La sovralimentazione in alcuni motori per autoveicoli con una breve descrizione

La sovralimentazione nei motori di alcune autovetture è usata per far aumentare la potenza di questi motori senza dover incrementarne la cilindrata, riuscendo a far questo senza dover raggiungere dei regimi di rotazione molto elevati. Per avere la sovralimentazione si adotta un dispositivo particolare che viene di solito chiamato compressore, in grado di inviare ai cilindri aria (o miscela aria-benzina) con una pressione superiore a quella atmosferica. In questo modo ad ogni fase di aspirazione in ciascun cilindro viene introdotta una quantità di aria e quindi di carburante, nettamente superiore a quella che potrebbe entrare se non venisse impiegato alcun compressore, ovverosia se il motore respirasse a pressione atmosferica. Di conseguenza ad ogni fase utile viene liberata una maggiore quantità di calore e quindi la stessa fase utile del motore garantisce un miglior rendimento energetico. La coppia motrice è più alta e la potenza, allo stesso regime di rotazione, risulta nettamente più elevata rispetto a quella che si ha nella versione aspirata, cioè senza compressore dello stesso motore. In altri termini si può dire che la pressione media che agisce sul pistone durante la fase di espansione è più alta, dunque poiché la potenza è direttamente proporzionale al prodotto tra la PME (cliccate per leggere una breve descrizione) e il regime di rotazione, risulta nettamente più alta. Nei motori a ciclo Otto sovralimentati occorre adottare rapporti di compressione piuttosto limitati onde evitare il rischio della detonazione. Nei motori Diesel ovviamente questo problema non esiste. Anche su di essi però, se la pressione di sovralimentazione è elevata si abbassa in genere il rapporto di compressione, al fine di ridurre le sollecitazioni meccaniche. L'adozione della sovralimentazione determina anche un incremento del carico termico al quale sono sottoposti organi come i pistoni, le valvole di scarico etc. di conseguenza, per portare a valori accettabili le sollecitazioni, si ricorre a dei particolari materiali più moderni e sofisticati, di quelli che vengono impiegati negli stessi motori di versione aspirata e si adottano particolari soluzioni come il raffreddamento del cielo dei pistoni per mezzo di getti di olio o altro.

La sigla PME per i motori – termine

Con la sigla PME, viene indicata la pressione media effettiva di un motore, cioè quella pressione teorica di valore costante che, se agisse sul pistone per tutta la fase di espansione, determinerebbe l'erogazione di una potenza esattamente uguale a quella che il motore effettivamente produce (ma con una pressione che varia continuamente durante questa fase).

Si tratta di un parametro semplice da calcolare e molto utile (la potenza è direttamente proporzionale al prodotto della PME per il regime di rotazione). La curva della PME ha esattamente lo stesso andamento di quella di coppia. La PME, che è proporzionale al prodotto tra rendimento termico, rendimento meccanico e rendimento volumetrico è un parametro assai indicativo perché fornisce utili informazioni sull'efficienza complessiva del motore in questione e sulle sollecitazioni termiche alle quali sono sottoposti gli organi come per esempio i pistoni, le valvole di scarico e altri organi ancora. Nei motori del tipo con sovralimentazione (cliccate per leggere una semplice descrizione del termine), la PME è molto più alta di quella che si ha nei motori aspirati. Proprio per questo motivo a parità di regime di rotazione e di cilindrata, i primi tipi cioè quelli sovralimentati sono in grado di erogare una potenza assai più elevata dei motori aspirati, con un grande vantaggio sulle prestazioni finali.

Gli alettoni dei veicoli – semplice descrizione

Quando si parla di alettoni in campo automobilistico, si intende parlando con semplici parole di una sorta di appendice o un elemento aerodinamico con profilo alare che può essere fisso o mobile. Sotto vediamo un alettone che viene montato posteriormente e esternamente sul veicolo.

L'alettone viene applicato alla carrozzeria esterna di un veicolo e serve a generare un forte carico aerodinamico indirizzato verso il basso. Questa spinta generata verso il basso dall'alettone serve a dare più stabilità alle alte velocità e soprattutto più motricità alle ruote del veicolo. Il principio fisico di questi alettoni per auto è esattamente lo stesso di quello utilizzato negli alettoni di aerei, soltanto che viene utilizzato in modo opposto attraverso la forma e l'uso degli elementi che lo costituiscono. Mentre negli aerei gli alettoni servono soprattutto a farli sostenere in volo, nelle autovetture servono a spingerli verso terra, dandogli molta più aderenza e stabilità.

Si può fare un semplice esempio per capire meglio il principio degli alettoni. Infatti chissà quanti di noi quando viaggiamo in auto come passeggeri magari in autostrada a velocità sostenute con i finestrini abbassati abbiamo cercato di mettere una mano aperta e ben distesa fuori cercando di muoverla verso il basso o verso l'alto. Ebbene facendo questo semplice gioco molto divertente, notiamo subito che in base alle inclinazioni che diamo alla nostra mano, questa viene subito spinta da una importante forza (data dal flusso di aria che scorre) o verso l'alto o verso il basso. Ecco come funzionano gli alettoni.

Il camber nelle ruote – termine motoristico

Il Camber nelle autovetture.

Ricordo che quando ero piccolo non riuscivo a capire perché alcune auto sportive, specie quelle con le “ruote scoperte” come in Formula uno avessero quelle “strane” ruote anteriori, molto storte. Da perfetto ignorante che ero (e che sono tutt'ora) pensavo addirittura che fossero state tutte montate in modo sbagliato, con i relativi insulti che partivano per quei poverini di meccanici, compresi quelli della mia amata Ferrari.

Ebbene adesso forse sono riuscito a capire che esiste un preciso termine motoristico che spiega questa situazione delle ruote “storte” e questo termine che è di origine anglosassone è “camber”. Il camber che in lingua italiana possiamo tradurre come campanatura, ci indica quell'angolo particolare tra l'asse verticale della ruota e l'asse del piano di mezzeria della ruota stessa (che può essere il terreno dove poggia). Questo angolo può essere notato e misurato osservando il veicolo dal davanti con le ruote in posizione di marcia rettilinea. Sopra vediamo uno disegno per farci capire meglio il camber, che abbiamo preso sul sito di:

http://www.hobbymedia.it/30833/setup-automodellismo-ackermann-convergenza-caster-camber-e-drop-sabattinicars

Ovviamente le due ruote dello stesso asse devono avere il medesimo angolo di camber, che a seconda dell'inclinazione viene considerato positivo se le due ruote hanno la parte superiore inclinata verso l'esterno, mentre negativa se le ruote hanno la parte inferiore verso l'esterno. Di solito specialmente in gare come la Formula uno (a lato vediamo una delle Red Bull), possiamo vedere che viene usato spesso un angolo di camber negativo nelle ruote anteriori, che ci fa vedere le monoposto con quelle ruote “storte” di cui parlavo prima. Dando un particolare angolo di camber nelle ruote davanti di una monoposto per esempio, serve soprattutto a stabilire un uso ottimale per quanto riguarda la superficie della ruota che aderisce alla strada e, a contrastare meglio tutte quelle forze fisiche che intervengono alle alte velocità, soprattutto nelle curve di un circuito e che deformano, alterano e alla fine usurano le ruote, visto anche che il pneumatico delle stesse è molto flessibile e elastico. Quindi spesso un angolo di camber azzeccato delle ruote, può significare una buona gestione e una usura minore delle stesse e quindi una possibile vittoria.

La batteria delle nostre auto con parole semplici

Penso che chiunque di noi, possessori di una patente di guida conosca il termine “batteria” associato alle nostre belle autovetture che guidiamo giornalmente. Conosciamo la batteria dell'auto anche perché a qualcuno di noi forse ci ha lasciato a piedi, nel senso che la nostra macchina una mattina non ne vuole sentire proprio di accendersi e, il nostro meccanico di fiducia presume che può essere un difetto della batteria.

La normale e classica batteria al piombo delle autovetture di serie.

Comunque con il termine di batteria auto (quella per intenderci tipica al piombo, standard), si intende quel componente elettrico della nostra auto che si può considerare come una sorta di vero e proprio serbatoio di energia elettrica, in grado di fornire e di incamerare corrente continua nell'auto grazie ad una serie di reazioni chimiche che avvengono nel suo interno. Una normale batteria per auto è costituita di solito da un involucro nel quale sono ricavati più elementi, che possono essere per esempio in numero di sei se la tensione nominale è di 12 Volt. In ognuno di questi elementi vengono alloggiate delle piastre di metallo positive che si alternano a piastre negative immerse in una soluzione di acqua distillata e acido solforico. Quando la batteria fornisce corrente elettrica, la percentuale di acido solforico nel liquido elettrolitico diminuisce e sulle piastre si deposita uno strato di solfato di piombo. Allorché alla batteria viene fornita corrente elettrica, le reazioni chimiche avvengono in senso opposto e la quantità di acido solforico aumenta. Sulle piastre positive si forma ossido di piombo e su quelle negative piombo metallico. Le batterie che troviamo sulle nostre macchine di norma sono a 12 Volt, mentre la capacità diciamo del “serbatoio” di una batteria, ci viene indicata in Ampere/ora che è invece molto variabile. In queste batterie al piombo negli anni passati, di solito si doveva anche fare una sorta di manutenzione aggiungendo del liquido (acqua distillata) per portarlo ad un livello ottimale per il funzionamento. Questa sopra descritta è il funzionamento di una normale batteria al piombo che è stata e che ancora viene utilizzata nei veicoli e auto di serie, le quali oggi possono essere acquistate senza che abbiano bisogno di nessuna manutenzione. Oggi nell'era ultra-moderna dei computer e di internet oltre che della telefonia mobile, si sono fatti grandi passi avanti nel campo delle tecnologie, compreso quello dei componenti meccanici ed elettrici per le auto. In campo automobilistico infatti vi è anche la corsa da parte delle più prestigiose Case-automobilistiche del mondo per la ricerca e la progettazione di nuove auto elettriche per il futuro prossimo (per combattere soprattutto il problema dell'inquinamento e del petrolio che prima o poi dovrà finire nel mondo) e si stanno trovando delle soluzioni nuove e molto moderne. Per esempio le batterie al litio, che sono proprio come quelle che conosciamo dei nostri cellulari o dei nostri computer portatili, anche se ancora i prezzi di queste future batterie sono abbastanza alti, ma questo è un altro discorso...

Il fusibile nelle auto

Generalmente il fusibile (qui vedete un immagine di fusibili per auto) è un elemento usato in elettronica e negli impianti elettrici come una sorta di protezione per i circuiti elettrici. Come sappiamo anche le nostre autovetture sono realizzate anche con degli impianti elettrici che servono per vari motivi (luci, strumentazione etc.) e che sono alimentati dalla batteria. Il fusibile è realizzato in modo tale che se in un circuito elettrico vi è un passaggio di flusso di corrente eccessivo, la piccola lamina o il filamento del componente fusibile in cui passa la corrente si fonda immediatamente, interrompendo l'alimentazione della stessa e salvando il tutto da danni molto più seri.

Il consiglio è quello di cambiare il nuovo fusibile soltanto dopo aver accertato e magari risolto le cause dell'aumento di flusso di corrente.

Il fuorigiri dei motori delle auto

Quanto volte ricordando il passato e gli anni Ottanta, con gli amici e le nostre prime belle macchinette quali per esempio le “mitiche” Fiat 126, le 500 o ancora le potentissime (per il tempo) Abarth 112 correndo spensierati tra le strade dei nostri paesi tra le tante sfide e le prove di velocità che oggi vedremmo come irresponsabili, scalando le varie marce sui tornanti magari al suono delle bellissime “doppiette” con tacco e punta del piede prendevamo anche dei sonori e bruttissimi “fuorigiri”, che valevano una grande brutta figura davanti a tutti.

Il fuorigiri del motore.

Quando il motore raggiunge un regime di rotazione superiore a quello di potenza massima, si dice normalmente che il motore funziona in fuorigiri. Di solito nelle autovetture possiamo trovare in dotazione il contagiri, cioè un importante strumento inserito nel cruscotto, di solito accanto al contachilometri che ci indica attraverso una lancetta (può essere anche digitale) esattamente i giri che fa il motore quando questo è acceso. Nel contagiri, questa particolare zona al di fuori del campo di utilizzazione normale viene indicata con un settore colorato di rosso o di arancio, che sta ad indicare che è meglio non arrivarci mai con l'indicatore. Il consiglio che qualunque meccanico da è quello di cercare il più possibile di evitare il suddetto fuorigiri. Un esempio tipico del fuorigiri è quando nell'inserire con il cambio della nostra autovettura una marcia alta o magari quando scaliamo le stesse, sbagliamo e al suo posto troviamo il “folle” andando poi a dare una bella accelerata convinti che abbiamo la marcia inserita, sentendo quel brutto rumore di motore al massimo, appunto il fuorigiri. In questo modo poteva accadere che le valvole potevano “sfarfallare” facendo verificare seri problemi meccanici al motore. In alcuni casi esistono dei limitatori di giri che evitano che il motore anche “tirando” al massimo una marcia possa raggiungere un fuorigiri di quelli seri che mettono KO la nostra autovettura.

Un saluto.

Arriva dall'Olanda il Pal-V One a metà tra un auto e un elicottero

Ragazzi ormai non ci meravigliamo più di nulla su dove può arrivare la moderna tecnologia unite alle idee dell'uomo. Infatti girando sul web alla ricerca di stranezze varie che avessero un motore e qualche ruota, ho scoperto che dall'Olanda alcuni ingegneri hanno annunciato il primo volo sperimentale di un mezzo “ibrido”, il Pal-V one che sta a metà tra una macchina e un elicottero. Il Girocottero (come qualcuno lo chiama già) sembra che funziona davvero e quando sarà messo in vendita farà la fortuna per i fortunati possessori, che potranno “letteralmente” volare sugli ingorghi e le lunghe file del traffico. É davvero un mezzo simpatico e innovativo, che si può usare come una normale auto, ma quando si vuole attraverso l'uscita delle pale rotanti si può anche volare. Voi che ne dite è arrivata l'era dell'auto volante o no?!

Sotto vedete il video su You Tube! Con alcune immagini di questa futuristica macchina volante in azione.

Trovate altri articoli su i Strani mezzi tecnologici in questo blog cercando "curiosità" nella colonna a lato, mentre se vi va di leggere di altri prototipi di velivoli del futuro leggete l'articolo Il sogno di volare e i mezzi del futuro. 

Un saluto.

Il filtro dell'aria dei motori

Il filtro dell'aria è un componente importante nei motori dei nostri autoveicoli.

Il filtro dell'aria viene impiegato in moltissimi motori, escludendo quelli sportivi o da competizione che usano altri dispositivi, e serve per evitare che insieme all'aria, entrino nei cilindri delle particelle estranee che possono arrecare danni più o meno gravi. Alcune di queste particelle che si trovano nell'aria, possono essere molto abrasive e quindi pericolose per il motore. Per fare un specie di paragone, possiamo pensare a quando noi ci mettiamo una mascherina sulla bocca e sul naso, per evitare microbi o un qualche contagio attraverso l'aria che respiriamo. Ecco il filtro dell'aria è una mascherina per il motore. Di norma, in campo automobilistico vengono utilizzati dei filtri in carta, realizzati con una particolare carta trattata chimicamente. Esistono anche dei filtri in spugna poliuretanica utilizzati nei motocicli e quelli in tessuto. È importante utilizzare filtri dell'aria di carta di ottima fattura, visto che i migliori dotati di un elevato potere di accumulo continuano a lavorare bene anche dopo aver raccolto una grande quantità di polvere e particelle. Questi tipi di filtri in carta, vengono realizzati attraverso delle fitte e numerose pieghe della speciale carta, come quelle che vediamo in una fisarmonica. In questo modo, si può disporre di una grande superficie di accumulo ma con un volume esterno complessivamente che non prende molto spazio. I filtri dell'aria, sono inseriti all'interno di apposite scatole che svolgono anche la funzione di silenziatori della aspirazione e che in alcuni casi, sono conformate in modo da costituire veri e propri polmoni di aspirazione.

Durante un controllo o una messa a punto della nostra auto, il nostro meccanico di fiducia tra le altre cose controlla ed eventualmente cambia anche il filtro dell'aria.

Il filtro dell'olio nei motori

Il filtro dell'olio è un componente indispensabile per un motore.

Il lubrificante (olio) che circola all'interno di un motore deve arrivare ai vari organi meccanici, alcuni dei quali sono particolarmente critici e delicati. Questi non devono avere assolutamente la minima traccia di particelle estranee o impurità per il loro funzionamento ottimale. Queste particelle, anche se di dimensioni estremamente ridotte, possono causare danneggiamenti alle superfici di lavoro dei componenti e possono dar luogo ad una rapida usura, con conseguenze anche abbastanza gravi. Per trattenere le particelle estranee, tutti i circuiti di lubrificazione dei motori automobilistici sono dotati di un filtro d'olio denominato a “cartuccia”, al quale va ad aggiungersi un filtro a reticella, che ha il compito di trattenere le impurità più grossolane, collocato in corrispondenza del dispositivo che attraverso una pompa, aspira l'olio dalla coppa. Il filtro a cartuccia, che di norma viene fissato nella parte esterna del basamento in modo da poter essere facilmente sostituito, è collocato lungo il circuito, subito a valle della pompa. In certi casi, viene utilizzato un filtro centrifugo, all'interno del quale le particelle estranee vanno a raccogliersi nella zona circonferenziale (grazie proprio all'effetto della forza centrifuga). Durante un controllo o una messa a punto della nostra autovettura, il nostro meccanico di fiducia tra le altre cose, controlla e eventualmente cambia anche il filtro dell'olio.

Albero di trasmissione e scatola ponte nei veicoli – breve descrizione

Con il termine di Albero di trasmissione si intende un importante componente meccanico che ha la funzione di collegare la parte finale o uscita del cambio con la scatola ponte (vedi sotto quest'ultima), in modo da trasmettere l'energia del motore per far ruotare le ruote posteriori. Infatti questo succede in alcuni tipi di veicoli, che hanno la trazione posteriore mentre il motore è anteriore.

Di solito, l'albero di trasmissione è costituito da un albero di forma tubolare dotato di alcuni giunti cardanici, che sono posizionati ad una o ad entrambi le estremità dell'albero stesso. A volte l'albero di trasmissione è costituito da due parti distinte opportunamente collegate tra di loro e in molti casi, viene appoggiato su dei supporti intermedi. Per poter compensare le variazioni che si possono avere tra la distanza dell'uscita del cambio e la scatola ponte che si verificano durante l'escursione verticale della sospensione, si impiega un tipo di giunto scanalato, che consente degli scorrimenti assiali tra le due parti da esso collegate. In alcune vetture come per esempio quelle integrali, possono venire impiegati due alberi di trasmissione, per esempio per collegare l'uscita del ripartitore centrale ai due differenziali trasversali (anteriore e posteriore).

La scatola ponte – termine

Con questo termine nelle vetture con motore anteriore e trazione posteriore si indica la scatola all'interno della quale sono alloggiati il differenziale e la coppia conica della riduzione finale. Tipicamente la scatola ponte è quella impiegata in unione a una sospensione posteriore ad assale rigido ed è quindi dotata di due bracci all'interno dei quali sono alloggiati i due semialberi.

Il cambio meccanico tradizionale nei veicoli a motore – breve descrizione

Il cambio è uno dei dispositivi meccanici più importanti in un veicolo a motore. Per consentire la moltiplicazione della coppia erogata da un motore e per adeguare la velocità di rotazione di quest'ultimo a quella delle ruote (in modo da poter disporre di elevate potenze anche a velocità di avanzamento piuttosto basse), si deve utilizzare un dispositivo che consente di variare il rapporto di trasmissione. Questo dispositivo nella grande maggioranza delle autovetture è proprio il nostro cambio di velocità, del tipo a comando meccanico, che consente al guidatore di poter scegliere a seconda delle condizioni di impiego del veicolo tra differenti rapporti (o marce, come normalmente li chiamiamo noi). Il numero delle “marce, può variare da quattro a sei, anche se le auto di serie per la maggior parte usano un cambio a cinque marce. I cambi possono essere del tipo “in cascata”, questo nel caso sia dotato di due alberi non coassiali, oppure del tipo con “presa diretta”. In quest'ultimo caso, si trovano un albero di entrata, un albero ausiliario e un albero di uscita (coassiale a quello di entrata). Sugli alberi in questione, sono installati degli ingranaggi in presa, a due a due tra di loro. Per ognuna di queste coppie, vi è un solo ingranaggio solidale all'albero sul quale è installato. L'altro ruota in “folle” o a vuoto per capirci meglio sul proprio albero, al quale viene reso solidale, allorché si innesta la marcia corrispondente ai due ingranaggi in questione, da un manicotto scorrevole (con denti di innesto frontali) costretto da uno accoppiamento scanalato a ruotare insieme all'albero stesso. Lo spostamento dei manicotti di innesto delle marce (i quali sono sempre muniti di sincronizzatori), si ottiene per mezzo di apposite forcelle collegate da un sistema di aste alla leva di comando del cambio, che viene manovrato dalla mano del guidatore. Quando si innesta la marcia corrispondente alla presa diretta, l'albero di entrata diventa solidale con l'albero di uscita. Tutti questi componenti qui descritti, sono alloggiati all'interno di una scatola in lega leggera, che di norma viene fissata mediante una serie di viti al basamento del motore. Gli alberi del cambio, sono supportati da cuscinetti a rotolamento. Molto importante è la lubrificazione del cambio. Infatti una quantità di olio contenuta nella parte inferiore della scatola del cambio, provvede a lubrificare tutte le parti interne dello stesso. La mancanza di olio nel cambio e tra le sue parti, porta a spiacevoli problemi, con danni elevati.

Esistono altri tipi di cambio come quello automatico, ma anche altri tecnologicamente molto avanzati (sequenziale), sperimentati e studiati per gli sport motoristici come la Formula Uno è poi impiegati anche nelle autovetture di serie.

L' albero dello sterzo e la scatola guida – termini dei motori

L'albero dello sterzo.

L'albero dello sterzo, conosciuto anche col nome di piantone dello sterzo è un componente meccanico degli autoveicoli, costituito quasi sempre da due o più parti unite tra loro mediante alcuni giunti, che fanno parte di quel sistema (volante, scatola guida e albero dello sterzo) che serve a far girare le ruote anteriori e quindi a dare direzionalità ai nostri veicoli. In parole molto semplici, questo componente collega il volante alla scatola guida dell'autovettura.

Negli ultimi tempi, soprattutto per motivi di sicurezza alla guida, in molti casi uno di questi elementi che compongono l'albero dello sterzo, è realizzato in modo da cedere in caso di urti frontali di una certa forza. Questo cedimento “voluto” dai progettisti in caso di incidente grave, è riuscito a far diminuire di molto i morti sulle strade, visto che molte cause di morte, erano dovute non all'urto vero e proprio, ma all'unico componente di cui era fatto l'albero dello sterzo in passato, che con l'urto diventava una vera e propria lancia metallica conficcata nel torace dei poveri malcapitati, portando gravissime conseguenze ai guidatori.

La scatola guida.

Con il termine di scatola guida, intendiamo quel dispositivo che trasforma il movimento di rotazione dell'albero dello sterzo nel movimento rettilineo di un asta dentata, alla cui estremità è collegata la tiranteria che provvede a sterzare le ruote, oppure nel movimento di una leva fulcrata (pure essa collegata alla tiranteria di sterzo).

Il termine dell'albero a camme nei motori

Nei motori che noi conosciamo come del tipo a quattro tempi, il movimento delle valvole viene comandato da una serie di eccentrici (il termine eccentrico è un sinonimo di camma) dei quali è dotato l'albero a camme, che è il nostro componente meccanico di questo breve articolo. In parole semplicissime per fare capire meglio, l'albero a camme durante le sue rotazioni, riesce attraverso i suoi “eccentrici” che non sono altro che quelle piccole “protuberanze” che vediamo su di esso disposte in modo preciso dopo vari calcoli effettuati dai progettisti del motore, riesce a far chiudere o alzare le valvole del motore nei tempi e nei modi previsti dal progetto.

L'albero a camme, ruota con una velocità dimezzata rispetto ad un altro importante componente del motore che è l'albero a gomiti, dal quale viene azionato grazie all'uso di cinghie dentate, di catene o di ingranaggi. Perché il movimento delle valvole abbia luogo secondo le modalità previste in fase di progettazione, ovverosia perché ciascuna di esse inizi ad aprirsi e finisca di chiudersi nei momenti prefissati dagli ingegneri progettisti, l'albero a camme deve essere correttamente fasato (tarato) rispetto all'albero a gomiti. Gli alberi a camme, che di norma poggiano su dei cuscinetti a strisciamento (sovente integrali con i supporti), possono essere realizzati in acciaio o in ghisa (in questo secondo caso sono ottenuti per fusione). Le superfici di lavoro degli eccentrici debbono possedere una elevata durezza e durante il funzionamento debbono venire convenientemente lubrificate. L'albero a camme può essere disposto nel basamento e in tal caso aziona le valvole per mezzo di punterie, aste e bilancieri. Nella maggior parte dei motori moderni, però l'albero a camme è alloggiato nella testata (distribuzione monoalbero) e comanda le valvole agendo su punterie a bicchiere oppure su bilancieri (che a seconda dei casi possono essere a dito o con due bracci). Nei motori con prestazioni molto elevate si impiegano spesso due alberi a camme in testa (distribuzione bialbero) che comandano le valvole per mezzo di punterie a bicchiere o di bilancieri a dito.

Vedere albero a gomiti su questo stesso blog.

L'albero a gomiti – descrizione del termine

Con il termine di albero a gomiti, detto anche “albero motore” o meno frequentemente collo d'oca, intendiamo un organo meccanico rotante, dotato di una serie di manovelle che per mezzo delle quali il movimento delle bielle viene inviato alla presa di forza, cioè il volano.

Gli alberi a gomito vengono realizzati in acciaio (per fucinatura) oppure in ghisa a a grafite sferoidale (per fusione) e sono dotati di una serie di perni di banco perfettamente coassiali che poggiano, tramite interposizione di cuscinetti a guscio sottile, sugli appositi supporti dei quali è dotato il basamento. I perni di manovella, ai quali sono collegate (anche in questo caso con interposizione di cuscinetti a strisciamento) le bielle, sono uniti ai perni di banco dai bracci di manovella. Per poter ruotare senza dar luogo a inammissibili vibrazioni, l'albero a gomiti deve essere accuratamente equilibrato. A tal fine, si impiegano dei contrappesi ricavati unitamente ai bracci di manovella, dalla parte opposta ai perni di biella. L'insieme braccio di manovella più contrappeso viene anche definito “maschetta”. L'impiego di perni di banco e di biella di rilevante diametro, unitamente all'adozione di corse piuttosto contenute, consente di ottenere alberi dotati di grande rigidità grazie al “ricoprimento” che si può avere tra i perni stessi. La disposizione dei perni di manovella è legata al numero dei cilindri e all'architettura del motore. Sovente nei motori a V, su ogni perno di manovella lavorano affiancate due bielle. I perni dell'albero debbono essere dotati di una elevata durezza e presentare una rugosità superficiale estremamente ridotta. Essi sono uniti agli spallamenti (ovverosia ai bracci di manovella) mediante adeguati raggi di raccordo oppure mediante rullatura. L'albero a gomito è di norma attraversato da una serie di canalizzazioni interne che hanno la funzione di far arrivare l'olio in pressione dai cuscinetti di banco ai cuscinetti di biella. I margini dei fori di queste canalizzazioni, devono essere accuratamente svasati. A una estremità dell'albero a gomiti è fissato il volano (al quale è vincolato il complessivo della frizione), mentre alla estremità opposta sono usualmente piazzati il pignone o la puleggia dentata di comando della distribuzione e la puleggia per la cinghia che comanda i dispositivi accessori.

L' albero ausiliario di equilibratura – termine dei motori

L'albero ausiliario di equilibratura, è un organo meccanico impiegato in alcuni motori per eliminare delle vibrazioni molto fastidiose per gli occupanti dell'autovettura.

In certi casi gli alberi ausiliari di equilibratura, sempre dotati di una o più masse eccentriche, sono due, contro rotanti. È questa la soluzione tipicamente utilizzata in alcuni motori a quattro cilindri in linea per vetture di classe elevata. Per l'azionamento di questi alberi ausiliari, che debbono essere accuratamente fasati, si ricorre ad ingranaggi o a cinghie dentate. Le architetture motoristiche che più tipicamente richiedono questi “equilibratori dinamici” sono quella a due cilindri in linea e quella a un solo cilindro (soluzione non impiegata in campo automobilistico). Le vibrazioni che questi alberi eliminano possono essere dovute alle forze d'inerzia del primo o del secondo ordine o anche a coppie perturbatrici. Quando si impiegano due equilibratori dinamici, essi di norma vengono installati in appositi alloggiamenti praticati ai lati opposti del basamento.

L' aerodinamica – breve descrizione del termine

Nelle moderne automobili, lo studio dell'aerodinamica del corpo vettura è di importanza fondamentale poiché influenza grandemente sia i consumi che il comportamento su strada del veicolo alle alte velocità. Pensiamo che un auto deve fendere l'aria, incontrando la minore resistenza possibile; di conseguenza si rivela essenziale, una volta determinata la sezione maestra, la realizzazione della più vantaggiosa profilatura aerodinamica (che è legata essenzialmente alla forma del veicolo). La facilità con la quale l'auto penetra nell'aria viene indicata dal prodotto tra la sezione maestra e il Cx, cioè il coefficiente di resistenza aerodinamica.

Oltre alla forma complessiva della carrozzeria della vettura, ai fini della aerodinamica si devono tenere in considerazione perché hanno una grande importanza anche altri dettagli, come per esempio gli specchietti retrovisori, i portapacchi, le maniglie, le modanature o altre eventuali appendici. La resistenza aerodinamica all'avanzamento non varia in maniera lineare con la velocità ma cresce in misura via via più grande dell'aumento di quest'ultima, cioè essa segue, in altre parole una legge esponenziale. L' aerodinamica di una autovettura influenza in misura molto sensibile anche il comportamento su strada alle alte velocità. La cosa è perfettamente comprensibile se si pensa che, a velocità relativamente ridotte, le forze aerodinamiche sono in grado di dare origine a una portanza che consente agli aerei di decollare. In molti casi, per evitare che gli effetti di portanza possano dare origine ad indesiderabili alleggerimenti dell'avantreno o del retrotreno, alle alte velocità, si adottano delle appendici aerodinamiche denominate a seconda dei casi, spoiler, musetti o alettoni. Quante volte abbiamo seguito una gara di Formula uno e abbiamo visto gli alettoni posteriori o i musetti anteriori dei bolidi in pista. Questi, appositamente studiati al millimetro, e con le giuste inclinazioni, servono proprio per consentire alle ruote posteriori di trasmettere a terra tutta la potenza disponibile dei motori, senza avere influssi o reazioni negative, ed avere la migliore penetrazione nell'aria. L'aerodinamica, si studia anche per un uso interno, cioè per esempio nel vano motore, dove vengono studiati i condotti o i sistemi di aspirazioni e di scarico migliori o altre parti importanti interne. Per progettare le carrozzerie delle autovetture moderne, ormai si usano potenti computer con software che riescono a calcolare tutti i valori giusti. Per la messa a punto finale della aerodinamica, molte industrie si servono di moderne gallerie del vento, dapprima lavorando su dei modellini o pezzi di modello, e dopo con l'autovettura finita.

Acciaio termine dei motori

Con il termine “acciaio” si indica un gruppo di materiali metallici costituiti da ferro mescolato con piccole e precise quantità di carbonio, e eventualmente di vari altri elementi del tipo “leganti”, come sono il cromo, il molibdeno, il vanadio, il silicio, il nichel ed altri ancora.

Bastano piccole differenze nella quantità di questi elementi per impartire agli acciai caratteristiche meccaniche assai diverse tra loro. Gli acciai trovano larghissimo impiego in tutte le costruzioni automobilistiche sia a livello di motore e trasmissione, che al livello di sospensioni e scocca. Si tratta di materiali dalle ottime caratteristiche meccaniche, come l'elevata resistenza a trazione, notevole durezza, etc. che praticamente risultano insostituibili nella maggior parte delle applicazioni moderne. Per esempio, sono fatti di acciaio gli ingranaggi, gli spinotti, le valvole, gli alberi di trasmissione, i cuscinetti a rotolamento, i pannelli della scocca, e tantissimi altri componenti. I componenti di acciaio, vengono tipicamente ottenuti per fucinatura (deformazione plastica a caldo). Gli acciai sono tenaci e dotati di elevate robustezza. Per esaltare le loro caratteristiche sono stati messi a punto particolari cicli di trattamento sia termici che termochimici.

Il termine ABS dei motori

Con la sigla ABS, che in lingua inglese sta ad indicare “Antilock Braking System” e quindi tradotto in italiano all'incirca Sistema di antibloccaggio delle ruote, si indica un sistema controllato da una moderna centralina elettronica per mezzo della quale, in qualunque situazione, si impedisce che una o più ruote della vettura possano bloccarsi nel momento della frenata. L'ABS, costituisce un grande e importante contributo per la sicurezza di guida e si rivela di eccezionale utilità in situazioni critiche, come possono essere le frenate di emergenza o improvvise su fondi stradali accidentali, con ridotti coefficienti di attrito (per esempio quelli con acqua, fango o neve). Il sistema ABS, entra in funzione anche in presenza di differenti condizioni di aderenza sui due lati della vettura. Oggi esistono diverse versioni di ABS, molto sofisticati anche, ma lo schema base, secondo il quale essi funzionano e vengono realizzati, è sempre lo stesso.

La centralina elettronica di gestione del sistema, viene informata da una serie di sensori (si impiegano più ruote foniche) in merito alle velocità istantanee delle diverse ruote della vettura. Essa può confrontarle tra di loro, calcolare la decelerazione di ciascuna ruota e valutarne quindi la eventuale tendenza a bloccarsi. In questo ultimo caso, la centralina interviene immediatamente e, tramite un apposito gruppo di valvole di controllo, riduce la pressione nel circuito frenante collegato alla ruota in questione. Viene così evitato ogni rischio di bloccaggio e la centralina stessa provvede a ristabilire la pressione non appena il problema è stato eliminato. Il ciclo “riduzione-mantenimento-ripristino della pressione”, viene ripetuto più volte ogni singolo secondo e consente nelle frenate di emergenza, di mantenere sempre tutte le ruote nel campo di slittamento che assicura la frenata ottimale e quindi gli spazi di arresto minori. L'ABS è stata una delle trovate geniali più importanti per la nostra sicurezza a bordo delle nostre autovetture oltre che per i pedoni in strada ed ormai ai nostri giorni, questo sistema viene montato di serie in quasi tutte le autovetture, come per esempio le “utilitarie”.

Il termine Accoppiamento scanalato nei motori

L'accoppiamento scanalato, è un termine al quale si ricorre quando si vuole rendere solidale nella rotazione l'elemento conduttore (di norma si tratta di un albero) e l'elemento condotto (manicotto, ingranaggi, etc.) pur consentendo loro una certa libertà di movimento assiale.

Tipici impieghi degli accoppiamenti scanalati si hanno all'interno del cambio (i manicotti di innesto delle marce con i relativi sincronizzatori possono così scorrere sugli alberi), negli alberi di trasmissione, nei semialberi, etc.