Rubrica: Materiali e motori

Titolo o argomento: Basamento a canne integrali

Per la realizzazione di basamenti con canne integrali ovvero ricavate all’interno del basamento stesso si utilizzano ghise speciali (a grano molto fine) al fosforo-manganese ed al nichel-cromo. La percentuale di silicio, piuttosto alta, serve a favorire la separazione del carbonio sotto forma di grafite. Il compito del cromo e del nichel, invece, è quello di migliorare le proprietà meccaniche della ghisa. Aumenta pertanto la resistenza all’usura a caldo (il calore è la principale causa di invecchiamento di un motore assieme agli attriti). Infine il compito del fosforo è quello di accrescere la durezza e la colabilità della ghisa.

E’ importante porre attenzione alla presenza di zolfo che dovrà essere quanto mai limitata onde evitare problemi legati alla colabilità, al ritiro ed alla fragilità.

Immagine tratta da Wikipedia

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Rubrica: Materiali e motori

Titolo o argomento: Albero motore

La ghisa viene impiegata per la produzione di alberi motore destinati a rotazioni non superiori ai 7000-7500 giri al minuto. Si tratta del materiale più economico per questo tipo di organio meccanico. La sua ottimale lavorabilità ed i costi contenuti ne giustificano il largo impiego nei motori stradali. Ma quando il motore è in grado di raggiungere con scioltezza gli 8000-9000 giri al minuto ecco che si deve soddisfare una maggiore richiesta di affidabilità e performance da parte del materiale impiegato. Sopra i 7500 giri al minuto il materiale utilizzato per questo organo deve avere dei fondamentali requisiti:

• Elevata resistenza
• Ottimo modulo elastico
• Tenacità al cuore
• Durezza superficiale

L’unico materiale che soddisfa queste necessità è l’acciaio. Più precisamente Acciai al carbonio da cementazione (vengono scelti prevalentemente per i motori a due tempi) e acciai legati da bonifica. Tra quelli di maggiore impiego in campo motoristico troviamo gli acciai al Cromo Manganese (per motori poco sollecitati), gli acciai al Cromo Molibdeno, gli acciai al Nichel Cromo, gli acciai al Nichel Cromo Molideno e gli acciai da Nitrurazione i quali vengono adottati in particolar modo in F1.

Maggiori dettagli sul sito: www.scuderie-rbc.it alla pagina Materiali.

In figura un albero motore in acciaio per uso motociclistico

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Rubrica: Materiali e motori

Titolo o argomento: Bielle in alluminio

Le bielle realizzate in alluminio possono essere ottenute per fusione o per stampaggio. La lega scelta per lo stampaggio della biella in alluminio contiene rame e silicio (Cu-Si). La lega destinata alla fusione invece è a base di silicio e manganese (Si-Mg). Tali bielle fanno davvero gran fatica ad uscire dallo stadio sperimentale per via del loro comportamento”anisotropo” delle fibre: resistono bene a trazione e male a compressione ed il problema nasce proprio in questo dato che le bielle lavorano prevalentemente a compressione (fase di combustione).

Probabilmente, come è stato per il titanio, sarà la ricerca dei giusti elementi di alligazione (cioè che formano la lega metallica) a poter conferire ad un simile organo le proprietà richieste.

Fonte: www.scuderie-rbc.it

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Rubrica: Materiali e motori

Titolo o argomento: Bielle in titanio

Nei motori da competizione si ricorre molto spesso a bielle in titanio, o meglio, in lega di titanio. La lega più utilizzata risulta essere il “Ti 6A 14V“. Il vantaggio del titanio risiede in una maggiore leggerezza rispetto all’acciaio (anche se a scapito di un maggiore dimensionamento degli organi che si vanno a realizzare), pari resistenza a trazione degli acciai da bonifica, un buon valore dell’allungamento percentuale (14%). D’altronde si paga lo svantaggio di un minore limite di snervamento rispetto all’acciaio da bonifica.

Come abbiamo visto nella pagina “bielle” (del sito www.scuderie-rbc.it) sulle bielle in titanio è necessario ricorrere a riporti di nitruri di titanio o di wolframio per evitare la tendenza del titanio stesso ad ingranare con i materiali adiacenti ossia con l’acciaio dell’albero motore e con l’acciaio delle viti che fissano i cappelli di biella.

Fonte: www.scuderie-rbc.it

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Rubrica: Materiali e motori

Titolo o argomento: Bielle in acciaio

Nel caso di bielle realizzate in un solo pezzo, ossia prive di testa smontabile, come ad esempio nei motori a 2 tempi, si adottano acciai da cementazione (percentuale di Carbonio minore dello 0,2%). In questo tipo di biella si procede ai necessari trattamenti termici per indurire solo la sede del cuscinetto a rulli. Durante il trattamento termico di cementazione il resto del corpo della biella verrà protetto con una ramatura. Una delle principali leghe utilizzate per le bielle dei motori a 2 tempi è il 18NCD5.

Fonte: www.scuderie-rbc.it

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Rubrica: Materiali e motori

Titolo o argomento: Bielle in acciaio

Le bielle realizzate per oltrepassare la soglia dei 7500 giri al minuto sono realizzate in acciaio ed ottenute per stampaggio. Non vengono lavorate con macchine utensili per evitare la minima possibilità di pericolosi e microscopici intagli lasciati dagli utensili. Si tratta di un prodotto particolarmente raffinato, costoso e per tale ragione scelto per le vetture (anche stradali) più performanti. Per i motori più estremi si usano acciai da bonifica molto legati. La principale lega adottata sui motori stradali con elevate potenze è l’acciaio al Nichel Cromo Molibdeno. Sono acciai con un’ottima resistenza a fatica. Dopo lo stampaggio, la loro resistenza viene aumentata con il trattamento di pallinatura. Tale trattamento consiste nel porre la biella in una sorta di contenitore dove verranno sparate diverse sfere di diametro calibrato con lo scopo di colpire e quindi compattare la superficie della biella conferendole una maggiore resistenza.

Una lega frequentemente usata per lo stampaggio di bielle in acciaio è: 30NiCrMo12 che può raggiungere un carico di rottura di circa 1100N/mm^2 (dopo aver eseguito gli opportuni trattamenti termici di tempra e rinvenimento).

Fonte: www.scuderie-rbc.it

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Rubrica: Materiali e motori

Titolo o argomento: Bielle in ghisa

Le bielle destinate ai motori stradali sia diesel che benzina sono realizzate in ghisa grigia sferoidale e sono ottenute per fusione. Queste oltre ad essere facilmente lavorabili hanno buone caratteristiche meccaniche adatte a soddisfare i primi accenni di sportività dei motori montati sulle piccole vetture stradali. Impiegate per regimi di rotazione non superiori ai 7.000-7.400 giri/min sono assolutamente inadatte a motori di medie e grandi sportive.

In particolare, nei motori diesel i quali lavorano a regimi di rotazione decisamente più bassi dei benzina, vi è la possibilità di asportare una parte di materiale del cappello di biella per meglio equilibrare la parte alterna.

Fonte: www.scuderie-rbc.it

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Rubrica: Materiali e motori

Titolo o argomento: Fasce elastiche o segmenti

Il materiale più utilizzato è la ghisa grigia ad alto tenore di silicio e grano molto fine. Nel caso di fasce molto sollecitate si utilizza una ghisa nodulare oppure acciaio al CrMoV o ancora, sinterizzati (polvere di acciaio, Nichel e Molibdeno).

Fonte: www.scuderie-rbc.it

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Rubrica: Materiali e motori

Titolo o argomento: Pistoni da competizione

Oltre alle leghe di alluminio, in questo campo, è frequente l’utilizzo di leghe di magnesio. Sono più leggere (di quelle utilizzate per i motori stradali) avendo una minore densità: 1,8 kg/dm^3 anziché 2,7 kg/dm^3. Tuttavia il maggior coefficiente di dilatazione termica ed una minore resistenza complessiva, obbligano a fare uso di Zirconio (aumentando quindi i costi) come elemento di alligazione.

Fonte: www.scuderie-rbc.it

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