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Cos’è il cilindro motore e come funziona

Il cilindro motore è un elemento meccanico fondamentale in quanto contribuisce in maniera decisiva al corretto ed efficace funzionamento di un’automobile. Molto spesso si ignora (e si trascura) cosa avviene dentro il motore della propria automobile. Al fine di assicurarsi il massimo livello di efficienza da parte del veicolo, però, è importante sapere quali sono i principali componenti di esso e conoscere, almeno a grandi linee, il funzionamento dei vari elementi.

A proposito del cilindro motore, nello specifico, è opportuno sapere cos’è e a cosa serve, come funziona esattamente questo componente, in quali materiali è comunemente realizzato, come è possibile ripararlo e quali accorgimenti utili si possono applicare su di esso. Non solo: è importante anche sapere quanti cilindri motore sono presenti in un’automobile e perché. A tutta questa serie di interrogativi si propone di rispondere questa guida specifica dedicata al cilindro motore di un’automobile.

Cos’è il cilindro motore e a cosa serve

Come abbiamo avuto modo di accennare all’inizio di questa guida, il cilindro motore è un componente fondamentale di un’automobile. Al suo interno, infatti, scorre il pistone, un altro elemento determinante nel meccanismo di funzionamento di un veicolo. Più nello specifico, il cilindro motore è un corpo cavo, il cui rivestimento interno, noto col termine canna (oppure camicia) ha una geometria tronco-conica.

La canna o camicia di un cilindro motore può essere integrale (quando essa è parte del cilindro motore stesso, come nel caso dei cilindri in ghisa in cui non è usato alcun riporto), a secco riportata o a secco rimovibile (quando per realizzare la canna o camicia viene utilizzato un materiale differente da quello usato per fabbricare il cilindro motore) e in umido (quando la canna o camicia rappresenta un elemento indipendente che è applicato all’interno del cilindro motore e forma la parete interna del sistema di raffreddamento a liquido del cilindro stesso). Quest’ultima tipologia assicura un raffreddamento più efficiente rispetto ai sistemi con tipologia a secco.

Il cilindro, in un’auto, rappresenta una parte di quello che è definito il blocco motore: oltre ad esso, quest’ultimo comprende inoltre il già citato pistone che scorre al suo interno (facendo variare, in questo modo, la pressione del fluido contenuto nella camera cilindrica), la biella (cioè uno stelo collegato allo stantuffo, che serve a trasmettere il moto a un organo esterno) e la cosiddetta testata.

Come funziona il cilindro motore di un’automobile

Per il corretto funzionamento del cilindro motore di un’automobile è fondamentale assicurare il raffreddamento dello stesso, in quanto ciò contribuisce a evitare che l’eccesso di calore possa provocare un grippaggio del pistone mentre questo scorre libero all’interno del cilindro motore. Le principali modalità di raffreddamento del cilindro motore sono 2:

  • il raffreddamento a liquido del cilindro motore prevede l’utilizzo di specifici condotti presenti nella parete del cilindro stesso, che in questo modo si raffredda cedendo calore al liquido, che generalmente circola all’interno di un circuito chiuso;
  • il raffreddamento ad aria del cilindro motore, invece, prevede l’uso di alette di metallo il cui scopo è quello di estendere la superficie esterna del cilindro e, in questo modo, migliorare lo scambio termico che avviene tra il cilindro stesso e l’aria. Questo particolare tipo di raffreddamento ha un meccanismo di funzionamento più semplice ma, in generale, ha un rendimento peggiore rispetto all’altra modalità di raffreddamento (a liquido). In particolar modo nei motori caratterizzati da dimensioni più grandi.

Con quali materiali sono realizzati i cilindri motore

Un cilindro motore può essere fabbricato con diversi materiali. I materiali più comuni sono:

  • l’alluminio, un materiale molto leggero e dotato di alto potere dissipante che, però, proprio a causa della sua particolare dolcezza, richiede trattamenti ulteriori per supportare l’attrito con il pistone (uno dei primi trattamenti utilizzati prevedeva la cromatura, ma questa pratica è stata successivamente abbandonata; metodi alternativi prevedono l’uso di Ni-Kasil, Cermetal e ghisa);
  • la ghisa, un materiale molto duro e pesante, che può essere usato senza che siano necessari riporti di altri materiali (a volte su un cilindro motore realizzato in ghisa può essere riportata una canna in acciaio);
  • l’acciaio, un materiale generalmente utilizzato per le canne cilindro estraibili.

In che modo è possibile riparare un cilindro motore

Dalla tipologia di materiale utilizzata per la fabbricazione di un cilindro motore dipende anche la modalità di riparazione dello stesso in caso di bisogno. Esistono, infatti, diversi modi per riparare un cilindro motore. Nello specifico, questi sono:

  • la riparazione T-shape, che prevede la creazione di microrighe con un’inclinazione che può variare dai 2 gradi ai 45 gradi, in modo da aumentare così lo spessore del film lubrificante e rendere omogenea l’intera superficie del cilindro motore;
  • la lucidatura (o la lappatura), un’operazione che prevede minime lavorazioni della superficie del cilindro motore al fine di rimuovere eventuali segni d’usura o piccole aderenze e far tornare la superficie perfettamente liscia;
  • l’alesatura (o la rettifica), un’operazione (eseguibile senza problemi sui cilindri motore in ghisa) che consiste nell’asportazione di materiale presente sulla superficie del cilindro motore al fine di renderla nuovamente liscia e omogenea;
  • il riporto, un’operazione (eseguibile sui cilindri motore in alluminio ma molto costosa) che prevede la sostituzione del riporto originario con uno nuovo;
  • la saldatura, un’operazione necessaria in caso di imperfezioni particolarmente evidenti che richiede la rimozione del difetto e il riporto di materiale tramite, per l’appunto, saldatura;
  • la sostituzione della canna, un intervento molto semplice ma previsto solo in rari casi.

Quali accorgimenti è possibile applicare su un cilindro motore

Oggigiorno, lo sviluppo tecnologico in materia di meccanica offre la possibilità di applicare diversi accorgimenti utili sul cilindro motore, in grado di assicurare un funzionamento più efficiente e non solo. Uno di questi è l’utilizzo di una canna removibile, che permette una manutenzione del motore più facile e più veloce.

Un’altra possibilità è l’uso, nei motori pluricilindrici (vedremo presto cosa significa), delle cosiddette canne siamesi: è infatti possibile, grazie a questo specifico accorgimento, affiancare due o più cilindri in modo tale che non ci siano sistemi di raffreddamento nei punti che si interpongono tra le due canne. In questo modo si va a ridurre in maniera importante l’ingombro laterale del motore.

Nelle competizioni viene poi utilizzato il cosiddetto anello antidetonante, uno speciale anello di rame (materiale dotato di maggiore durezza e maggiore conducibilità termica rispetto all’alluminio) con un profilo quadrato generalmente grande 2 millimetri, applicato a caldo sul cilindro. Per ridurre le vibrazioni e migliorare la resistenza meccanica, ma anche per abbassare i costi, è possibile, poi, l’utilizzo di un cilindro motore monoblocco, unito al basamento superiore.

Per motivi simili, più frequentemente sui motori a due tempi più economici e che utilizzano un sistema di raffreddamento ad aria, è possibile trovare anche il cosiddetto cilindro cieco, che forma un unico blocco con la testata. In alcuni casi, cilindro motore, testata e basamento superiore possono formare un unico blocco: in questo caso si parla di cilindro motore monoblocco con testata integrata.

Quanti cilindri ci sono nel motore di un’automobile

Adesso che abbiamo capito cos’è un cilindro motore e a cosa serve, come funziona, in quali materiali può essere realizzato, come può essere riparato e quali accorgimenti utili possono essere praticati su di esso, è arrivato ora il momento di far chiarezza su un altro aspetto rilevante connesso a questo particolare elemento di un’automobile: quanti ce ne sono all’interno di un veicolo? Prima di entrare nel dettaglio della questione, è necessario precisare subito che la risposta a questa domanda non può essere una e una sola.

All’interno di un motore di un’automobile, così come anche in un motore motociclistico, infatti, il numero di cilindri può variare da un minimo di 1 a un massimo di 16 (come, per esempio, nel caso della Bugatti Veyron). È bene tenere a mente, a questo proposito, che la numerazione dei cilindri motore si fa iniziare dal lato distribuzione.

Generalmente, in virtù della maggiore efficienza e anche per una questione di rotondità di funzionamento, i motori automobilisti presentano un numero pari di cilindri. Ci sono, però, alcune eccezioni: diversi motori automobilistici, infatti, sono dotati di 3 o 5 cilindri. Attualmente, studi e prototipi a parte, non ci sono motori di automobili o di altri generici mezzi terrestri provvisti di un numero dispari di cilindri superiore al 5. In base ai cilindri, è possibile suddividere i motori automobilistici in diverse tipologie. Più precisamente, essi si distinguono generalmente in:

  • motori a 4 tempi, i cui cilindri hanno una sezione circolare e che prevedono diversi sistemi di raffreddamento, ad aria, liquido o combinato;
  • motori a 2 tempi, che sono dotati delle stesse caratteristiche dei motori a 4 tempi ma che prevedono inoltre la presenza di condotti speciali denominati travasi, che hanno lo scopo di assicurare il funzionamento del motore. Rispetto ai cilindri presenti in un motore a 4 tempi, quelli dei motori a 2 tempi sono soggetti a un riscaldamento disomogeneo, che risulta maggiore nella zona apicale e nell’area che circonda la luce di scarico;
  • motori wankel, che sono provvisti delle medesime caratteristiche presenti sui motori a 2 tempi ma sono dotati di cilindri dalla forma epitrocoidale, dovuto al moto planetario (e non alternato) dei pistoni.

Fonte: motori.virgilio.it

Doroteo Cremonesi

Affascinato dal progresso, dalla tecnologia e dall'energia, amante delle automobili

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