Equilibriatura dell'albero motore

[Macorattivi]

Non si pensi che queste nozioni me le sono sognate di notte, non ho neanche la presunzione di pensare che siano frutto delle mie capacità d'insegnare o d'illustrare quello che molti già sapranno.
Semplicemente, riconoscendo che per me è risultato inizialmente un argomento ostico, riordinandomi le idee con degli appunti ho ritenuto opportuno rendere questo mio lavoro disponibile, con la massima chiarezza che mi era possibile, a chi questi concetti risultano essere ancora poco comprensibili ma che possono essere di grande utilità e facilmente assimilabili purchè si abbia la pazienza e la volontà di leggerli con attenzione.
Mi auguro non mi vogliate apostrofare con l'epiteto di “inutile cervellone”...o peggio ancora !

EQUILIBRATURA DELL'ALBERO MOTORE DELLA 500
Se risulta abbastanza semplice equilibrare le masse rotanti, basta posizionare una identica massa sul perno opposto e alla stessa distanza dall'asse di rotazione, non altrettanto si può dire per le forze in moto alterno le quali non sono costanti durante la rotazione dell'albero motore ma variano in continuazione a seconda del punto in cui si trova il pistone lungo l'asse del cilindro.
Essendo l'azione del contrappeso (mannaia) costante perchè fissa, agisce sempre in direzione opposta alla manovella, quindi determina una forza alternativamente esuberante o insufficiente a seconda del punto di rotazione e non sempre in senso verticale come il pistone.
Ammesso e non concesso che il contrappeso fosse sufficiente ad equilibrare al 100% le forze createsi allorchè il pistone è al PMS, in tutte le altre posizioni, durante la rotazione dell'albero si andrebbero a creare forze decisamente superiori a quelle necessarie.
C'è da dire che se il motore bicilindrico avesse i perni di manovella a 180° viene da pensare che l'equilibratura sarebbe garantita dalla opposta posizione delle masse (pistoni e bielle), di fatto non è così perchè gli assi dei due cilindri sono relativamente lontani uno dall'altro e di conseguenza si crea una forza (coppia) non trascurabile che tende a far oscillare trasversalmente il motore, inoltre essendo il bicilindrico della 500 con manovelle a 360°, con ambedue le masse in moto alterno allo stesso punto della rotazione dell'albero, è impossibile ottenere una equilibratura precisa, quindi, motivo in più per ricorrere a soluzioni di compromesso.



Si procederà inizialmente con la BILANCIATURA di pistoni e bielle.
E' importante che i pistoni, completi di fasce, spinotto e seeger, abbiano lo stesso peso, possibilmente al decimo di grammo, procedendo eventualmente ad asportazione di materiale in quello di maggior peso, preferibilmente dal lato interno sui supporti degli spinotti.
Le bielle, complete di bronzine e bulloni, vanno pesate sia intere che
distintamente, come vedremo, la testa e il piede.
Vediamo quali sono le componenti in moto alterno e moto rotatorio.
Al moto alterno verticale al quale sono soggetti i pistoni e parte delle bielle, sottoposti a cambi di velocità con accelerazioni e decelerazioni repentine e quindi tendono a generare forze che contrastano con il loro moto (forze d'inerzia).
Perchè ho detto “parte” delle bielle ? Perchè è il piede e una sola parte del fusto che fanno il movimento alternato su e giù, mentre la testa e parte del fusto sono in rotazione intorno al perno di manovella.
Si potrebbe, semplicisticamente, calcolare con buona approssimazione in 1/3 la massa del fusto da sommare alla testa di biella per avere la massa in moto rotatorio, mentre i 2/3 più la massa del piede ci darebbe la massa in moto alternato.
Non conoscendo però il peso esatto della sola testa e del solo piede per poi aggiungere 1/3 e 2/3 del fusto, risulta essere più preciso e semplice calcolare i due distinti pesi delle masse rotatorie e alternate in questo modo.
Si deve procedere alla pesatura della biella appoggiandola possibilmente su due bilance oppure da un lato su un supporto, che andremo a costruire, munito di cuscinetto che infileremo alternativamente dentro la testa o il piede perchè la biella sia libera di ruotare e l'altra estremità, sempre alternativamente, a seconda se vogliamo pesare il piede o la testa, su un bilancino di precisione.
La somma dei due pesi dovrà ovviamente corrispondere al peso totale della biella.
Avremo quindi rilevato:
- peso in moto alterno (piede +2/3) e il
- peso in moto rotante (testa + 1/3).


Si procede ora alla realizzazione di due semigusci il cui singolo peso, comprese viti ed eventualmente le vecchie bronzine di protezione, deve essere equivalente al peso da bilanciare (totale della massa rotante) e si fissano alle due manovelle.
Si posiziona l'albero su un supporto costituito da due coppie di rulli o cuscinetti che servono da appoggio sulle due estremità e nello stesso tempo consentono una libera rotazione.
L'albero ruoterà fino a fermarsi con la parte più pesante rivolta verso il basso, se questa è la mannaia allora si procede ad una asportazione di materiale sulla mannaia stessa fino ad ottenere una perfetta staticità (bilanciamento statico).
In qualsiasi punto si posizioni manualmente, l'albero resta fermo senza alcuna rotazione, ossia, appoggiando l'albero con il contrappeso sulle ore 3 o sulle 9 non deve ruotare.
Se si dovesse verificare la condizione inversa si dovrà appesantire la mannaia onde evitare di asportare materiale sulle manovelle e indebolirle.
A questo punto abbiamo risolto il problema dello squilibrio delle masse rotanti.

Si procede ora all'annullamento parziale delle forze di primo ordine con una ulteriore controppesatura aggiungendo peso alla mannaia ad una distanza pari al raggio di manovella e corrispondente al fattore di bilanciamento che è compreso tra il 60%-65% della massa in moto alterno.
Inclinando il motore si dovrà ridurre questo fattore di bilanciamento progressivamente 52%-58% per una inclinazione di 30° fino ad arrivare al 30%-35% per un motore orizzontale.

Si può procedere quindi, per una maggiore sicurezza, ad una bilanciatura dinamica che si può fare solo con l'attrezzatura specifica in dotazione alle rettifiche, sul tipo di quelle che si usano per le ruote.
Abbiamo, a questo punto, equilibrato le forze di primo ordine.

Ci sarebbero da considerare anche le forze di secondo ordine derivanti dal fatto che la biella durante la rotazione dell'albero s'inclina e tanto più corta sarà, tanto più si svilupperanno queste forze, quindi si
svilupperanno accelerazioni differenti allorchè il pistone parte dal PMS o dal PMI.

Essendo la biella maggiormente inclinata (da O° a 90° e da 270° a 360°), produrrà una velocità molto maggiore del pistone nella percorrenza di detta corsa.
Infatti la velocità massima del pistone non viene raggiunta quando la manovella è a 90° rispetto ai due punti morti ma in posizione molto più vicina al PMS.
Detto più semplicemente, la forza aumenta al PMS e diminuisce al PMI.
Le forze di secondo ordine in un motore bicilindrico parallelo non sono per nulla equilibrate ma essendo di entità inferiore a quelle di primo ordine e di elevata frequenza hanno una minore incidenza sulle vibrazioni e sono meno fastidiose, mentre in un motore a quattro cilindri in linea e albero a manovelle a 180° sono perfettamente equilibrate perchè mentre due pistoni salgono gli altri due scendono, in sincronia.
Di solito, per risolvere il problema delle forze di secondo ordine si ricorre agli alberi ausiliari di equilibratura rotanti a velocità doppia dell'albero motore.

[Red Baron]

scusa potrei avere un esempio pratico di un eqilibratura visto che sono in possesso di un equilibratrice e vorrei provare ,grazie anticipatamente!

[Macorattivi]

per Red Baron:

Si procede ora alla realizzazione di due semigusci il cui singolo peso, comprese viti ed eventualmente le vecchie bronzine di protezione, deve essere equivalente al peso da bilanciare (totale della massa rotante) e si fissano alle due manovelle.

...peso in moto rotante (testa + 1/3).

[Red Baron]

scusa se ti rompo ma allora le forze alterne (pistone 2/3fusto biella e occhio)non si equilibrano?e poi l equilibratura va portata a zero?(con equilibratrice dinamica).vedi ho la possibilita di usare un equilibratrice dinamica ma non so come effettuare su questo tipo di motore,e non riesco nessuno in grado di sapere come si fa!

[Red Baron]

allora ho fatto alcune prove di bilanciatura, e ho visto che abbiamo uno sbilanciamento creato appositamente sul volano della panda 30 di circa 20grammi, e lo sbilanciamento è anche sulla puleggia del filtro,mentre sul motore della 500 sia il volano che la puleggia sono equilibrati a zero.se sapete dirmi qualcos in piu io sono qui,

[doibaf]

Caro Macorattivi,
ho scoperto da poco il forum e mi fa immenso piacere poter parlare con persone tecnicamente preparate oltre che appassinate. Anche se l'argomento è di molto tempo fa, saresti disposto a continuarlo in modo da farmi capire esattamente cosa fare e cosa chiedere alla rettifica per ottenere il massimo? L'equilibratura secondo me è uno degli argomenti poco calcolati anche da chi si occupa di preparazioni.
doibaf

[Saimon500abarth]

SALVE IO MONTO UN MOTORE 650 CON ALBERO MOTORE LAVORATO E LUCIDATO,BIELLE ALLEGERITE E MESSE A PESO CON I PISTONI,TESTATA LAVORATA CON VALVOLE 31-36,CAMMES 42-82,VOLANO ALLEGERITO A 3,5 KG,ILTUTTO EQUILIBRATO MA VOLEVO SAPERE E' NORMALE CHE AL MINIMO IL MOTORE OSCILLI TRASVERSALMENTE MA ACCELERANDO LAVORA NORMALE?GRAZIE MILLE ANTICIPATAMENTE.

[Macorattivi]

E' assolutamente normale che per il bicilindrico della 500 ci sia, al minimo, uno squilibrio che lo porta a oscillare trasversalmente, dovuto alla difficoltà di equilibratura delle forze di primo grado o forze d'inerzia che si creano con il moto alterno di pistoni e bielle.
Dette forze sono generate in prossimità dei punti morti e sono tanto più difficili da abbattere su un motore con cilindri verticali piuttosto che orizzontali ed anche tenendo conto che il 500 ha le manovelle disposte a 360°.
Se il motore in questione è stato ben bilanciato l'oscillazione non deve essere molto accentuata.

[Chiuritusu]

SALVE IO MONTO UN MOTORE 650 CON ALBERO MOTORE LAVORATO E LUCIDATO,BIELLE ALLEGERITE E MESSE A PESO CON I PISTONI,TESTATA LAVORATA CON VALVOLE 31-36,CAMMES 42-82,VOLANO ALLEGERITO A 3,5 KG,ILTUTTO EQUILIBRATO MA VOLEVO SAPERE E' NORMALE CHE AL MINIMO IL MOTORE OSCILLI TRASVERSALMENTE MA ACCELERANDO LAVORA NORMALE?GRAZIE MILLE ANTICIPATAMENTE.

Penso sia il tipo di equilibratura che ti hanno fatto...il motore sale di giri repentinamente??!!

[Tanokart]

SALVE IO MONTO UN MOTORE 650 CON ALBERO MOTORE LAVORATO E LUCIDATO,BIELLE ALLEGERITE E MESSE A PESO CON I PISTONI,TESTATA LAVORATA CON VALVOLE 31-36,CAMMES 42-82,VOLANO ALLEGERITO A 3,5 KG,ILTUTTO EQUILIBRATO MA VOLEVO SAPERE E' NORMALE CHE AL MINIMO IL MOTORE OSCILLI TRASVERSALMENTE MA ACCELERANDO LAVORA NORMALE?GRAZIE MILLE ANTICIPATAMENTE.

Penso sia il tipo di equilibratura che ti hanno fatto...il motore sale di giri repentinamente??!!

a mimnimo dovrebbe avere un movimento assiale sul supporto...

[Chiuritusu]

a mimnimo dovrebbe avere un movimento assiale sul supporto...

Sussultorio...

[Tanokart]

a mimnimo dovrebbe avere un movimento assiale sul supporto...

Sussultorio...

[Giampaolo.Malacri]

Saimon500abarth, come da regolamento ti chiedo di presentarti nell'apposita sezione -Benvenuti
saremmo lieti di darti il nostro Benvenuto

altra cosa... scrivi in minuscolo, il MAIUSCOLO per noi vuol dire alzare la voce e credo tu non lo volessi fare

grazie per la collaborazione

[Rikferrari]

per dare l'idea dell'importanaz della corretta lavorazione in equilibratura , in certi testi è segnalato che una differenza di sbilancio di 8 grammi ( ripeto : OTTO GRAMMI ) a 7000 giri si trasformano dinamicamente in 1,6 chilogrammi ( CHIARO ? ) che girano sparsi per il vostro motore.......fate voi i vostri calcoli .

[Rikferrari]

Post interessante che non ha proseguito...

Riprendiamo la discussione .
quanti di voi hanno o fanno la bilanciatura per proprio conto ? intendo la parte statica .
Io sto facendo degli esperimenti e mi piacerebbe avere uno scambio di esperienze e opinioni , sempre che non siano segreti ..... e qui chiamerei pure i nostri preparatori presenti ai quali chiederei qualche intervento tecnico , logicamente senza far trapelare nulla di quanto sia di loro strettamente personale , ma a livello generale sui procedimenti di lavorazione .