Motore quale - Motori motociclette e non solo

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Motore quale, quanti cilindri

Per molti anni il regolamento tecnico definiva cilindrate numero di cilindri, e si è assistito a vere elaborazioni dal monocilindrico alle otto cilindri, in altri periodi si era limitata la cilindrata a 500 cm³ senza differenziare tra motori a 2 e 4 tempi.

La Federazione Motociclistica Internazionale decise pertanto di modificare le regole, consentendo una cilindrata maggiorata (fino a 990 cm³) per i motori a 4 tempi. Anche il numero dei cilindri ammessi venne aumentato fino a 6, successivamente a quattro ed 81 mm il diametro del cilindro.

Ma l'annosa questione è sempre la stessa, quale scegliere, come immaginiamo maggiore frazionamento, motore più complesso, maggiore ingombro e peso. Cresce l’estensione delle superfici di strisciamento, il che è svantaggioso ai fini del rendimento meccanico, ma la massima potenza ottenibile è però più elevata.

Un motore più frazionato ha cilindri più piccoli, ed a pari rapporto corsa/alesaggio risultano più facili da raffreddare e consentono di ottenere camere di combustione più compatte. Ciò permette di adottare rapporti di compressione più alti.

All'aumentare il numero dei cilindri, ai fini delle prestazioni, abbiamo fondamentalmente due vantaggi, il primo la diminuzione della corsa, che fa sì che a parità di regime di rotazione, la velocità media del pistone risulti minore, sollecitazioni meccaniche più basse. E viceversa, a pari velocità media del pistone, il motore può girare più in alto. Questo è importantissimo, in quanto, dato che la potenza è direttamente legata al regime di rotazione, si hanno sensibili vantaggi in termini di cavalli.

In secondo luogo, aumenta la superficie totale dei pistoni. Questo significa che anche le sezioni di passaggio a disposizione dei gas possono essere complessivamente maggiori, il che è ovviamente positivo, aumenta però l’estensione delle pareti lambite dai gas, ossia la superficie bagnata, e la cosa è svantaggiosa.
Quindi l'elemento più importante, è che che, ferme restando la cilindrata, la velocità media del pistone e la pressione media effettiva, la potenza ottenibile risulta direttamente proporzionale alla superficie totale dei pistoni.

E’ importante ricordare che, all’interno del motore, il pistone dentro al cilindro trasforma l’energia chimica della benzina, in un rapporto stechiometrico, in energia meccanica grazie allo scoppio di essa. L’energia meccanica viene poi trasferita all’albero a gomiti, che si occupa di trasformare il moto alternato del pistone in quello rotativo. Delle due grandezze poco sopra citate, è l’alesaggio o diametro del cilindro, che influisce sulla potenza utile che il motore può erogare.

Le potenze ottenute a regimi differenti,  mentre rimane costante la velocità media del pistone. Ciò significa che se le misure caratteristiche sono quadre (cioè la corsa è uguale all’alesaggio), la stessa velocità media del pistone che si ha nel monocilindrico (86 x 86 mm) a 6000 giri/min, il quadricilindrico (54 x 54 mm) la raggiunge a 9500 giri/min.

Dobbiamo anche sapere che la potenza ottenibile è proporzionale alla radice cubica del numero dei cilindri. Dunque, se un monocilindrico di 500 cm3 eroga 50 cavalli, un bicilindrico ne erogherà 63 (l’aumento è del 26 %, in quanto la radice cubica di 2 è 1,26 e 50 x 1,26 = 63). Un tricilindrico fornirà 73 cavalli e un quadricilindrico 80. Se si passa addirittura a un otto cilindri, la potenza ottenibile diventa doppia, rispetto a quella erogata dal “mono” (infatti la radice cubica di 8 è uguale a 2).

Questo prendendo come base di partenza un motore che di cilindri ne abbia più di uno, occorre moltiplicare la sua potenza per la radice cubica del rapporto tra il nuovo numero di cilindri e quello di riferimento.
Così, se un quadricilindrico eroga 100 cavalli, un motore a sei cilindri di analoghe caratteristiche complessive fornisce 114,5 CV, in quanto la radice cubica di 1,5 (cioè di 6 diviso 4) è 1,145.

Finito questo escursus, comprate quella che più vi piace, in base al colore, i fattori in gioco sono talmente tanti, che l'unica cosa che conta è ma la sappiamo guidare.

1 % - Stat sua cuique dies
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