supponiamodiprendereunmotoreaventesull’al-berounapuleggiadidiametrougualea20cmeche,aundeterminatonumerodigiri,sviluppiunacoppiadi80Nm.Ciòsignificacheseattacchiamoaicapidellapuleggiaunacordaconunpeso,ilmo-

torepotràsollevarealmassimo160N,circa16 kg.Se diminuissimo il diametro della puleggia a 10cm,ilmotorepotrebbesollevare32kg,mentreseloraddoppiassimo(portandoloquindia40cm),ilmotoreriuscirebbeasollevaresolo8kg.

il concetto di coppia apparirà meno astratto se lo colleghiamo aquellodienergia. infatti,secalcoliamol’energia (media)che ilmotoresviluppaaognigirod’alberoalla cuipuleggiaè attaccatounpeso, siottiene:

W=FS

dove:

• WindicaillavorosvoltodallaforzaF;• Flaforza(inquestocasoilpesoattaccatoallapuleggia);• Slospostamentodelpeso.

lospostamentoSdelpesoperognigirodialberomotoresaràpariallacirconferenzadellapuleggiadiraggioR,ossia

S=2π R.

Quindi:

W =F(2π R)


91

maFR,comeabbiamovisto,èlacoppiasviluppatadalmotore;quin-di:

W =2π C

Quest’ultimorisultatosignificache:

èlacoppia rappresenta,amenodel fattore2π, l’energiaerogatadalmotoreaognigirodell’albero.

Èquestaunadefinizionecheconsentedicomprenderepiùfacilmen-tequali sono iprincipali fattori che influenzano lacoppiaerogatadalmotore, cioè lacilindratae il rendimentovolumetrico;quest’ultimo,asuavolta,dipendenotevolmentedagliangolidiaperturaedichiusuradellevalvole.

• Cilindrata

Maggiore sarà la cilindrata, maggiore sarà la quantità di miscela intro-

dotta e bruciata a ogni ciclo e, quindi, maggiore sarà la coppia.

• Rendimento volumetrico

ilrendimentovolumetrico(ancheselaparolavolumetricopuòtrarreininganno)èdefinitocome

èilrapportotralamassadellamiscelaintrodottaneicilindrialterminedellafased’aspirazioneequellateoricamenteintroducibile(laqualedipendeovviamentedalvolumedelcilindro).

il rendimentovolumetricodipendedalla formaedalledimensionideicondottid’aspirazione,dalledimensionidellevalvoleedalloronumerononchédailoroangolid’apertura;variamoltoalvariaredelnumerodigiridelmotoreedèsempreinferioreall’unitàneimotoriaspiratimentrepuòesseresuperiorea1neimotoriturbocompressiodotatidicompressorevolumetrico. Maggiore sarà il rendimento volumetrico, a parità di cilindrata, mag-

giore sarà la quantità di miscela introdotta e quindi la coppia svilup-

pata.

• Diagramma della distribuzione (Figura4.5)gliangolid’aperturaedichiusuradellevalvoleincidononotevolentesulrendimentovolumetricoequindisullacurvadellacoppiaedellapotenza;il diagramma della distribuzione indica in quali istanti, rispet-

to ai punti morti, le valvole aprono e chiudono.Neicicliidealisièsuppostochel’aperturaelachiusuradellevalvoleavvenissero istantaneamente incorrispondenzadeipuntimorti; inrealtàpermotivichevedremotrabreve,levalvolesiapronoesichiu-donoquandolostantuffoèpiuttostolontanodaipuntimorti.

Anticipo dell’apertura della valvola d’aspirazione rispetto a PMS.

iltempocheimpiegalavalvolaadaprirsièrelativamentelungo.af-finchélavalvolasiacompletamenteapertanelmomentopiùconve-nienteperottenereilmassimoriempimentodelcilindro(valeadirequandolostantufforaggiungelavelocitàpiùelevata),ènecessario


92

che l’iniziodell’alzataavvengaprimadelPmS,quando inpraticaèancorainattolafasediscarico.Neimotorivelocil’anticipodevees-

seremaggiorecheinquellilenti.

Posticipo della chiusura valvola aspirazione rispetto a PMI.Èdo-vutoallastessaragionepercuis’inizial’aperturaconanticiporispet-toalPmSe,soprattutto,serveasfruttarel’inerziadelfluidoinmotonelcondottod’immissione.durantelacorsad’aspirazione, infatti, il fluidoassumeunavelocitàelevatae,per inerzia,riesceaentrarenelcilindroanchequandolostantuffohagiàiniziatolacorsadicompressione.Èquindiconvenienteprolungarel’aperturadellavalvoladiaspirazio-neanchedurantelaprimapartediquestafase.Quanto maggiore è

la velocità di rotazione del motore, tanto maggiore è l’energia cinetica

del gas e quindi maggiore è il ritardo da dare alla chiusura della valvola,

rispetto al PMI.

Anticipo apertura valvola di scarico rispetto al PMI. Serveper ab-bassarelapressionedeigascombustiaunvaloreprossimoaquelloatmosferico,facilitandoinquestomodolafasediscaricoeriducendoillavoropassivocheilpistonedovrebbecompiereperespellerli.tuttoquestofortunatamentenonriduceinmodosensibileillavorod’espan-sione,poichéquandolostantuffosiavvicinaalPmiagiscesull’alberoagomiticonunbracciodilevapiccolochetendeadannullarsi.

Posticipo chiusura valvola di scarico rispetto al PMS.Serveacon-sentirelacompletaespulsionedeigasdiscaricoresidui,che,serima-nessero nel cilindro, diluirebbero lamiscela aria/benzina entrante.inoltreselavelocitàdeigasdiscaricoèelevata,sicreanelcilindroun’ulterioredepressionecherichiamal’entratadellamiscelastessa.

Rendimento termico.Com’ènotodalsecondoprincipiodellatermo-dinamica,èimpossibiletrasformaretuttoilcaloredisponibileinlavo-routile;inoltre,leperditedicalorecheavvengonoinevitabilmentenelmotorehannocomeconseguenzalaperditad’energiaequindiunacoppiaminoredelprevisto:a bassi regimi le perdite di calore sa-

Figura 4.5diagrammadelladistribuzione.a anticipoaperturadellavalvoladiaspirazione

B Posticipochiusuradellavalvoladiaspirazione

C Posticipochiusuradellavalvoladiscarico

d anticipoaperturadellavalvoladiscarico


93

ranno elevate poiché l’espansione del gas avviene in un tempo relativa-

mente lungo, tale da consentire una notevole dispersione attraverso le

pareti dei cilindri.

Rendimento meccanico. anchegli attriti interni delmotore, com-portando una perdita d’energia utile, comportano la diminuzionedellacoppia.

Comeabbiamovisto,lacoppiaerogatadalmotoredipendedadiversifattori, iqualiaumentanoodiminuiscono la loro influenzaalvariaredelnumerodigiri;sicomprende,quindi,comela coppia non possa ri-

manere costante a tutti i regimi,maanzidebbavariare inpraticagiropergiro.dalgraficodellaFigura4.4sinotachelacoppiaerogataèpratica-

mente nullaaldisottodiuncertonumerodigiri,acausadellegrandidispersioni termiche che rendono l’energia erogata per ogni giro dalmotoreinsufficienteavinceregliattritiinterniel’inerziadegliorganiinmovimento.Superatouncertonumerominimodigiri,lacoppiacominciaadau-

mentare come conseguenza dell’aumento del rendimento termico, ilqualeèingradodicompensareladiminuzionedelrendimentovolume-trico.invece,leperditeperattritiinternialmotore(perditemeccaniche)sonopraticamentecostantiatuttiiregimie,quindi,purfacendodimi-nuireilvaloredellacoppiaerogata,nonprovocanoalcunasignificativavariazionedellaformadellacurvaaivariregimi.ilmassimo della coppiasiavrànelpuntoincuiilprodottodelren-

dimento termicoperquellovolumetrico saràmassimo,dopodi che,con l’aumentare del numero di giri, la diminuzione del rendimentovolumetrico non sarà più compensata dall’aumento del rendimentotermicoe,quindi,lacoppiacominceràadiminuirecostantementefinoaraggiungerepiuttostobruscamenteilminimoaundeterminatonu-merodigiri.Perquantoriguardailgraficodellacoppiainfunzionedelnumerodi

giri(Figura4.4),occorrefaredue importanti considerazioni:

èstabilitalacilindratadelmotoreedeventualmenteilnumerodeici-lindri, nonèpossibile incrementare indefinitamente il valoredellacoppiamassima;

ènonèpraticamentepossibilemantenereilvaloredellacoppiaeleva-toperampiregimidifunzionamento.

laconseguenzadituttoquestoèchel’unicosistemaperincremen-tarelapotenzadelmotoreèquellodielevareilpiùpossibileilregimedirotazione,facendoinmododiconservareunacoppiasufficientemen-teelevataaqueiregimi,marinunciando,diconseguenza,adavereunacoppiaairegimipiùbassi.Bisognainoltresottolinearecheilmotore,purerogandounacoppia

sufficientementeelevataperunintervallodigiripiùomenoampio,haunfunzionamentostabilesolamenteapartiredalpuntoincuilacoppiaèmassima.infatti,seilmotoresitrovasseafunzionareaunregimedigiriasini-

stradiquellocorrispondenteallacoppiamassima(sifacciariferimentosempreallaFigura4.4),unimprovvisoaumentodelcaricodovuto,per

4.2 Analisi della

curva della coppia


94

esempio,aunasalitalungolastradadipercorrenzaoppureauncolpodivento,farebbediminuireilnumerodigiridelmotoreconconseguenteulterioreriduzionedellacoppiaerogata.l’ulteriore riduzionedellacoppiaprovocherebbeun’ulterioredimi-

nuzionedelnumerodigiriesiinnescherebbeuncircoloviziosochepor-terebbeallospegnimentodelmotore,amenoche il conducentenonintervengascalando lamarciaoaccelerando*, senonsi trovagiàconl’acceleratoretuttopremuto.Viceversa,unadiminuzionedelcaricoporterebbeaunincremento

delnumerodigiriconulterioreaumentodellacoppia, laquale fareb-beancoraaumentareigiridelmotorefinoaraggiungerel’equilibriotracoppiaerogataecaricoaldilàdelnumerodigiricorrispondentealpun-toCm(Figura4.4),dovelacoppiacominciaacalare.oltrequestopuntoilmotorehaunfunzionamentostabile:infatti,un

aumentodelcaricoprovocherebbeunadiminuzionedelnumerodigirichefarebbeperò,inquestocaso,aumentarelacoppiaerogataequindiilmotoreriuscirebbeavincerequestoaumentosenzaalcuninterventodelconducente,amenocheilcaricononsiasuperioreallacoppiamas-simaerogabiledalmotore.dalla coppia massima erogabile è possibile calcolare la massima

pendenzachel’automobileèingradodisuperare.Supponiamocheunavetturadebbasuperareunasalitapartendoda

ferma (Figura4.6): aognigirodella ruota (il cui raggioèR), essaper-correràuntrattodistradaparia2UR.Selapendenzadellasalitaè,peresempio,del10%, lavettura subiràunospostamentoverticalepari al10%dellacirconferenzadellaruotael’energiaEspesadurantequestospostamentoè:

E=mgh

dove:

• mèlamassatotaledellavettura,caricocompreso;• gèl’accelerazionedigravità,paria9,81m/s2;• hèlospostamentoverticaledellavetturache,inquestocaso,èparial10%dellacirconferenzadellaruota.

taleenergiadeveessereovviamentefornitadalmotoree,poichéaognigirod’alberoagomiti,l’energiamassimacheilmotoreèingradodisvilupparecorrisponde,comeabbiamovisto,a2UC

M,aognigirodella

ruotaènecessarioche ilmotore facciaunnumerodigirisufficienteasvilupparealmenolaquantitàd’energia2UC

M,altrimentilavetturanon

potràmaisuperarelapendenzadellasalita.ilnumerodigiricompiutodalmotoreaognigirodiruotadipende

quindidalrapporto di trasmissione,cioèdalrapporto tra il numero di

giri della ruota e quello del motore.il rapporto di trasmissione dipende dal rapporto tra il numero di

dentidellacoronaedelpignonedeldifferenzialeedaquellotragliin-granaggidelprimarioedel secondariodel cambio;quest’ultimopuòesserevariatocambiandomarciaeil rapporto di trasmissione più elevato

possibile si avrà ovviamente inserendo la prima marcia.Riusciamoaeseguiretalicalcoliutilizzandolaseguenteformulage-

nerale:

*lecurvecaratteristichedituttelefiguredellibro,cosìcomequelleriportatesuivarimanuali,sonoottenuteconlafarfalladell’acceleratorecompletamenteapertao,seilmotoreèdiesel,conlapompadiiniezioneamassimaportata.Conl’acceleratoreparzialmentepremuto,lacoppiaelapotenzaerogatedalmotoreaivariregimihannounvalorepiùbasso.

Figura 4.6Vetturainsalita.

pendenza %


95

2URmgp=2UCMT

dove:

• pèlapendenzadellasalitaespressainpercentuale;

• Tèilrapportoditrasmissionetramotoreeruota;

• R,m,g,CMsonograndezzegiàintrodotteinprecedenza.

Eliminando il fattore2U da entrambi imembridell’uguaglianza, si

ricavachelapendenzamassimasuperabile(trascurandogliattriti,che

sonobassi,dalmomentochelavelocitàdellavetturainfasediparten-

zaèbassa,elaforzadiinerziaanch’essabassapoichébassoèilvalore

dell’accelerazioneiniziale)èparia:

p =CMT

Rmg

EsempioUna vettura di massa a pieno carico (compresaquindianchequelladelconducenteedieventualipasseggeri)di1300kg,montapneumaticideltipo165/65R-14”;ilraggio*ditalipneumatici,gonfiatiallapressionecorretta,èdi285mm,ilrapportoditrasmissioneèpari15,634inprimamarcia.ilmo-toredi1600ccsviluppaunacoppiamassimaparia130Nm(acirca3500giri/min).Sicalcolilamassi-mapendenzasuperabiledallavetturatrascurandogliattritivarielaforzadiinerzia.

applicando la formula che fornisce il valoredip,siricava:

p =130Nm×15,634

0,285m×1300kg× 9,8m/s2= 0,56, ossia56%

*Nelcodicechecontraddistingueilpneumaticolapri-

ma cifra (in questo caso 165) indica la larghezzamas-

simadelpneumatico inmillimetri.lasecondacifra (in

questocaso65)indicalapercentualerispettoallaprima

cifradellasporgenzadalcerchiodelpneumatico(nell’e-

sempio,sporgerà–inaltezza–del65%di165mmossia

107,25mm).laterzacifra(14)indicaildiametrodelcer-

chioneinternoespressoinpollici.

Ricordando cheunpollice equivale a circa 25,4mm il

diametrointernodelcerchioneèdi355,6mmeilraggio

èquindi177,8mm.

aggiungendoaquestacifra lasporgenzadelpneuma-

tico (107,25mm) si ottiene che il raggio della ruota è

285,05mm.

lapotenza P erogata dal motoresicalcolaconlaformula:

P=2UCn

dove:

• Cèlacoppia;

• nèilnumerodigirialsecondodelmotore.

Se la coppia è espressa inNm, lapotenzaè espressa inwatt (W).

Essendoilwattun’unitàpiuttostopiccolaincampoautomobilistico,si

utilizzanormalmenteunsuomultiplocheèilkilowatt(kW),equivalen-

4.3 Analisi della

curva della potenza


96

tea1000watt;siutilizzaspessoancheilcavallo vapore(o,piùsinteti-camente“cavallo”),ilcuisimboloèCVoHp(dall’inglesehorsepower).ilcavallovaporecorrispondea735watt.

osservandolacurvadellapotenza(Figura4.7),sinotacomequestagrandezzacrescafinoaundeterminatoregimeancheselacoppiadimi-nuisce;ciòèdovutoalfattochel’aumentodelnumerodigiricompensaladiminuzionedellacoppia.La potenza erogata dal motore è massima

quando è massimo il prodotto della coppia per il numero di giri.

giuntiperòaundeterminatoregime(chedipendedaltipodimo-tore),ladiminuzionedellacoppia,acausadelladiminuzionedelrendi-mentovolumetrico,saràtalmentebruscachenemmenol’aumentodeigiri saràpiù ingradodicompensarla, così che lapotenzaerogatadal

motorediminuirà.

Effetti degli anticipi e posticipi della chiusura delle val-

vole sulla curva della coppia e della potenza

l’aperturaechiusuradellevalvoleècomandatadall’alberoacammee,diconseguenza,anchegliangolidianticipoeritardodellalorochiusurasonostabilitidalprofilodellecamme.inrealtà,comeèintuibile,gliangolidiaperturaechiusuradovrebbe-

roesserevariatiinfunzionedelregimedelmotore,poiché,cambiandola velocitàdeipistoni, così comequelladeigas inentratae inuscita,vannoinevitabilmentemodificatiancheitempidiaperturaechiusuraalfinediconsentireilmassimoriempimentodeicilindri.ilsistemapiùefficaceèquellodicomandarelevalvoleelettricamen-

teattraversosolenoidielettromagneticichericevonotensionedauna

Figura 4.7Confrontotragliandamentidellacoppiaedellapotenzasviluppatada unmotoreinfunzionedelnumerodigiri.lapotenzaaumentafinoaunvaloremassimoanchequandolacoppiadiminuisce.

60

55

50

45

40

35

30

25

20

15

Kw

1000 2000 3000 4000 5000 6000

giri/min

Nm100

9080

70

pote

nza

(Kw

)

copp

ia (N

m)

potenza

coppia


97

centralinaelettronicachecalcolaitempidiaperturaechiusurainfun-zionedeivariparametridelmotore.Purtroppo,però,nonsièancorariuscitiarealizzarequestasituazio-

ne(anchese,comesembra,lasoluzionenondovrebbeesserelontana);attualmentequindi,quandosirealizzaunmotore,ènecessariocalcolareiritardieglianticipidiaperturaechiusuravalvole,realizzandodeicom-promessiinfunzionedellecaratteristichechesivoglionodarealmotore,salvopoiutilizzaredispositivi(chedescriveremotrabreve)ingradodivariare,seppurlimitatamente,l’aperturaelachiusuradellevalvole.Conangoli di apertura ampisiriesceaottenereunaumentodel

numeromassimodigirimassimiraggiungibiledalmotoree,diconse-guenza,unapotenzaelevataadalti regimi(equindiunagrandepo-tenzaassoluta); abassi regimiperò ilmotoreavràunacoppiaeunapotenza assaimodeste, soprattutto a causadel fatto chedurante lafasediincrocio,ossiaquandolevalvolediaspirazioneescaricosonoentrambeaperte,lamiscelaentranteneicilindri,nonavendosufficien-tevelocità(cioèbasseenergiacineticaeinerzia),vienerespintaindie-trodaigasdiscaricoancorainpressione,gaschesitrovanoall’internodelcilindroechepoifinisconoaddiritturanelcollettorediaspirazionediluendolamiscela.anchedurantel’iniziodellafasedicompressione,ilprolungatoposticipodellachiusuradellavalvoladiaspirazionehacomeconseguenzailriflussodellamisceladalcilindroversoilcolletto-rediaspirazione;questosempreacausadellabassavelocità(einerzia)conlaqualeessaentranelcilindro.abassiregimi,inoltre,quandolavalvoladiscaricoapretroppoanticipatamenterispettoalPmi,laspintadeigas si riducenotevolmentee,quindi, si riduceanche lapotenzateoricaerogabile.adimostrazionediquantoabbiamosinquiaffermato,inFigura4.8,

riportiamolecurvecaratteristichediunmotorediFormula1,dicostru-zioneabbastanzarecente:sivedechiaramentecomealdisottodi 8000giri(regimechesolopochevetturedastradasonoingradodiraggiun-gere),lacoppiaelapotenzaerogatesonopressochénulle.Conangoli di apertura bassisiottienel’effettocontrario,ossiauna

Nn

680

600

520

440

360

280

200

120160

240

320

400

480

560

640

40

0 4 6 8 10 12 14 16 18

19171513119753

20

40

120

200

280

360

480

560

600

520

440

320

240

160

80

Kw

giri/min x 1000

potenza

coppia

Figura 4.8CoppiaepotenzadiunmotoredaFormula1.aldisottodi8000giri/minlacoppiaelapotenzasonopraticamentenulle.


98

diminuzionedellacoppiaedellapotenzaaelevatiregimi(equindidellapotenzaassoluta)avantaggiodiquellaabassiregimi.moltecaseautomobilistichehannomessoapuntosistemiingrado

divariarealmenoparzialmentegli angolidi aperturaechiusuradellevalvole infunzionedelregimedelmotore, inmododaampliare ilpiùpossibile l’intervallodigiri in cui la coppiae lapotenza sonoelevate.Naturalmente questi sistemi, di cui adesso parleremo, sono piuttostocostosiequindisolopochevetturenefannouso.

Variatore di fase (brevetto Alfa Romeo)

ilvariatore di fase Alfa Romeoèun’elettrovalvola,montatainprossi-mitàdell’alberoacammediaspirazione,chehailcompitodianticiparemeccanicamentel’aperturadellavalvola,inmodochesiaaspirataunamaggiorequantitàdimiscelaaria/benzina.inbasealcaricodelmotore,lacentralinadell’iniezioneelettronica,comandaunrelèchemandaunimpulsoelettricoaun’elettrovalvolacheconsentel’aperturaolachiusu-radelpassaggiodell’olioall’internodelgruppoidraulico.lapressionedell’oliovince laresistenzadiunamollaconsentendo

aunpistoncinointernodiscorreredallapartesuperioreversolaparteinferioredeidentielicoidali,permettendolarotazionedell’alberoacam-mediunvalorestabilito.taledispositivoentrainazionedopocheilmotorehasuperatoi1600

giri/mineilcaricositrovaal30%diquellomassimo.descriviamo,facendori-ferimentoallaFigura4.9,lesuefasidifunzionamento.Quando l’elettrovalvola non è eccitata dalla centralina (posizione

FC), il suopernetto (2) rimane sollevato,nonconsentendoall’oliomo-tore,chearrivaattraversoun’appositacanalizzazione,diraggiungereilvariatore.Quando l’elettrovalvola viene eccitata (Fa), il pernetto si solleva,

consentendoall’oliodi raggiungere ilvariatoreattraverso ilcanale (d)eraggiungerelacamera(g):l’oliopremecontroilpistoneidraulico(4),spingendolonelladirezioneversol’alberoacamme.

Figura 4.9VariatoredifasealfaRomeo.1 Elettrovalvoladiinserimento2 Pernettovalvola3 mollaantagonistapernettovalvola

4 Pistoneidraulicovariatore5 Pignonedicollegamentoalberoacamme

6 alberoacamme7 molllaantagonistapistoneidraulico

8 dentaturaelicoidalepistoneidraulico

9 dentidelpignonedicollegamento

Fa Faseaperta(elettrovalvolaeccitata)

FC Fasechiusa(l’elettrovalvolanonèeccitatadallacentralina)

a Canalizzazionedacuiprovienel’olioinfasediapertura

B Cameradelpistoncinoincuientral’olioprovenientedaa

C Canalericavatonelpistoncinoincuivieneavviatol’oliouscentedaattraversounforo

d Condottodimandataolioalvariatore

E Condottodiscaricoodrenaggio

F Canaleattraversocuil’oliogiungenellacamerag

g Cameraincuil’oliospostaassialmenteilpistoneversoilmotore

H Cameradell’elettromagnete.diquil’oliosiscaricaattraversoEl Canalizzazionechepermettelalubrificazionedelpernodell’alberodistribuzione

1

FC

FA6

5

8 9

4

72

3

23

A

H D

A

L

FD

G

C

B

E


99

ilpistonecheèdotatoesternamentedidentielicoidali(8),spostan-dosiècostrettoaruotaresusestessodicirca25°e lasuarotazioneètrasmessaalpignone(5)aventedentidiritti (9);asuavolta ilpignonetrasmette la rotazione all’albero a camme che comanda le valvole diaspirazione.

Il sistema VTECH (Honda)

Questosistemadifasatura variabileèstatoideatodallaHondaevieneutilizzatosugranpartedeimodellidellacasagiapponese.descriveremoquiilsistemautilizzatosumotorimonoalbero,sottoli-

neandocheesisteancheunsistemapermotoribialbero,lacuirealizza-zione,tral’altro,èantecedente.descriviamoconl’aiutodellaFigura4.10ilfunzionamentodeldispo-

sitivo.leduevalvolediaspirazionevengonopremutedaunbilancieredoppioecomandatodaduecammedifferenti:sumoltimotori,leduevalvolehannoalzateeangolidichiusuradiversi,conloscopodiaumen-tarelaturbolenzanellacameradiscoppio.traleduecamme(1)checomandanoleduevalvolesitrovaunater-

zacamma(2),piùgrossadellealtredue,chequindiconferirebbealleval-voleangolidiaperturapiùampi,maessa,aldisottodiuncertoregime,lavorasuunbilanciere(4)chenonècollegatonéallevalvolenéaglialtriduebilancieri(Figura4.10a).Superato un certo regime, la centralina dell’iniezione invia un se-

gnaleelettricoaun’elettrovalvolache,aprendosi,permetteilpassaggiodell’olioinunappositocilindrettointernoalsistemabilanciere.l’olio inpressioneall’internodelcilindretto, spostaunooduepi-

stoncini(6e7)(Figura4.10b),iqualicalettanoilbilancieredellacam-

Figura 4.10ilsistemaVtECHdellaHonda.a Posizionediriposo1 Cammechecomandano l’aperturadellevalvoledi aspirazione2 Cammacentrale3,5Bilancieridellevalvolediaspirazione

4 BilancierenoncollegatoallevalvoleconilsistemaVtECHnon in funzione

6,7Pistonciniidraulicidicollegamentotrailbilancierecentrale(4)eglialtridue(3,5)

B Posizionedifunzionamento

Calettaturaaccoppiamento che fissa tra di

lorodueopiùorganimeccanici.

comando valvole comando valvole

pressione olio

flusso olio

bilanciere

pistoncini

elettrovalvola

1

2

3

6 67 7

4

5

A B


100

ma centrale con gli altri due: in questo modo entrambe le valvoleseguiranno il diagramma della distribuzione imposto dalla cammacentrale,chepresentaangolidiaperturaealzatesuperioririspettoaquellidellealtredue.

Variatore di fase a palette

Questovariatorechevieneusatonellesuevariantisumoltitipidimotorididiversemarche,èingradodivariarel’istantediaperturaechiusuradellevalvoleinmodogradualemigliorandosensibilmenteilrendimen-todelmotoreaivariregimieriducendoleemissioniinquinanti.origina-riamenteivariatoridifasevenivanoutilizzatisolosullevalvolediaspira-zione;oraperòsonosemprepiùutilizzatianchesullevalvolediscaricoinmododaottimizzareilrendimentodelmotorerispettando,tral’altro,lesemprepiùseverenormeantinquinamento.inoltresuimotoridieselobenzinaa iniezionedirettapossono,va-

riandol’istantedichiusuradellavalvoladiscarico,trattenerenelcilindrounapartedeigasesausticonloscopodidiminuirelaformazionedegliossididiazoto,rendendononpiùnecessariol’utilizzodellavalvolaEgR(vediUnità9).

inFigura4.11èvisibileunodiquestivariatorisenzailcoperchiocheneimpediscelafuoriuscitadioliopermostrarelepaletteinterne.ilmozzocentraleviene fissatoall’alberoa cammementre laparte

esternadelvariatore,dettaanchestatore,vienefissataall’internodellapuleggiadidistribuzione.ai latidi ciascunapaletta si trovanodue foridipassaggiodell’olio

chegiungenellecanalizzazioniinterneall’alberoacammeechetendeariempireleduecamereailatidellepalettestesse.Sullatestatadelmotoresitrovaun’elettrovalvolacomandatainRCo*

dalcalcolatoremotore;essaregolailpassaggiodiolioinpressionenellecanalizzazionidell’alberoacammeequindinelleduecamerechesitro-vanoaiduelatidellepalette.ladifferentequantitàdioliocheriempieleduecamerecreaunadif-

ferenzadipressionechetendeafarruotareilmozzochesitrovacaletta-toconl’alberoacammediunangoloprestabilito.Unsensorepostosull’alberoacammeinformailcalcolatoredellasua

effettivaposizioneangolareinmodochequestapossaessereregolatavariandoilpassaggiodiolionelleduecamere.Vediamo,attraversolefigure,comeciòavviene.Sel’elettrovalvolanonvienealimentata(Figura4.12a)essapermette

all’olioinpressionedientrarenellacanalizzazionedell’alberoacammecheportal’olioall’internodellaprimacamera(C1–Figura4.12b)econ-temporaneamentepermetteall’oliochesitrovanellasecondacamera(C2–Figura4.12b)difuoriuscire.inquestocasol’anticipodiaperturadellavalvolaèminimo,mentreil

ritardodichiusuraèmassimo.Quandosivuoleottenereunanticipointermedio(Figura4.12b),ilcal-

colatorealimentaafasialternel’elettrovalvola,laqualeinvertemoltorapi-damenteilpassaggiodell’oliocheentrainentrambelecamereeruotapiùomenolosfasatoreasecondadelladuratadell’impulsoinRCo.alimentando completamente l’elettrovalvola (Figura 4.12 c), l’olio

entranellasecondacamera(C2–Figura412b)efuoriescedallaprima

*RCo=RapportCycliqueouverture(vediUnità9,Figura9.60).

Figura 4.11Variatoredifaseapalette.


101

(C1–Figura4.12b)ruotandocompletamentelosfasatorenellaposizio-nedianticipomassimodiaperturaeritardominimodichiusura.Unpernoidraulicodisicurezzabloccalosfasatoreinposizionedimini-

moanticipodiaperturaquandolapressionedell’olioèinferiorea0,5bar.

Il VALVETRONIC (realizzazione BMW)*

Questosistemaèstato realizzatocon lo scopodivariare l’alzatadellevalvoledaunvaloreminimodicirca0,2-0,3mmfinoaunmassimodicirca9-10mmeinminimaparteinfluenzagliangolidiapertura,anchesequestoèuneffettosecondariocheproducevantaggiimpercettibilialmotore,tant’èchetalesistemavienespessoutilizzatoassiemeavariato-ridifasesimiliaquellidescrittiprecedentemente.

Regolandol’alzatadellevalvolee,diconseguenza,laquantitàdimi-scelaaria-benzina(osoloariaseutilizziamol’iniezionediretta)introdot-taneicilindri,talesistemaèingradodiregolarelapotenzadelmotoreaivariregimiepermettecosìdieliminarelavalvolaafarfallaequindiladepressionechequestacausavanelcollettorediaspirazionequandoeraparzialmentechiusa,iltuttoavantaggiodelrendimentovolumetri-cochevienenotevolmenteincrementato.

il sistemaè illustratonellaFigura4.13.l’alberoacammeagiscesuunrulloscorrevolechesitrovaalcentrodiunalevaintermedia,monta-taorizzontalmente rispettoall’alberostesso.l’estremità inferioredellalevaintermediapremesullevalvole,permezzodiunbilancieredotatoanch’essodirullomentre,inalto,èsostenutadaunsecondoalberoec-centrico,ilqualeappoggiasudiessamedianteunsecondorullino.Quandol’alberoacammeèinrotazione,lalevaintermediasimuo-

veavantieindietro.lasuaformaparticolareconferisceallalevaancheunmovimentoverticale,permettendoledipremeresuibilancieridellevalvole,aprendoleechiudendole.l’alberodeglieccentrici,chesitrovasullapartesuperioredellaleva,ruotandoèingradodiinvertirneilmotoverticale, facendopassarelavalvoladacompletamenteapertaacom-pletamentechiusa.ComesivededallaFigura4.13a,l’alberoaeccentriciècollegatome-

dianteunavitesenzafineaunmotorinoelettrico,comandatomedianteunacentralinaelettronicadinotevoliprestazioni.

*talesistemavieneutilizzatoanchesualcunimotorirealizzatidalgruppoPSa(Peugeot-Citroën)incollaborazioneconBmW.

Figura 4.12 Funzionamentodelvariatoredi faseapalette.

1

2

2

1

1 - 2

2 - 1

C1 C2

a) b) c)


102

Figura 4.13ilsistemaValVEtRoNiC.a) ilmotorinoelettricodiazionamentodell’alberoeccentricoconvitesenzafine

b)Sezionealbero/valvolecon motorinoelettrico

a) b)

ibeneficichetalesistemaapportaalmotorecheloutilizzasonoevi-

dentiesipossonoriassumerein:

1. consuminotevolmentepiùbassi;

2. maggioreprontezzainaccelerazione,propriograzieall’assenzadella

farfallacheelimina i tempinecessarial riempimentodelcollettore

neicambidiregime;

3. eccellentecomportamentoamotorefreddo,dovutoallamaggiore

velocitàdiafflussodell’ariainprossimitàdellevalvole;

4. maggiore silenziosità delmotore a bassi regimi, grazie al limitato

movimentodellevalvolediaspirazione.

adimostrazionedell’efficaciadiquestosistema,riportiamoinFigura

4.14lacurvadellacoppiaerogatadaunmotorecheloutilizza.Notiamo

chelacoppiasimantieneelevata(90%diquellamassima)perunregime

fra2000e5000giri.

l’unicosvantaggiocheha talesistema,oltrealcosto,è ilnotevole

ingombrosopralatestatachecreaostacoliallarealizzazionedimotori

conpiùvalvolepercilindroeainiezionediretta,speciesequestisonodi

piccolacilindrataunitaria.

inrealtàquasituttiimotoricheloutilizzanosonodotatianchediuna

valvolaa farfallache intervieneperòsolo incasodiemergenza rego-

landolapotenzadelmotoreseilsistemaperqualsiasimotivodovesse

andareintilt.

Nelfunzionamentonormaleessarimanesempreinposizionediqua-

sitotaleapertura;vienechiusacioèdallacentralinadicontrollomotore

dipochissimigradi(5-10)inmododacrearenelcollettorediaspirazione


103

unaminimadepressione(attornoai50millibar)necessariaperaspirare

ivaporidiolioprodottidalmotoreeivaporidibenzinaaccumulatinel

serbatoiodelcanister(vediUnità7).

Poichépotrebbeanchesuccederecheilsistemasiblocchimentreil

motoregiraalminimo,quandocioèlevalvolesiapronosolodicirca0,3

mmnonconsentendocosìalmotoredierogareunaminimapotenza

necessariaafarmuoverelavettura,sulretrodiquasituttiimotoriniche

regolano l’alzataè statapostaunavite abrugola chepermettedi far

girareamanoilmotorinoqueltantochebastaperfareapriredipiùle

valvoleinmododaconsentirealmotoredifunzionare.

Viceversa,seilsistemadovessebloccarsiconlevalvoleparzialmente

ocompletamenteaperte,lafarfallacomandatadallacentralinasichiu-

derebbequel tantochebastada impedirealmotoredisaliredigirio

erogareunapotenzaeccessivanonrichiestadalconducente,ilmotore

cioèverrebbeafunzionaresupergiùcomeunnormalemotoredotato

diunsistemadialzatevalvoleconvenzionale.

Sistema multiair (FIAT)

Realizzaanch’esso l’alzatavariabiledellevalvolediaspirazioneesatta-

mentecomeilvalvevotronic,mailcomandodellevalvoleavvieneme-

dianteunsistemaelettroidraulicocheandremooraaillustrareconl’aiu-

todelleFigure4.15,4.16e4.17.

lacammediaspirazione,medianteunsistemaarullo,azionaunpi-

stoneidraulicochecomprimel’olioeloinviainpressioneallacameraad

altapressionechecomanda idraulicamente l’alzatadelle valvole (due

percilindro).

interpostatrapistoneidraulicoecameraadaltapressione,sitrova

unaelettrovalvolaasolenoidenormalmenteapertachefaconfluirel’o-

lioinunappositoaccumulatore.

Figura 4.15Sistemamultiair.a CameraolioadaltapressioneB ValvolediaspirazioneC Valvolediscaricod CammediscaricoE CammediaspirazioneF Rullocammeg PistonedicompressioneolioH Elettrovalvola

HG

F E

A

B

C

D

175

160

120

80

40

0

0 2000 5000 giri/min

copp

ia (N

m)

Figura 4.14CoppiamotoreconilsistemaValVEtRoNiC.


104

Quandol’olioconfluiscenell’accumulatore,sihaunacadutadipres-sionenellacameraadaltapressione,quindilevalvolenonpotrannoes-serecomandate,inquantolaforzadellemolledirichiamodellevalvoleprevarràsullaforzageneratadallabassapressionedell’olio.Viceversa,quandol’elettrovalvolavienecomandataelettricamente,

essa si chiuderà impedendoall’oliodi confluirenell’accumulatoree lapressionedell’oliosipropagherànellacameraadaltapressionegene-randounaforzaingradodivincerequelladellemolledirichiamodellevalvole,permettendoaquestediaprirsi.Poichélapressionedipenderàdalprofilodellacammeel’olioèincom-

primibile,inquestafaseessosicomportacomeuncorposolidoaprendolevalvolecomesequestefosseromossedirettamentedallacamme.laregolazionedellacorsadellevalvoleavvienequindicontrollando

gliistantidichiusuraeaperturadell’elettrovalvolainfunzionedelregi-medelmotoreedellapotenzarichiesta.

Quandoèrichiestalamassima potenzalavalvolasolenoideèsem-prechiusa,quindituttalapressionedell’oliocreatadallacammesitra-smetterà nella camera ad alta pressione, consentendo alle valvole diaprirsiseguendointeramenteilprofilodellacamme.

A bassi regimi di rotazione ma a pieno carico,lacentralinainter-romperàl’alimentazionedellavalvolasolenoide,facendolaaprirevicinoall’estremitàdelprofilodellacamme,provocandocosìunachiusuraan-ticipatadellavalvolacheeliminailreflussoindesideratonelcollettorediaspirazionequandoinizialafasedicompressionechefarebbediminuirelacoppiadelmotore.Nellecondizionidicarico parziale,lavalvolasolenoidepuòessere

comandataadaprirsiinanticipo,facendochiuderelevalvoleprimadelprevisto, inmododaregolare laquantitàdimiscela introdotta in fun-zionedellacoppiarichiesta,oppureèpossibilefarerimanereapertalavalvolasolenoideperuncerto lassodi temposcaricando lapressionegeneratadallacamme,perpoichiuderlaritardandocosìl’aperturadellavalvoladiaspirazione.

Figura 4.16aperturavalvola(a)echiusuravalvola(b).

Figura 4.17Recuperogioco.

a) b)


105

inquestomodo,lamiscelaentrerànelcilindroconunamaggioreve-

locitàgrazieallamaggioredepressioneformatasinelcilindrostesso,au-

mentandocosìlaturbolenzaemigliorandolavelocitàdicombustione.

abbiamoparlatodimiscelamapotremoparlareanchediariasola,

perché il sistemanascesumotoria iniezione indirettacausadifficoltà

atrovaresullatestataspaziopermetteregliiniettori(cosìcomeèperil

ValVEtRoNiC)maèstatodirecenteapplicatoanchesumotoriainie-

zionedirettaedèprevistal’applicazionefuturaanchesumotoridiesel.

Vediamoinfinechecosasuccedequandol’azionedellacammesul

pistoncinoidraulicocessa.

lamolladirichiamofaràchiuderelevalvole,checreerannonellaca-

meraadaltapressioneunaleggeracontropressionechefaràarretrareil

pistoncinoidraulicoelacontropressionechesicreavienesfruttatada

unappositofrenoidraulicorealizzatoperrallentarelavelocitàdiimpat-

totravalvolaesede,evitandol’usuraprecocedeicomponenti.

Selevalvoleinveceeranogiàchiuse,saràl’accumulatoredipressio-

necheèdotatoanch’essodiunamolladi richiamo (tarataconmeno

forza rispettoaquelladellevalvole) che,premendosuunpistoncino,

creaunapressionetaledaspingerel’olioaccumulatoversoilpompante

quandol’elettrovalvolasolenoideèaperta,consentendoalpompantedi

riprenderelasuaposizionediiniziociclo.

Effetti del frazionamento del numero dei cilindri sulla

potenza del motore

Sappiamoche,aumentandoilnumerodeicilindriinunmotore,aparità

dicilindrata,siriesceaottenereunapotenzamaggiore,perchél’aumen-

todicilindrataunitariaprovocaunaseriediconseguenzenegativeche

oraanalizziamo.

1. aumentandoilvolumedelcilindrodiminuisceilrapportosuperficie/

volume,quindidiminuiscelacapacitàdidisperderecalore.Sedaun

latoquestopuòessereunfattorepositivo,perchépuòaumentareil

rendimentodelmotore,oltrecerti limitisiottengonotemperature

intollerabiliperglistantuffielatestata.inoltre,comeconseguenza

delleminoridispersionidi calore,durante la fasedi compressione

si raggiungepiù facilmente la temperaturadiautoaccensione;per

evitarlosarebbenecessariodiminuireirapportidicompressionecon

diminuzionedelrendimentodelmotore.

2. aumentandoilvolume,equindiledimensionideicilindri,lafiamma

chepartedallacandela,impiegapiùtempoapropagarsi.l’aumento

deltempodicombustione,oltrearallentareilmotore,fainsorgere

piùfacilmenteilfenomenodelladetonazione,perevitareilqualeoc-

correrebbediminuireirapportidicompressione.

3. aumentando le dimensioni, e quindi i pesi degli stantuffi e delle

bielle,aumentanoiproblemirelativiall’equilibratura.inoltre,anche

ivaricuscinettidibancoedibielladevonoesseredimensionatiper

sopportarecarichimaggiori:tuttoquestoimpediscediraggiungere

elevatiregimidifunzionamento.

inbaseaquantoabbiamofinoradetto,lapreferenzavaamotoricon

unnumeroelevatodicilindriconbassacilindrataunitaria.Conquesta


106

soluzione,inoltre,comeabbiamogiàvistonelParagrafo4.1,siriescea

ottenereunacoppiapiùuniforme.

l’aumentodel frazionamentoperò – ne abbiamogià accennato –

comporta, oltre che l’aumentodei costi e degli ingombri, anche l’au-

mentodegliattritiinternialmotore,maggioridispersionitermiche,che

fannodiminuireilrendimentodelmotorestesso,aumentandoneicon-

sumispecifici.

Come viene impiegata la potenza sviluppata dal motoreSenonesistesserogliattritidell’ariaedelleruotesull’asfalto(oltreche

gliattriti internidegliorgani inmovimentosullavettura)nonsarebbe

necessariospendereenergiapermantenereinmovimentol’automobi-

le.Peròquestiattritiesistonoeilmotoredevecontinuamentebruciare

benzinaperprodurreillavoronecessarioavincerli.

l’attrito dell’ariaècircaproporzionalealquadratodellavelocitàdel

veicolo,mentre l’attrito tra asfalto e pneumaticonondipendedalla

velocità*masolodallanaturadelpneumatico,daltipodiasfaltoedal

pesodellavettura.

infasediaccelerazionecompareanche la forzadi inerzia,datadal

prodottodellamassadelveicoloperl’accelerazione;inoltre,selastrada

èinsalita,occorrevincereanchelagravità.Supponendoperorachela

stradasiainpiano,esprimiamoledescrizioniprecedentiinformule:

Fp=Kv2 F

a=γ mg F

i=ma

dove:

• Fpèlaforzadiresistenzadell’ariaallapenetrazionedelveicolo;

• Kèunacostantechedipendedallasuperficietotaledellavetturae

dallasuaformaaerodinamica,nonchédalladensitàdell’aria;

• vèlavelocitàdellavettura;

• Faèlaforzadiattritotrapneumaticoeasfalto;

• γèilcoefficientediattritotrapneumaticoeasfalto;

• mèlamassadelveicolo;

• Fièlaforzadiinerzia;

• al’accelerazionedelveicoloinfasediripresa;

• gl’accelerazionedigravità.

lapotenzadelmotoreconsentiràdivincerequesteforzeresistenti

conunadeterminatavelocità,calcolabileconlaformulaseguente:

P=Ftv

ossia:

èlapotenzaPèugualealprodottotraforzatotaleFtagentesullavet-

turapervelocitàvdellavetturastessa.

laforza totale agente sulla vetturaèlasommadelletreforzede-

scrittesopra:Fp,F

a,F

i;quindi:

P=Fp + F

a + F

i = (Kv2 + γ m + ma) v

*inrealtàvariaconlavelocitàdelveicolo,soprattuttoacausadelladeformazionedelpneumaticoindottadallaforzacentrifuga.Unaformulaempiricastabilisceche

γ=γ0+Cv2

doveCèunacostanteilcuivaloreèdell’ordinedi10–6.StabilireperòcomevariaesattamentelaFainfunzionedellavelocitàdelveicolononèsemplice,inquantointervengonoanchefenomeniaerodinamicidiportanza,chefannovariareilcaricodellavetturasulleruote.laportanzaèlaspintaverticale(versol’altooversoilbasso)chelavetturariceveacausadelladifferenzadipressionechesiinstaura(quandolavetturaèinmovimento)tralasuapartesuperiore,cheèbombata,elasuaparteinferiore,cheèpiatta.lavetturainsommahalostessoprofilodell’aladiunaeroplanoequinditendeasollevarsidaterraquandoviaggia.icosiddetti“alettoni”e“musetti”adottatisullevetturedaFormula1sonoinrealtàalirovesciateehannolafunzionedischiacciareaterrailpiùpossibilelavettura,impedendolepraticamentedivolare,vistal’elevatavelocitàallaqualeviaggia.


107

Nonappenalavetturasimetteinmovimento,leforzed’attritosaran-noridotteacausadellabassavelocitàequindituttalapotenzasaràim-piegatapervincerelaforzad’inerzia,l’accelerazionesaràquindielevata.manmanoche lavelocitàaumenta,aumenteranno le forzed’attritoequindil’accelerazioneandràgradualmentediminuendofinoallaveloci-tàdiregimeovelocitàmassima,incorrispondenzaallaqualel’accelera-zioneènullaetuttalapotenzadelmotoredovràessereimpiegatapervincereleforzed’attrito.Unmotorepotenteconsentiràinfasediripresadiaveregrandiac-

celerazionie,terminatalafasediripresa,saràingradodidareallavet-turaunabuonavelocitàmassima.Sesitienecontocheallavelocitàdiregime,l’accelerazioneènulla,equindinonvièpiùforzad’inerzia,sesiconsiderache,adaltavelocità,laforzadiattritotrapneumaticoeasfal-todivienetrascurabilerispettoallaresistenzadipenetrazionedell’aria,possiamoscrivere:

P=Kv3 quindi v =P

K

3

lavelocitàmassimadellavettura,quindi,dipendedallaradicecubi-cadellapotenza:questosignificache,sesivuoleraddoppiarelavelocità,occorreunmotoreottovoltepiùpotenteeunaumentodellapotenzadelmotoredicircail50%permettediincrementarelavelocitàmassimadi solo il 14%.Quindi, ancheaumenti considerevolidellapotenzadeimotorinonportanograndiincrementidellavelocitàmassimadellevet-ture,mavannosoprattuttoamigliorarnelaripresa.lavelocitàmassimacalcolatainprecedenzanonènecessariamente

quellachelavetturaraggiungenellarealtà:infatti,perchésipossarag-giungeretalevelocità,ènecessariousarerapportiditrasmissione(ossiadelcambioedeldifferenziale)adeguati,inmodocheilnumerodigirialsecondodelleruote,moltiplicatoperlalorocirconferenza,coincidaconlavelocitàmassimacalcolatasopra;contemporaneamente,ilnumerodigiridelmotoredeveesserequelloalqualecorrispondelamassimapo-tenzaerogata.Unesempiopraticochiariràquestoconcetto.

Esempio

Supponiamo che unmotore sviluppi la potenzamassimadi90kWa5500giri/minechelavetturasullaqualeessoèmontatoabbiauncoefficientedipenetrazioneaerodinamicaparia1,4×10–5kWh3/km3(okg/m).inbaseallaformulaintrodotta,lavelocitàmassimaraggiungibilesaràdi185,9km/h,selavetturausapneumaticitipo175/70,lacuicirconferenzacorri-spondea1820mm.atalevelocitàlaruotadovràcompiere1702,3giri/min.Pertanto il rapportoditrasmissionetrailmotoreelaruota(datodalrap-

portotragliingranaggidelcambioinquintamar-cia e dal rapporto sul differenziale) dovrà essere(5500/1702,3)=3,23.a ogni giro del motore dovranno corrisponderequindi1/3,23=0,3giridellaruota;talerapporto,però,avoltepuòrisultareeccessivamentelungoepenalizzarelaripresa;inoltre,neitrattiautostradaliilconducentepocoravvedutopotrebbeviaggiareperlunghiperiodicolmotoreapienapotenzape-nalizzandoiconsumiedeventualmente,seilmo-toreèspinto,anchelasuadurata.

Calcolare esattamente i rapporti di trasmissione, come nell’esem-pio,nonèfacilepoichéilcoefficientedipenetrazionedell’ariaèsempre


108

abbastanzaincertoevariainfunzionedimoltifattori,comeladensitàelatemperaturadell’ariastessa.lestradepoinonpossonomaiessereperfettamenteinpianoequindièsufficiente,peresempio,unaleggerasalitaperinvalidaretuttiicalcolisvoltiinprecedenza.Sipreferiscequindi,avolte,diminuireleggermenteirapportiruota/

motore, così che lavelocitàmassimadellavettura rimangaminore ri-spettoaquellachelapotenzadelmotoreconsentirebbe,avantaggiodiunamaggioreaccelerazione.Sullevetturedacompetizioneirapportidelcambiovengonovariatigarapergaraasecondadelcircuitoodelpercorsoelastessavetturarapportataperunagarasuuncircuitoveloceoperunagarasustrada(rally)puòaveredifferenzedivelocitàdipuntaanchedell’ordinedei100km/h.lavelocitàelaripresanonsonogliuniciparametripresiinconsidera-

zioneperdeterminareirapportiditrasmissione,masitienecontoanchedeiconsumi,cercando,peresempio,rapporticheconsentanomagaridiraggiungerevelocitàsufficientementeelevatearegimidelmotoreviciniaquellidicoppiamassima,checonsentonounrendimentoottimale.Normalmenteilcampo di utilizzazione del motoreècompresotra

il punto di coppia massima e quello di massima potenza(Figura4.18)eirapportitragliingranaggidelprimarioedelsecondariodelcambiovengonocalcolatitenendocontodiquestocampodiutilizzo.

Coppia, potenza e consumiSidefinisceconsumo specifico

èilrapportotralaquantitàdicarburanteconsumatodalmotoreel’ener-gia(cheequivalealprodotto“potenzapertempo”)daessoerogata.

ilconsumospecificoinognimotore,variainfunzionedelregimedirotazione.lacurvacheindicailconsumospecificodiunmotorevienespessoaf-

fiancataallecurvedellacoppiaedellapotenza(Figura4.18)poichéessadi-

nMaxn2n1nmin

a

b

c

Kg/Kwh

giri/min

Kw

Nm

Figura 4.18Curvecaratteristichediunmotore.a Curvadellapotenzab Curvadellacoppiac Curvadelconsumospecificonmin Regimedelminimo

n1 Regimealqualecorrispondelamassimacoppiaerogatadal motore

n2 Regimealqualecorrispondeil minimoconsumospecifico

nmax Regimedelmassimo


109

pendefortementedallealtredue:infatti,ilconsumospecificodelmotoreèminimoinprossimitàdelnumerodigiriincuiilmotoresviluppalacoppiamassimae,viceversa,saràmassimoinprossimitàdeipuntidovelacoppiasaràminima.avràquindiunandamentocomequellorappresentatoinFi-gura4.18c,perchécomeabbiamovisto,lacoppiaèinfluenzatadalrendi-mentovolumetricoetermicoesattamentecomeilconsumospecifico.ladiminuzionedelrendimentovolumetrico,infatti,abbassailrendimentodelmotorepoiché,diminuendolaquantitàdimiscelaintrodottaneicilindri,leperditemeccaniche–inpraticacostanticonognicarico–sonorelativamen-temaggioriseconfrontateconlaminorequantitàd’energiasviluppata.

Non bisogna assolutamente confondere il consumo specifico (chenormalmentevienemisuratoinlitri/cavallooraoppureinkilogrammi/kolowattorao litri/kilowattorae chenonvienequasimai indicato suimanuali o riviste d’automobili) con il consumo per kilometro, ossia,quello che normalmente viene indicato in km/l e che, interessandodirettamente l’automobilista (per ragionieconomiche), vienegeneral-mentecitato.

ilconsumoperkilometro,infatti,dipendesoloinpartedalconsumospecificodelmotore,essendomaggiormentecondizionatodallapoten-zasfruttata,quindidallavelocitàallaqualesiviaggia,dalleaccelerazioni,oltrechedalpesodellavetturaedallasuaformaaerodinamica.ilcon-sumokilometrico infunzionedeivariparametricitatièespressodallaseguenteformula:

Wc=PSt

η

dove:

• Wcèl’energiaconsumatadalmotoreneltempot;

• PSèlapotenzasviluppatadalmotore;

• Mèilrendimentototaledelmotore.

lapotenzacheilmotoresviluppa(avelocitàcostante)è,comeab-biamovisto,pariaKv3eiltempod’impiegodelmotoreèparialladistan-zadpercorsadivisoperlavelocitàdipercorrenza:

Wc=Kv

2d

η

E,quindi,ilconsumokilometricoèparia:

d

Wc

=η

Kv2

Ricordandocheunlitrodibenzinaequivaleacirca31.000kJ,possia-mocalcolareilconsumoinkilometriperlitro.

dallaformulasivedechiaramentechelapercorrenzakilometricadi-minuiscecolquadratodellavelocità,mentreaumentalinearmentecol


110

rendimentodelmotore, ilqualevaria comeabbiamovistocolnume-rodigiri, seguendocioè lo stessoandamentodel consumospecifico.Quest’ultimo parametro, quindi, influenza il consumo chilometrico inmodomenodecisivorispettoallavelocità,anchequandoquestaèab-bastanzamodesta.

Equilibrare un motore significa progettarlo e realizzarlo in modo che

non produca o comunque riduca al minimo le proprie vibrazioni interne,che, oltre a renderlo fastidiosamente rumoroso, potrebbero divenirecausadirottureperaffaticamentodiqualchesuoorgano.talivibrazioni,inoltre,tendonoaconferireunmovimentooscillatorioal

motorestessosuisuoisupportie,seppurammortizzatedaquesti,siposso-notrasmettereancheallascocca.Sottoquestopuntodivista,ilmotoreacombustioneinternaèsvan-

taggiatorispetto,peresempio,aimotorielettricioalleturbineeciòèdovuto alla particolare forma geometrica degli organi inmovimento,che,essendopiuttostoasimmetrici–equindinonpresentandoomo-geneadistribuzionedellemasseinmovimento–,sonosoggettiaforzecentrifugheche, variandocontinuamente in intensità, causanoparec-chievibrazioni.inoltre,poichéinpraticagliorganidiunmotorenonsimuovonomai

dimotouniforme,sioriginanoancheleforzediinerziachenonsonosolodi tipocentrifugoechesono–almenoalcune–didifficileo impossibile

equilibratura.

Equilibrio dell’albero motore

descrivendol’alberomotorenelprecedentecapitolo,abbiamosottoli-neatol’importanzadiunasuaperfettaequilibratura,essendo,tratuttigliorganiinmovimentodelmotore,quellodotatodimaggioremassa.Cerchiamooradiapprofondirel’argomento.

Unalberosidiceequilibrato staticamentese,appoggiatoorizzon-talmentesudueappoggiacoltelloconcoefficientediattritotrascurabi-le,essosimantienefermoinqualsiasiposizioneangolarevengaposto.

4.4 L’equilibratura

di un motore

Figura 4.19Schemadiequilibraturadiunalberomotoremonocilindrico(a);bicilindricoinlinea(b);bicilindricocontrapposto(c).

a) b) c)

massa perno

di biella

contrappeso

perni di bianco

(asse di rotazione)


111

l’equilibrio statico è legato quindi all’omogenea distribuzione di

massarispettoall’assedirotazionedell’albero,elosipuòotteneresfal-

sandoopportunamentelevariemanovelle,maancheponendooppor-

tunicontrappesidallaparteoppostarispettoall’asse(Figura4.19).

inunalberostaticamenteequilibratoanchelarisultantedituttele

forzecentrifughechesimanifestanodurantelasuarotazioneènulla.

ComesivedeinFigura4.19,tantounmotoremonocilindricoquanto

unbicilindrico in lineadevonoessere ingenereequilibratiutilizzando

icontrappesi,mentreunbicilindricoacilindricontrappostipuòessere

equilibratosfasandodi180°leduemanovelle.

Unalberostaticamenteequilibratopuòanchenonessereequilibra-

todinamicamente.

Unalberosidiceequilibrato dinamicamente se le forzecentrifu-

gheacuièsottopostononcreanoalcunmomentorispettoall’assedi

rotazione;ciòsignificache,ruotando,ilmotorenondovrebbetrasmet-

terealcuncaricoaisupportisenonquellodovutoalpropriopeso.Per

chiarirequestoconcetto,facciamoriferimentoallaFigura4.20.

l’albero inFigura4.20aèdinamicamente squilibrato inquanto le

dueforzecentrifughedellemanovellenonsonoallineateecreanoquin-

diunacoppiachetendeafareruotarel’alberostesso.talecoppiadeve

essereannullatadaisupportidibancochequindivengonomeccanica-

mentecaricati.

l’alberoinFigura4.20b,invece,èdinamicamenteequilibrato,inquan-

toilmomentochesigeneratralaprimaesecondamanovellavieneequi-

libratodaquellochesigeneratralaterzaelaquarta.inquestocasoperò

siottienel’equilibriodinamicosolosesivincolal’alberotraiduesupporti

estremi;sesiutilizzanosupportiintermedi,comed’altronderisulteràin-

dispensabile fare,alcunidiquestiverranno inevitabilmentecaricati;per

evitarequestasituazione,allorasidovrannoutilizzaredeicontrappesi.

tuttiglialbericonpiùdiduemanovellepossonoesseredinamica-

mente equilibrati, purché si rispettino determinate simmetrie, anche

sel’esempiodelquattrocilindrimostrachel’equilibriodinamicodiun

albero,speciequellodimotoriveloci,èmoltopiùdifficiledarealizzare

rispettoaquello statico. l’albero, infatti, può risultaredinamicamente

equilibrato nel suo complesso,mapuònon esserlo all’internodi due

supportiqualsiasi.

Figura 4.20alberodinamicamentesquilibrato(a)edinamicamenteequilibrato(b).


112

Ordine di scoppio dei cilindri

daquantoabbiamoillustratoprecedentementesicapiscecomeneimo-tori pluricilindrici l’ordinedi scoppiononpossa essere assolutamentecasuale,madebbarispettaredeterminateregole,siaperdarealmotoreunacoppiailpiùpossibileregolare,maancheperevitareilpiùpossibilelevibrazioni, letorsionidell’albero, ilsovraccaricodeicuscinettiealtrieffettiindesideratideiqualiparleremotrabreve.occorre infatti tenerepresentechenelcollettorediaspirazione, in

prossimitàdelcilindrochesièriempito,sicreaunacertadepressione:seilcilindrocontiguocominciasselapropriafasediaspirazioneimme-diatamentedopo,essoinevitabilmenteaspirerebbeunaquantitàdimi-scelainferioreaquellateoricamenteaspirabile,facendocosìdiminuirelapotenzadelmotore.Èquindiopportunoevitare ilpiùpossibile lo scoppio in sequenza

deivaricilindri,amenochenonsiutilizzino,peresempio,collettoridiaspirazioneseparati.loscoppiodiduecilindricontigui,inoltre,puòsovraccaricareilsup-

portodibancochequestihanno in comune, inquanto lo sforzoe levibrazioniindottedalprimoscoppiopossonoromperelacontinuitàdelvelod’oliodi lubrificazione che si forma tra alberoebronzina;quindiunimmediatosforzoprimachecessinocompletamenteoinpartetalivibrazionisarebbeabbastanzanegativo.

Motore quattro cilindri in lineadatalaformadellemanovelle,vistochegliscoppidevonosusseguirsiogni180°(cioè720°/4),inunmotoreaquattrocilindriinlineavisonoduepossibiliordinidiscoppiorazionali:1-3-4-2oppure1-2-4-3.lastra-grandemaggioranzadeimotoriutilizzailprimoordine,anchesenonhanessunvantaggioeffettivorispettoalsecondo.

Motore sei cilindri in lineagliordinipossibilisono:1-5-3-6-2-4,1-2-4-6-5-3,1-2-3-6-5-4,1-5-4-6-2-3:ilprimoèquellopiùutilizzatoancheperchérispettoaglialtrioffreivan-taggimaggiori,perimotivicheabbiamoelencatoprecedentemente.

Riportiamonellatabella4.1iprincipaliordinidiscoppiodeivaritipidimotore.

Tabella 4.1 Principaliordinidiscoppiodeivaritipidimotore

Numero dei cilindri Disposizione Ordine di scoppio

3 inlinea 1–3–2

4 contrapposti(boxer)

1–3–2–4

5 inlinea 1–2–4–5–3

6 aV 1–4–3–6–5–2

8 inlinea 1–6–2–5–8–3–7–4

8 aV 1–5–4–8–7–2–6–3


113

Equilibratura forze di inerzia alternate

Pistone,spinottoegranpartedellabiellasonodotatidimotoalterna-tivoegeneranoquindiforze di inerziaricavabilisemplicementeattra-versolaclassicaformuladelladinamica:

F=ma

dove:

• Fèlaforza;• mlamassadell’organo;• alasuaaccelerazione.

Questeforzesigeneranosempre,anchenelcasocheilmotoregiriaregimecostante,inquantoilmotodiquestiorganinonpuòmaiessereuniformeacausadellasuainversioneinprossimitàdeipuntimorti;diconseguenza, ilpistoneeilpiededibiellasubirannopuntoperpuntoaccelerazionicalcolabilimediantelaformula:

a=\2r(cosG+Qcos2G)

dove:

• \ è lavelocitàangolaredell’alberomotore (ricavabiledividendo ilfattore2Uperiltempochel’alberoimpiegaafareungiro);

• rèilraggiodellamanovella;• Qèilrapportotrailraggiodellamanovellaelalunghezzadellabiella;• Gèl’angoloindicatoinFigura4.21.

diconseguenza,laforzadiinerziasitrovamoltiplicandol’espressionedell’accelerazioneperlamassadelpistoneedelpiededibiella.dall’espres-sioneprecedentesipuòanchevederecomel’accelerazione,equindilafor-zadiinerzia,sipuòdividereinduecomponenti.laprima,lacuiespressioneè:

F’ =\2rmcosG

dipendedall’angoloGedalraggiordellamanovellaevienechiamataforza alterna del primo ordine.laseconda,lacuiespressioneè:

F’’ =\2rmQcos2G

dipendedaldoppiodell’angoloGedalfattoreQevienechiamataforza alterna del secondo ordine,lacuiintensitàècircaunquartorispettoaquelladelprimoordine.leforzediinerzia,siadelprimosiadelsecondoordine,generano

anch’esse vibrazioni abbastanza fastidiose e dannose per il motore;devonoperciòessereilpiùpossibileattenuateedeventualmentean-nullate.

Le forze del primo ordine possono essere equilibrate con opportuni con-

trappesi sull’albero motore; i motori pluricilindrici equilibrano natural-

Figura 4.21angolodimanovellaG;rèilraggiodellamanovella.

`

r


114

mentequestotipodiforzeelecoppiedaessegenerate,quandol’alberomotorerisultastaticamenteedinamicamenteequilibrato.

Le forze di inerzia del secondo ordine, invece, non possono essere equi-

librate mediante i contrappesi; l’unicosistemaefficaceperpoterleatte-nuaresonoicontroalberirotantidescrittinell’Unità3.Poiché tale soluzione è piuttosto costosa, buonaparte deimotori

nonlautilizza,rinunciandodifattoaequilibrarequesteforzecheinognicasononproduconograndivibrazioni:utilizzandopoibiellelunghe,siriescea ridurle,anchese,comeabbiamovisto, il rapportomanovella/biellanonvieneingenerespintosottolo0,22.tratuttiimotori,ilquattrocilindriinlineaèquelloincuil’azionedi

questitipidiforzeèpiùintensacheinognialtro.Utilizzandocontroalbericonmassaappropriata,ediversarispettoa

quelliusatiperleforzedelsecondoordine,èpossibilebilanciareanchequelledelprimo;questasoluzionenonvienepraticamenteutilizzatasenon in casi eccezionali (motoremonocilindrico applicato allemotoci-clette),datoche,comeabbiamovisto,esistonometodimoltopiùsem-pliciedeconomiciperraggiungeretalescopo.

115

U4Test di verifica

Quesiti a risposta aperta

4.2 Rispondi alle seguenti domande.

1. dailadefinizionefisicadellacoppia.

2. Qualisonoiprincipalifattorieparametricheinfluenzanolacoppiaerogatadaunmotore?

3. Checos’èilrendimentovolumetrico?

4. Cherelazioneintercorretralacoppiael’energiacheunmotoreeroga?

Quesiti vero o falso

4.1 Indica con la crocetta se le seguenti affermazioni sono vere (V) o false (F).

1. la coppiamedia che unmotoresviluppadipendedalraggiodellamanovella

2. la coppiamedia che unmotoresviluppadipendedal diametro edallacorsadelpistone

3. aumentando il numerodei cilin-dri, la coppia sviluppata dalmo-tore assume un andamento piùregolare

4. ilvolanoservearenderepiùuni-formelacoppiaerogata

5. l’aumentodelnumerodeicilindriinunmotorefadiminuireiconsu-mispecifici

6. l’attrito tra asfalto e pneumaticidipende dalla velocità della vet-tura

7. lavelocitàmassimadiunavettu-radipendedalsuopeso

8. Neimotoriaquattrocilindri in li-neal’ordinediscoppio1-3-4-2of-fredeivantaggirispettoall’ordine1-2-4-3

9. Neimotoriaseicilindri in lineailmigliorordinediscoppiopossibi-leè1-5-3-6-2-4

10. i gradi di anticipo e posticipodell’aperturaechiusuradelleval-voleandrebberomodificatiaognivariazionediregimedelmotore

11. i motori che utilizzano il ValVE-tRoNiC non hanno la valvola afarfalla

12. il ValVEtRoNiC può variare l’an-golodiaperturaochiusuradellevalvoledicirca20gradi

13. il regolatore di fase a paletteutilizzadueelettrovalvoledi co-mando

14. a determinati regimi di funzio-namentoigasdiscaricopossonofinirenelcollettorediaspirazione

15. appiattendolacurvadellacoppiaaumentalastabilitàdinamicadelmotore ed è possibile utilizzaremenoilcambiodivelocità

16. aumentando il potere caloricodellabenzinaaumentalacoppia

V F

V F

V F

V F

V F

V F

V F

V F

V F

V F

V F

V F

V F

V F

V F

V F


116

Esercizi a risposta multipla

4.3 Delle tre risposte una sola è corretta: indicala con una crocetta.

1. Qualitraiseguentifattori,piùdiognialtro,fasìchelacoppiaabassiregimisiabassa?

a. perditemeccaniche

b. perditedicalore

c. bassorendimentovolumetrico

2. ilrendimentovolumetricopuòesseresuperioreauno?

a. no,mai

b. sì,intuttiimotori

c. sì,masoloneimotorisovralimentati

3. Nelpuntoincuilacoppiaerogatadaunmotoreèmassima:

a. èmassimoilrendimentovolumetrico

b. èmassimoilrendimentotermico

c. èmassimoilprodottotrailrendimentoter-micoequellovolumetrico

4. Neidiagrammidelladistribuzione(quidisegui-to),lafasediincrocioèparia:

a. 13°

b. 4°

c. 9°

scarico

PMS

PMI

C

9°

aspirazione

PMS

PMI

B

4°

5. Checosaèildiagrammadelladistribuzioneecomevengonovariatigliangolidiaperturaechiusuradellevalvole?

6. Perchéènecessarioritardarelachiusuradellavalvoladiaspirazione?

7. Checosasiintendeperincrocio?

8. Checosasiintendeperfunzionamentostabileeinstabilediunmotore?

9. Unavetturaaventepeso(massa)avuotoparia800kg,haunmotorecheerogaunacoppiamassimaparia85Nm;inprimamarciahaunrapportoditrasmissioneparia14,6emontapneumaticideltipo175/70R13aventiraggioparia287,6mm.

10. Considerandochelavetturadevesuperareunasalitaconunapendenzadel25%,calcolareilmassimopeso(compresoipasseggeri)chelavetturapuòcaricare.

11. Checosadeterminailcalodellapotenzaerogatadalmotoreaelevatiregimi?

12. Checos’èilvariatoredifaseecomefunziona?Comefunzionailvariatoredifaseapalette?

13. Checos’èilsistemaValVEtRoNiCequalicaratteristicheha?

14. Qualisonoivantaggieglisvantaggidell’aumentodelnumerodeicilindriinunmotore?

15. Qualisonoleforzecheostacolanoilmotodiunavettura?

16. Checosaoccorreconoscerepercalcolarelavelocitàmassimaraggiungibileteoricamentedaunavet-tura?

17. Checos’èilconsumospecifico?

18. Checosasignificaequilibrareunmotore?

19. Chedifferenzac’ètraequilibriostaticoedequilibriodinamico?

20. Conqualicriterivienedeterminatol’ordinediscoppiodeicilindri?

21. Checosasonoleforzediinerziaalternate?


117

5. Cherelazioneintercorretralacoppiaerogatadaunmotoreelasuapotenza?

a. C=2π Pn

b. P=2π Cn

c. C=2π P

6. datalacurvadellacoppiainfigura,inqualedeitrepuntisegnatiilmotorehaunfunzionamen-todinamicamentestabile?

a b c

a cb

n

C

7. Qualedeiseguentirendimentiinfluenzamenodeglialtrilaformadellacurvadellacoppia?

a. volumetrico

b. termico

c. meccanico

8. Qualedeimotorichepresentanolecurvedellecoppiecomequellenelletrefigurediseguitoèattualmenteirrealizzabile?

a b c

C

0 14.000 n

a

C

6000 n 14.000 n

b

C

0 6000 n

c

9. Uncavallodipotenzaequivalea:

a. 1kilowatt

b. 4186watt

c. 735watt

10. motoriingradodierogareunagrossapotenzaassolutadevonoavere:

a. angolidiaperturadellevalvoleampi

b. angolidiaperturadellevalvolebassi

c. angolidiaperturadellavalvoladiaspirazio-nealtieangolidiaperturadiquelladiscari-cobassi

11. imotoridaformulaunohanno:

a. regimi di rotazione compresi tra 2000 e10.000giri

b. regimi di rotazione compresi tra 1000 e15.000giri

c. regimi di rotazione compresi tra 8000 e18.000giri

12. Perraddoppiarelavelocitàmassimadiunavet-tura,occorrerebbeunmotore:

a. duevoltepiùpotente

b. quattrovoltepiùpotente

c. ottovoltepiùpotente

13. ilconsumospecificodiunmotoreèminimoa:

a. bassiregimi

b. inprossimitàdelregimedicoppiamassima

c. inprossimitàdelregimedipotenzamassima

14. ilconsumospecificosimisurain:

a. cavalli/litro

b. kilogrammiolitri/kilovattora

c. kilometri/litro


118

15. Qualitraleseguentiforzealternediinerziadi-pendonodalrapportotraraggiodimanovellaelunghezzadellabiella?

a. quelledelprimoordine

b. quelledelsecondoordine

c. entrambe

16. tratuttiitipidimotore,qualepresentalemag-giorivibrazionidovutealleforzealternediiner-ziadelsecondoordine?

a. monocilindrico

b. quattrocilindriinlinea

c. seicilindriinlinea

17. Comesipossonoequilibrareleforzealternediinerziadelsecondoordine?

a. coicontrappesisull’alberomotore

b. nonsipossonoeliminare

c. conicontroalberirotanti

18. ilvariatoredifaseinfiguraèdeltipo:

a. apalette

b. ValVEtRoNiC

c. alfaRomeo

19. lavalvolaafarfallaneimotoridotatidiValVE-tRoNiC:

a. servesoloincasodiemergenzaenelfunzio-namento normale rimane sempre comple-tamenteaperta

b. rimane parzialmente chiusa solo in avvia-mentoafreddo,poisiaprecompletamente

c. serve solo in casodi emergenzaenel fun-zionamentonormalesichiudedipochissimigradi

20. Sestacchiamol’elettrovalvolachemandal’olioinpressionealregolatoredifaseapalette:

a. l’anticipodiaperturadellavalvolasaràmas-simo

b. l’anticipodi aperturadella valvola saràmi-nimo

c. l’anticipo di apertura della valvola sarà ametàtrailminimoeilmassimo

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