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Albero a Camme

- L’albero a camme e’ un organo della distrubuzione dotato di eccentrici (tanti quante sono le valvole), il cui profilo determina la posizione delle valvole in ogni preciso momento del ciclo a 4 tempi,  Nel caso della 500,  il moto e’ trasmesso dall’albero motore tramite una catena che collega i due rocchetti calettati su entrambi gli alberi. Il numero dei denti dell’ingranaggio condotto (cammes) e’ il doppio di quello calettato sull’albero motore, in quanto la sua velocita’ deve risultare la meta’. Il profilo delle camme ha dunque il compito di far aprire e chiudere le valvole in modo piu’ o meno graduale. E’ importante però iniziare ogni apertura con un certo anticipo (rispetto ai punti morti) in modo da poter sfruttare la massima alzata delle valvole al momento opportuno; infatti piccoli tempi di apertura della valvola non consentono grossi rendimenti, è quindi necessario studiare un diagramma della distribuzione adeguato al tipo di prestazioni che si desiderano dal motore che si sta progettando.

- Diagramma della distribuzione Prendiamo in esame l’ albero a camme della 500 F con diagramma 25°/51° 74°/12°; gli angoli si riferiscono alle distanze angolari rispetto ai punti morti e quindi: I primi due valori si riferiscono all'aspirazione e significano che la valvola di aspirazione si apre 25° prima del punto morto superiore (pms) e si chiude 51° dopo il punto morto inferiore (pmi); con la loro somma + 180° otteniamo la durata della fase di aspirazione in gradi (25°+51°+180°= 256°). Gli altri due valori significano che la valvola di scarico si apre 74° prima del pmi e si chiude 12° dopo il pms; la loro somma +180° da la durata della fase di scarico (74°+12°+180°=266°). Sommando i gradi di anticipo di apertura dell'aspirazione e quelli di posticipo chiusura dello scarico (25°+12°=37°) si ottiene il valore dell' angolo d’incrocio, ovvero la durata (in gradi) in cui entrambe le valvole sono contemporaneamente aperte. Elevati valori di incrocio (entro certi limiti) sono utili perchè lo svuotamento provocato dai gas di scarico che fuoriescono dal cilindro favorisce il riempimento con miscela aria-benzina. Tuttavia se l’incrocio è eccessivo, ai bassi regimi i gas di scarico tendono a rientrare nel cilindro, mentre a regimi medio-alti la miscela aria benzina entrata dall’aspirazione rischia di fuoriuscire dallo scarico ancora incombusta (specie se elevati valori di incrocio sono abbinati a notevoli valori di alzata).

- L’alzata: l’alzata massima delle valvole (generalmente espressa in mm) va messa in rapporto con il diametro del condotto su cui lavora. Teoricamente una valvola offre il massimo passaggio dei gas con un’alzata pari al 26-27% del diametro della stessa.

- Calettamento: indica quanti gradi dopo il pms si verifica la massima alzata della valvola. Tornando al nostro albero con fasatura 25°/51° 74°/12°, il calettamento si ottiene sommando i gradi di fasatura dell’aspirazione (o dello scarico) a 180°, dividendo per 2 e sottraendo l’anticipo per l’aspirazione o il ritardo per lo scarico. Aspirazione: 25°+51°+180°= 256°:2= 128-25= 103 gradi dopo il pms, punto di massima alzata per la valvola di aspirazione. Scarico: 74°+12°+180°=266°:2= 133-12= 121 gradi prima del pms, punto di massima alzata per la valvola di scarico. Scegliere l’albero a camme La parola che esprime meglio le condizioni alle quali un albero a camme deve sottostare è compromesso. A tale scopo è bene tenere presente alcuni effetti che le fasature hanno sul rendimento del motore: Quasi tutti i motori hanno il punto di massima alzata (calettamento) fra i 100 e i 110 gradi. Più esso si avvicina ai 110 gradi e più il motore sarà di tipo stradale, con molta coppia in basso, ma poco disponibile a girare in alto; l’incrocio sarà volutamente medio-basso. Viceversa, più il calettamento è vicino ai 100 gradi e più il motore è disponibile a girare in alto, ma con poca coppia in basso; normalmente questo tipo di albero a camme ha grandi incroci. Più il motore ha un basso rapporto corsa/alesaggio (motore superquadro) e meno lo stesso accetterà lunghissime fasature; più la corsa è grande rispetto all’alesaggio e più lunghe possono diventare le fasature. Aprire lo scarico con grande anticipo riduce il tempo di spinta sul pistone ma aiuta lo svuotamento del cilindro; il motore avrà quindi meno coppia ma sarà più propenso a salire di giri. Viceversa aprendo in ritardo lo scarico avremo più coppia riducendo la possibilità di alti regimi. Il ritardo di chiusura della valvola di aspirazione è l’elemento più determinante del diagramma. Con un significante aumento del riempimento del cilindro aumenta il rendimento con ovviamente effetti positivi alla coppia. Oltre ad un dato posticipo di chiusura della valvola, il piston, che sta risalendo, fara’ provocare un riflusso verso il carburatore. Il motore avrà grosse difficoltà a salire di giri ed a raggiungere il regime nel quale renderebbe meglio. L’incremento dell’alzata serve ad aumentare leggermente la potenza lungo l’intero arco di utilizzo. Tuttavia bisogna controllare se l’eventuale gioco col pistone lo permette. Utilizzando pistoni con il cielo adeguatamente disegnato si evita che le valvole vi sbattano contro. [TOP]

Potenza  - (metodo di misurazione)

Per la determinazione della potenza effettiva di un motore esistono vari metodi.

Il metodo DIN (quello delle Deutsche Industrie Normen) esprime la potenza nelle condizioni in cui il motore si trova nell’automobile, cioè con i diversi accessori montati (pompa dell’acqua, ventilatore, dinamo, filtri, condotti e marmitta di scarico). Il metodo SAE (proposto dalla Society of Automotive Engineers e adottato soprattutto negli USA e in Gran Bretagna) esclude gli accessori, che assorbono una parte della potenza del motore.  Fino agli anni settanta la SAE però usava un sistema diverso, chiamato "SAE gross", che dava valori assoluti mediamente maggiori del 15% circa, a causa di un differente metodo di misurazione. Infatti, invece di mettere sui rulli l'intero veicolo, veniva messo solo il motore, con un equipaggiamento minimo per il funzionamento corretto.

Il metodo CUNA (della Commissione Tecnica di Unificazione nell’Autoveicolo) prescrive la misura della potenza con tutti gli accessori necessari al funzionamento del motore esclusi quelli non indispensabili (filtri, condotti di scarico, ventilatore).  Ovviamente le potenze risultavano artificiosamente ingrandite rispetto al metodo DIN. Con questo metodo veniva ricavata la potenza di un motore all'epoca della 500

Il metodo IGM, seguito dall’Ispettorato Generale della Motorizzazione per il collaudo degli autoveicoli, prescrive che tutti gli accessori siano montati. [TOP]]

Assetto del veicolo

Convergenza DEFINIZIONE: la convergenza è l’inclinazione delle ruote rispetto al loro parallelismo (guardandole dall’alto). FUNZIONAMENTO: posteriormente serve soprattutto a rendere la macchina meno nervosa in accelerazione; infatti quando usciamo da una curva il peso è spostato sulle ruote esterne, quindi se quella posteriore converge tende a riportare la vettura diritta evitando di farla sbandare eccessivamente e rendendo la guida più rilassata.Si utilizza una convergenza intorno a 1-2 gradi al massimo, aumentarla significherebbe aumentare eccessivamente la tenuta dell’asse posteriore, il che produrrebbe una macchina eccessivamente sottosterzante.

Angolo di incidenza DEFINIZIONE: il caster è l’inclinazione del portamozzo. Esso agisce a ruote sterzate rendendo più negativo il camber della ruota esterna e più positivo quello della ruota interna alla curva. FUNZIONAMENTO:  con molto camber avremo si un miglioramento della tenuta della ruota esterna alla traiettoria, ma otterremo l’effetto opposto per quella interna. Nel complesso la tenuta della vettura aumenta perché in curva il peso è spostato molto verso l’esterno, ma l’angolo di caster serve a migliorare ulteriormente la situazione. Esso infatti fa sì che a ruote sterzate la gomma interna alla curva abbia un angolo di caster positivo in modo da prevenire lo spanciamento della stessa.

Camber DEFINIZIONE: il camber (campanatura) è l’angolo con cui la superficie della ruota tocca il terreno. Si dice negativo quando la parte inferiore della ruota è più esterna rispetto a quella superiore, positivo in caso contrario. FUNZIONAMENTO: quando la vettura affronta una curva le gomme a causa dell’attrito col terreno tendono a spanciare, ovvero a muoversi sulla superficie del cerchio trasversalmente; nel fare ciò diminuisce la loro superficie di contatto con conseguente perdita dell’aderenza. Il camber serve proprio a bilanciare lo spanciamento della gomma; in questo modo infatti quando il veicolo percorre una curva la gomma si adatta completamente al terreno. [TOP]

Dinamica del veicolo Movimenti del veicolo attorno ai principali assi L’interazione fra i vari gruppi sospensivi, ovvero tra le sospensioni indipendenti delle quattro ruote, genera una serie di moti della scocca rispetto alla ruote che sono di particolare interesse per la definizione del comportamento del veicolo. I più importanti movimenti per la definizione del comportamento dinamico del veicolo sono il rollio, il beccheggio e l’imbardata.

Il rollio consiste in un trasferimento di peso (o di carico se vogliamo) trasversale del veicolo attorno all’asse longitudinale del veicolo stesso. Questo fenomeno condiziona notevolmente la tenuta di strada di qualsiasi veicolo con alterazione degli angoli caratteristici (in particolar modo la campanatura o camber) fino a provocare gravi perdite di aderenza delle ruote con conseguente usura anomala e precoce delle stesse.

Il beccheggio è quel trasferimento di peso longitudinale con rotazione attorno all’asse trasversale del veicolo. Si verifica prevalentemente in fase di accelerazione e frenata. Il beccheggio è legato al concetto di trasferimento di carico longitudinale Il moto di imbardata ovvero la rotazione attorno ad un asse verticale è una specie di sterzata che è legata all’aderenza dei pneumatici e alle dimensioni caratteristiche del veicolo: passo e carreggiata. Tutte le forze che tendono a muovere la scocca si realizzano perché i pneumatici a contatto con il terreno offrono delle reazioni vincolari analizzando le quali è possibile determinare i moti cui è sottoposta la scocca. Un parametro fondamentale per l’analisi dei moti è la posizione del baricentro.

Il pompaggio, ovvero l’oscillazione secondo un asse verticale mantenendo la scocca parallela al terreno, è un moto che si può considerare come un caso particolare di beccheggio (una sorta di beccheggio simmetrico). In un veicolo in movimento e' sempre presente una combinazione di questi "momenti"; basti pensare a quando si cambia traiettoria, o si percorre una curva in accellerazione, oppure in frenata. Ogni veicoli quindi per avere un comportamento sicuro in ogni situazione - tenuta di strada -  (a parte l'assistenza elettronica in uso in quelli piu' avanzati) deve avere specifiche taratura di convergenza, incidenza, allinemanto (camber) frutto di numerevoli prove. Il risultato finale portera'  alla scelta del piu' adeguato sistema di sospensioni per l'utilizzo della vettura in fase di progettazione.  Sospensione del veicolo Per sospensione di un veicolo si intende l'insieme dei componenti che collegano le ruote e quanto ad esse connesso (freni, mozzi, ecc.), dette masse non sospese, al telaio del veicolo, ovvero la carrozzeria e tutte le parti meccaniche in essa contenute, che appoggiando sugli elementi elastici della sospensione (molle, barre o balestre) vengono definite massa sospesa. I componenti della sospensione controllano i movimenti del telaio rispetto alle ruote (cosiddetti braccetti o puntoni, molla), consentendo la compressione o l'estensione al variare delle forze in gioco; inoltre all'elemento elastico venne quasi subito applicato l'ammortizzatore, un elemento che ne smorza e rallenta l'oscillazione. Le caratteristiche di un sistema di sospensione/ammortizzatore sono solitamente un compromesso tra le esigenze di tenuta di strada e quelle di comfort. L'obiettivo principale dell'impiego delle sospensioni è comunque quello di ottenere, nel complesso e durante i vari percorsi, un'ottimale stabilità del veicolo ed un elevato comfort per i suoi occupanti. Le sospensioni a seconda della loro struttura e sull'effetto delle ruote dello stesso asse si dividono in: Ruote dipendenti, in questo caso ogni qual volta che una ruota viene azionata da un ostacolo o dalla sospensione, si ha un effetto anche sulla ruota dello stesso asse, l'esempio topico è il ponte rigido. Ruote indipendenti, in questo caso ogni qual volta che una ruota viene azionata da un ostacolo o dalla sospensione, l'azione non coinvolge l'altra ruota dello stesso asse, ma si limita a quella ruota.