degli studi di napoli “federico ii” soluzioni progettuali finalizzate alla ...

Maschette
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Albero motore
Nel caso di alberi assialmente compatti, come quelli dei motori boxer, le maschette si
riducono a piastre che collegano due perni. La giunzione tra maschetta e perno deve essere
rigorosamente raccordata per evitare rotture a fatica dell’albero dovuta ad effetti di intaglio.
Tipicamente i raggi di raccordo sono dimensionati per un valore pari al 5% del diametro del
perno corrispondente. Per motivi di peso le maschette vengono ampiamente smussate sugli
spigoli esterni, che non assorbono carichi.
Contrappesi
L’albero di un quattro cilindri boxer si presenta già equilibrato intorno al suo asse di
rotazione, che è quindi centrale d’inerzia. Tuttavia i costruttori di motori sono soliti dotare le
maschette di contrappesi di equilibratura (Fig. 7.3) non per ottenere un bilanciamento
complessivo, che l’albero già possiede, ma un bilanciamento locale all’interno delle singole
campate. La finalità di questa aggiunta è di ridurre i carichi sui cuscinetti di banco dovuti alle
forze d’inerzia.
Nel caso particolare di un motore in cui si ricerca il minimo peso è conveniente valutare
con attenzione l’eventualità di non prevedere queste appendici.
Se si confrontano i diagrammi dei carichi sui cuscinetti di banco con e senza contrappesi si
vede che, per un regime massimo di 5000 giri/min, l’assenza dei contrappesi porta ad un
abbattimento dei picchi di carico, perché durante lo sviluppo della combustione e la
successiva espansione, le forze d’inerzia si sottraggono alle spinte dovute ai gas. Fa eccezione
a questa regola il supporto centrale di banco, per il quale il picco più severo si ottiene nella
versione senza contrappesi.
Nelle fasi del ciclo lontane dall’espansione, il carico è inferiore nella versione con
contrappesi. Non è il caso di considerare regimi inferiori a quelli massimo perché le forze
d’inerzia crescono col quadrato della velocità di rotazione, quindi non sono rilevanti ai bassi
regimi.
Da questa analisi si può dedurre che l’assenza dei contrappesi riduce il massimo carico
istantaneo sul cuscinetto, e conseguentemente il suo dimensionamento, ma ne aumenta il
valore medio e quindi l’energia da dissipare attraverso il lubrificante.
Nel caso del motore allo studio è senz’altro conveniente non prevedere i contrappesi per
poter adottare cuscinetti più piccoli e non si teme il riscaldamento dei cuscinetti di
strisciamento perché il motore sarà installato con un apposito radiatore di raffreddamento olio.
Inoltre la soluzione senza contrappesi consente un risparmio netto di peso pari a circa 3 daN,