Il rendimento del motore | Officina

Motore, rendimento e perdite

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Nel funzionamento a pieno carico (cioè con valvola del gas spalancata), le perdite per pompaggio dei moderni motori di alte prestazioni in genere sono dell’ordine del 15% di quelle meccaniche totali (il resto è dovuto all’attrito). Nei motori da competizione e in quelli di altissima potenza specifica, però, dati gli elevatissimi regimi di rotazione, esse raggiungono valori anche superiori al 20%. Tra le perdite per attrito spiccano quelle dovute al gruppo pistone/segmenti (indicativamente il 44-48% del totale). Quelle dovute alle bronzine di banco e di biella sono dell’ordine del 20-22% mentre quelle dovute alla distribuzione arrivano al 6-10% (ma ai bassi regimi possono anche essere sensibilmente superiori). La pompa dell’olio incide per il 6-10% e lo sbattimento per il 5-6%. Questi valori sono quelli più spesso reperibili in letteratura. Benché il mantello del pistone abbia un’estensione considerevole, a differenza dei segmenti, questi ultimi hanno un’influenza certamente non inferiore (anzi…) per quanto riguarda le perdite meccaniche.

Si tratta di organi che, dovendo assicurare la tenuta, vengono premuti contro le pareti del cilindro con una forza non trascurabile, derivante in parte dalla loro stessa elasticità e in parte dalla pressione dei gas che si insinuano dietro di essi e li spingono verso l’esterno. Questo vale principalmente per il primo segmento. In quanto al raschiaolio, la pressione dei gas in pratica non agisce su di esso e per spingerlo contro le pareti della canna è fondamentale la funzione di un’apposita molla.

Le condizioni di lubrificazione (alle quali sono logicamente legate le perdite per attrito) variano considerevolmente lungo la corsa del pistone. Per la maggior parte di quest’ultima si instaura il regime idrodinamico, per il quale è fondamentale il movimento. Vicino ai punti morti il pistone è quasi fermo e il regime di lubrificazione può addirittura essere limite; l’attrito, quindi, è considerevolmente più elevato. Lo spessore del velo d’olio può scendere da circa 5 micron (o più) a metà della corsa a circa 2 micron al PMI e addirittura ridursi a qualcosa meno di 1 micron al PMS, ove le forze in gioco sono considerevolmente maggiori.

Il confine sottile tra accortezze e colpi di genio | Officina