La metallurgia e il suo aiuto | Officina

La metallurgia e il suo contributo

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Il rapporto tra l’altezza e il diametro dei pistoni è progressivamente diminuito fino ad arrivare ai valori attuali, impensabili fino a non molto tempo fa. Negli anni Cinquanta non erano rari valori dell’ordine di 1,0 e in circa quattro decenni si è scesi a meno di 0,7. Nel primo decennio di questo secolo le moto sportive di serie sono arrivate dalle parti di 0,5–0,6 (mentre nelle Formula 1 il rapporto è sceso fino ad avvicinarsi addirittura a 0,3!). Oggi nei monocilindrici da Fuoristrada (nei quali il pistone va sostituito con elevata frequenza) sono comuni valori di 0,40–0,45. La riduzione dell’altezza ha portato a una maggiore pressione nelle zone di contatto con la canna e ha reso necessaria una migliore uniformità nella sua distribuzione. In altre parole a caldo il mantello deve “copiare” le pareti del cilindro con una precisione superiore rispetto al passato.

L’evoluzione del disegno, che ha portato a strutture del tipo “box-n-box”, ha gradualmente visto ridursi l’estensione del mantello, che nei motori più spinti è ormai ridotto a due pattini di appoggio alla canna. Alcuni produttori hanno di recente proposto di adottare dimensioni differenti per il pattino dal lato di spinta (con il quale il pistone preme sulla canna durante la fase di espansione) e quello dal lato opposto. Quest’ultimo può essere meno esteso, con lieve vantaggio per la leggerezza e il contenimento delle perdite per attrito. L’avvicinamento delle portate ha determinato una riduzione della lunghezza dello spinotto. Pure il diametro di tale componente ha subito con il tempo una diminuzione. Tutto ciò è vantaggioso perché il peso degli spinotti è in effetti diminuito; talvolta questo è però avvenuto in misura minore rispetto a quanto si poteva pensare.

Per sopportare le più elevate sollecitazioni derivanti da maggiori forze d’inerzia e dalla superiore pressione dei gas agenti sul pistone, in genere è stato infatti necessario aumentare lo spessore delle pareti di questi organi semplici ma vitali. Nei motori delle moto sportive la lunghezza dello spinotto è scesa a circa 0,55 volte l’alesaggio e il diametro a 0,21-0,24 volte (nelle Formula 1 aspirate si era arrivati rispettivamente a circa 0,4 e 0,19-0,20). Il peso dello spinotto di una moderna 1000 a quattro cilindri è dell’ordine di 40- 50 grammi.

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