Crea sito

Home    Dj Miami    Vespa 50 Special    Wing Txun    Download    Send Me

                                                                                

 

 

◄ BACK

MOTORE - Vespa 50 Special

 

 

- CARBURATORE
- GRUPPO TERMICO
- CANDELA
- MARMITTA
- ALBERO MOTORE
- ACCENSIONE E VOLANO
- FRIZIONE E CAMBIO

 

Il motore di una Vespa 50 faro tondo visto dalla parte rivolta esternamente alla carrozzeria. Si puo' notare la tipica cuffia per il raffreddamento (plastica nera) che ha la funzione di convogliare l'aria spostata dalla ventola sul gruppo termico in modo da combattere il surriscaldamento. La ventola che si intravede sotto la grigia è a sua volta montata sull'albero motore, il grosso perno sopra la pedivella di avviamento ha la funzione di fissare il motore alla sede del telaio mediante una sola lunga vite.

 

 

 

In questa immagine invece il motore è stato fotografato dalla parte interna alla carrozzeria, la parte che per intenderci rimane non in vista.

 

 

 

 

Cos'è e come funziona: il CARBURATORE

Il carburatore è quella parte del motore che si occupa di creare la miscela aria/benzina che successivamente viene bruciata nel gruppo termico (testata, cilindro e pistone). è montato sempre esternamente al gruppo termico e vi è collegato mediate un tubo detto collettore di alimentazione che è proporzionato alla quantità di miscela che deve apportare al motore per avere una buona dosatura,
è la parte che comanda il regime di giri e tramite la manopola del gas da la possibilità al pilota di regolare che quantità' di carburante arriva al motore. Più alta è la quantità di benzina introdotta dal collettore più alto sarà il numero di giri che il motore produce.

FUNZIONAMENTO:
La benzina scende dal serbatoio attraverso il tubo, va a riempire la vasca a livello costante che tramite un galleggiante con uno spillo di chiusura con l'alzarsi del livello di riempimento va a serrare il foro d'entrata per evitare fuoriuscite del carburante in eccesso.
La depressione prodotta dalla camera di scoppio quando il pistone scende in fase di aspirazione fa sì che la benzina percorrendo un condotto calibrato si "nebulizzi" mischiandosi con l'aria in modo da raggiungere uno stato fisico ottimale per essere bruciata.

I carburatori sono muniti di un circuito principale e di un circuito del minimo, oltre a un dispositivo che consente l'arricchimento per gli avviamenti a freddo. La valvola del gas è collegata alla manopola di comando posizionata sul manubrio.
I carburatori Vespa hanno generalmente due filtri: uno posto appena alla fine del tubo della benzina che si occupa di fermare i residui più grossi presenti nel carburante (ruggine delle cisterne, polveri), e uno che filtra l'aria in ingresso che verrà utilizzata per il ciclo del motore.
L'ostruzione di anche uno solo di essi comprometterebbe il funzionamento del carburatore producendo cattivo funzionamento o la mancata accensione del motore.

Nell'immagine sottostante è raffigurato un esploso di un carburatore per Vespa telaio piccolo, di quelli posti all'interno della carrozzeria sotto il serbatoio.

Cos'è e come funziona: il GRUPPO TERMICO

Per GRUPPO TERMICO si intende un insieme di tre componenti detti testata, cilindro e pistone. Essi sono detti gruppo termico poiché sono i tre elementi che formano la camera di scoppio, in cui avviene la detonazione della benzina che è trasformata in energia cinetica da una serie di leveraggi che vedremo in seguito.
In questo spazio verrà spiegato per sommi capi il funzionamento di un motore a scoppio 2 tempi.

In un motore due tempi la combustione avviene ogni due corse del pistone, e quindi ad ogni giro dell'albero motore. Rispetto ai motori quattro tempi i due tempi sono più semplici dal punto di vista costruttivo, meno costosi, meno pesanti, di più facile assemblaggio e sono in grado di erogare potenze specifiche più elevate.

Dunque:

- TESTA o TESTATA, è la parte che chiude superiormente il cilindro, in essa è sempre alloggiata la candela e nei motori a quattro tempi vi sono alloggiate le valvole (ma non è il caso dei motori Vespa).
-
PISTONE, è una vera e propria "parete mobile" che compie un movimento rettilineo alternato aprendo e chiudendo i travasi di alimentazione e scarico. Con il suo movimento inoltre crea la depressione che viene colmata con la miscela aria/benzina che successivamente verrà compressa per la combustione. Esso è collegato all'albero motore mediante la biella.
-
CILINDRO, è la sede in cui scorre il pistone, in esso solitamente sono ricavati i travasi di scarico e di alimentazione (quest'ultimo può essere anche inglobato nel carter).

FASE D'ASPIRAZIONE/COMPRESSIONE:
Il pistone SALENDO all'interno del cilindro crea contemporaneamente una depressione nella camera di biella che viene colmata per la differenza di pressione dai gas provenienti dal carburatore (che serviranno nel ciclo successivo) e una pressione della già presente miscela aria/benzina nel cilindro in modo da ottimizzare lo stato fisico del gas per lo scoppio dello stesso.

FASE DI SCOPPIO/SCARICO
Quando il pistone arriva alla fine della sua corsa scocca la scintilla prodotta dalla candela che spinge verso il basso il pistone. Questo è il movimento fulcro delle fasi, in quanto è tecnicamente quello che produce la forza per attivare i leveraggi che trasformano l'energia dello scoppio in cinetica. Scendendo il pistone libera il travaso di scarico e questa volta per la differenza di pressione con l'atmosfera i gas combusti tendono a uscire dalla camera di scoppio attraverso la marmitta. Continuando al sua corsa comprime i gas freschi presenti nella camera della biella e li spinge nella camera di scoppio preparando il motore ad un nuovo ciclo.

Per far si che il pistone spostandosi all'interno del cilindro sia "a tenuta" (immaginiamo lo stantuffo di una siringa) viene montato con un "gioco" che consente libertà di movimento e permette la formazione di un velo d'olio lubrificante in grado di separare le superfici di lavoro impedendo il contatto metallico diretto. Il lubrificante usato è quello presente nella benzina utilizzata per l'alimentazione, i termini 2%,4% ecc. non indicano altro che la quantità di olio prensente nella benzina espressa in percentuale.

GRIPPAGGIO: Il grippaggio si verifica quando il pistone (nei motori 2 tempi) a causa di una forzatura si annulla il gioco diametrale o si rompe il velo d'olio lubrificante che separa le superfici di lavoro e si blocca il pistone. In tali condizioni si ha un elevato sviluppo di calore con rapida usura e danneggiamento più o meno pronunciato delle superfici metalliche, nei casi meno gravi di grippaggio le parti possono essere riutilizzate e nel cilindro vi rimangono delle "parti lucide".
COPPIA MASSIMA: Corrisponde al regime in cui il motore riesce ad aspirare la maggior quantità di miscela fresca per ciascun ciclo, producendo la massima forza sul cielo del pistone.

Cos'è e come funziona: la CANDELA

La candela è il componente che produce una scintilla che determina l’accensione della miscela aria/benzina presente all’interno della camera di scoppio. La candela è alloggiata sulla testa e ha inoltre il compito di chiudere la camera di scoppio, essa è sempre accessibile per la manutenzione in quanto è un componente di consumo che dovrà essere regolarmente controllata e sostituita.
La scintilla che fa scoccare lo scoppio nella camera del cilindro è data da un impulso elettrico applicato alla testa della candela che, tramite differenza di potenziale che si verifica tra egli stessa e l'alloggiamento alla testa crea lo scocco della scintilla. Questa differenza di potenziale si ha in quanto, mentre l'elettrodo centrale è carico di circa 15.000 volt, quello di massa si trova isolato dalla carica e la differenza di potenziale si scarica mediante un arco elettrico. La distanza tra i due elettrodi si attesta si solito in soli 0,6 mm

Il grado termico è la caratteristica che contraddistingue le candele e le identifica per il tipo di motore per cui sono state progettate, indica la capacità con il quale il piede dell'isolante e gli elettrodi della candela smaltiscono il calore conducendolo alla testata.
Una candela dotata di un elevato grado termico viene perciò detta "fredda", mantiene quindi "fredda la sua punta "scaricando il suo calore alla testata mentre una candela con grado termico ridotto viene considerata "calda" e tenderà quindi a non scaricare il suo calore alla testata.
L'utilizzo di un grado termico sbagliato può portare ad un surriscaldamento anomalo della radice della candela e lo sgretolamento della ceramica di cui è composto, nei casi peggiori anche alla foratura del cielo del pistone.

Vediamo come è composta internamente:

Perché ogni candela ha un grado termico diverso?
Teniamo presente che ogni motore ha delle caratteristiche e delle prestazioni differenti da ogni altro, la candela deve lavorare nelle condizioni ottimali e per questo è importante che sia "dimensionata" per lo sforzo a cui sarà sottoposta. In termini numerici le candele sono costruite in modo che per ogni determinato motore non si superino i 800°C sulla punta e non si scenda sotto i 350°C. Poiché ogni motore ha un suo carico termico, ecco che gli deve corrispondere una candela con grado opportuno. E' importante sapere sopra i 300°C i depositi carboniosi od oleosi vengono bruciati e la candela si auto-pulisce. Se però la temperatura oltrepassa gli 850°C si raggiunge una zona critica e oltre i 900°C si innesca la preaccensione in cui gli elettrodi vengono corrosi o distrutti dalla temperatura causando seri danneggiamenti al motore.

 

In questa immagine vediamo come dovrebbe presentarsi una candela in buono stato. Sicuramente ha il giusto grado termico e lavora inoltre con una buona carburazione. Presenta quindi una colorazione nocciola e non ha residui di imbrattamento che ne impediscono il corretto funzionamento.

 

 

 

Questa candela presenta invece dei principi di fusione dell'isolante posto intorno all'elettrodo, può essere causato dalla scelta di un grado termico della candela troppo caldo (difficoltà a trasmettere calore alla testa) oppure da un anticipo di accensione errato.

 

 

 

 

Candela che indica problemi di lubrificazione del gruppo termico oppure un errata scelta del grado termico. Sostituirla con una più calda in quando questa impedisce l’accumularsi del giusto calore che favorisce l’auto-pulizia dell’elettrodo.

 

 

 

 

Candela che indica eccessiva lubrificazione del gruppo termico, esso e’ dovuto alla difficoltà di smaltire una troppo alta quantità di olio miscela.

 

 

 

 

Difficile da verificarsi, ma un errato miscelaggio dell'olio da lubrificazione della miscela oppure una scelta di un olio scadente potrebbe causare questo eccessivo accumularsi di incrostazioni che alla lunga potrebbero provocare un autoaccensione dovuta alla elevata temperatura che possono raggiungere.

 

 

 

Questa e’ una candela in grado di funzionare ancora discretamente, e’ solo molto consumata! Sostituirla prestando particolare attenzione al grado termico.

 

 

In questa immagine vediamo una candela seriamente danneggiata che presenta un elettrodo fuso parzialmente. Essa è sicuramente stata scelta con un grado termico errato in quanto non conduce il calore alla testa oppure viene utilizzato un carburante errato per il motore.

 

 

 

Anche questa in immagine è una candela seriamente danneggiata che presenta uno degli elettrodi fuso parzialmente. Anche qui un grado termico errato o del carburatore con additivi troppo aggressivi.

 

 

Cos'è e come funziona: LA MARMITTA

La marmitta nel due tempi ha principalmente due funzioni:

- Allontanare dal motore i gas combusti limitando il più possibile il rumore provocato dalla fase di scoppio.
- Ottimizzare il delicatissimo processo di riempimento del cilindro con i gas freschi.

Per quanto riguarda il livello sonoro prodotto dagli scarichi dei nostri 50ini le vigenti normative fissano come soglia massima i 87 decibel a 5000 g/min, prova che viene periodicamente effettuata in fase di revisione dei veicoli oramai obbligatoria ogni due anni.
La marmitta nel motore a due tempi è importantissima inoltre per un altro aspetto legato alle prestazioni, vi siete mai chiesti come il semplice montaggio di una espansione possa portare incrementi anche del 15% sulla velocità massima?
I moderni studi hanno consentito di ottimizzare per ogni motore degli impianti di scarico in grado di migliorare di molto la qualità delle immissioni e della potenza erogata senza compromettere nulla in termici di affidabilità.

Soprattutto nel motore a due tempi, in cui non sono presenti le valvole ma sono i condotti stessi ad essere aperti e chiusi dalla corsa del pistone, un corretto dimensionamento del sistema di scarico può portare dei vantaggi migliorando il riempimento della camera di scoppio con i gas freschi provenienti dal carburatore sfruttando a proprio vantaggio le onde di pressione prodotte dalle pareti del tubo di scarico. Queste onde hanno la caratteristica di riflettersi come onde sonore negative (depressione) appena incontrano la fine di un tubo.
Quando il pistone scopre la luce di scarico i gas combusti si precipitano verso l’estremità libera dell’impianto di scarico, essi tendono a fuoriuscire per effetto della differenza di pressione esistente fra la camera di scoppio e l'atmosfera.
Spostandosi per fuoriuscire, i gas combusti provocano un'onda di pressione che se accuratamente controllata dalle geometrie della forma della marmitta possono essere rifratte verso la luce di scarico, attenzione non i gas combusti, ma le onde di pressione!
Il pistone nella fase immediatamente dopo lo scarico si trova in posizione di discesa all'interno del cilindro, per un attimo sia la luce di scarico che di alimentazione entrambe aperte. Ora potrebbe capitare che un eccesso di pressione provocata dal pistone che sposta le masse di gas freschi pronti per la successiva combustione possano far fuoriuscire gli stessi dalla luce di scarico ancora aperta.
Ecco di seguito uno schema di una marmitta espansione classica, dalla configurazione detta "cono e controcono"

Ecco che le onde alternate di pressione e depressione prodotte dalla marmitta possono essere utilizzate per migliorare la fuoriuscita dei gas combusti e frenare l'uscita di quelli freschi che li seguirebbero.
Il tutto avviene ovviamente in frazione di secondo.
Le moderne tecnologie hanno fatto si che sia possibile studiare i diametri e le lunghezze più vantaggiose al fine di sfruttare al meglio questo fenomeno per migliorare il coefficiente di riempimento della camera di scoppio.

Cos'è e come funziona: L'ALBERO MOTORE

L'albero motore ha il delicato compito di trasformare il moto alternato del pistone all'interno della camicia del cilindro in un moto rotatorio tale da essere sfruttato dal cambio che produce il moto alla ruota.

Nella figura seguente possiamo notare come sia formato l'albero; abbiamo principalmente i due perni di banco che lo sostengono durante la rotazione, le spalle che hanno una funzione di bilanciamento e sostegno della biella che è saldamente vincolata al pistone nella parte superiore e a esse nella parte inferiore.

Nel particolare lo schema mostra l'elaborazione consigliata sugli alberi originali per migliorare l'afflusso di benzina più consistente richiesto da cilindrate maggiori.

Gli alberi dei motori a due tempi sono progettati per consentire una migliore fluido-dinamica in fase di aspirazione, un corretto dimensionamento della camera di manovella fa sì che la benzina fresca pronta per la combustione sia spostata all'interno dei travasi di aspirazione con maggiore facilità e velocità.
La tecnica della Vespa, utilizza come mezzo di alimentazione della camera di scoppio, l'ammissione dei gas mediante un metodo detto a valvola rotante, è cioè ricavato nella spalla destra dell'albero motore un accesso che ruotando apre e chiude i condotti ricavati nei carter mettendoli in comunicazione diretta con la camera di scoppio regolando l'afflusso dei gas.
L'albero motore è fissato ai carter che ne sostengono il moto mediante due perni che scorrono su due cuscinetti detti di banco. I cuscinetti hanno bisogno di una regolare e continua lubrificazione, che contrariamente ai motori a 4 tempi in cui l'olio lubrificante è contenuto nel basamento, la lubricità è data la miscela aria/benzina che transita all'interno della camera di manovella. La benzina come ben sappiano è preventivamente preparata con una particolare percentuale di olio che servirà proprio a mantenere uno strato aderente agli organi in movimento. La Vespa ha usato fino alla fine degli anni '60 sistemi di alimentazione che rendevano necessaria la lubrificazione con miscele al 5% di olio.

Cos'è e come funziona: IL VOLANO

Il motore a scoppio due tempi durante un suo ciclo completo effettua un giro completo, ossia 360°. In un solo dei due tempi si verifica una fase "utile", cioè una fase in cui si produce energia che diventerà moto rotatorio.
Ciò vuol dire che riceve una forza attiva provocata dallo scoppio solo quando discende dopo tale fase, mentre ne assorbe durante la risalita. Potremmo dire quindi che l'albero motore riceve una spinta attiva in fase di discesa e una passiva in fase di risalita provocando una serie di picchi della velocità di coppia dell'albero stesso.

Per evitare il problema legato ai bruschi cambiamenti di velocità, per rendere quindi il più possibile omogeneo il moto dell'albero si è adottata la tecnica del volano: un grosso disco che collegato meccanicamente ad una estremità dell'albero motore assorbe energia meccanica durante le fasi utili per restituirla durante quelle passive. Il VOLANO serve quindi per regolarizzare la rotazione dell'albero.
E' molto importante per il funzionamento del motore un giusto dimensionamento sia del peso che della disposizione delle masse. Tramite questi due paramenti si può facilmente correggere il "carattere" del motore cambiando di molto la curva di erogazione che diventerà più brusca con un volano con un momento d'inerzia basso e più dolce con un volano con momento d'inerzia alto.
Teniamo bene a mente che il peso di questa massa sospesa non influisce praticamente nulla sulla potenza totale del motore, ma ne determina solamente la quantità di energia che deve impiegare il motore per variare il regime di giri.

Cos'è e come funziona: L'ACCENSIONE A MAGNETE

I motori a due e 4 tempi sono detti a "scoppio comandato" poiché la detonazione avviene per via di un segnale elettrico che inviato alla candela produce la scintilla, cosa che non avviene per esempio nei motori diesel in cui il carburante si incendia per compressione.
La corrente elettrica necessaria per lo scoccare della scintilla viene prodotta dallo sfruttamento del fenomeno di induzione magnetica provocato da tre magneti permanenti incassati nel corpo del volano (ROTORE) che ruotando genera nell'avvolgimento sistemato su un nucleo di ferro fisso (STATORE), la corrente necessaria per l'accensione.
Il tutto ha la forma di un volantino ed è calettato direttamente sull'albero motore contribuendo, a causa del notevole peso distribuito lungo la sua periferia, ad aumentare il momento d'inerzia delle masse del motore in moto rotatorio e quindi a compiere la funzione regolare di coppia che è propria del volano.
Lo statore è costituito invece da un nucleo ferromagnetico, di solito un pacchetto di lamierini di ferro dolce, su cui è avvolta una bobina di filo elettrico isolato costituente l'avvolgimento primario (poche spire di filo grosso) e un'altra bobina di filo elettrico isolato costituente l'avvolgimento secondario (molte spire di filo sottile); il tutto è completato dalla presenza del ruttore (le puntine), cioè di un interruttore azionato dall'l'albero motore, avente la funzione di interrompere ciclicamente la corrente nell'avvolgimento primario allo scopo di creare l'extracorrente di apertura che, opportunamente amplificata nel secondario, andrà poi ad alimentare la candela.
Nelle vespe più datate e nei modelli più economici il tipo di impianto più comune è quello detto "a bobina", in cui si crea una tensione di 10.000-15.000 V che applicata direttamente alla candela produce l'arco elettrico tra i due elettrodi.
La bobina al ALTA TENSIONE è a sua volta alimentata da un segnale a 6 Volt proveniente dalla bobina interna al volano detta di accensione che produce appunto il segnale in corrente continua.
In foto vediamo un vecchio piatto bobine di una Vespa VL1T del 1956.

Quasi sempre il volano-magnete ha una terza funzione, è cioè un volano-magnete-alternatore, in grado pertanto di fornire energia elettrica all'impianto elettrico della moto o alimentando direttamente le varie lampadine e il clacson o indirettamente inviando corrente a una batteria, corrente opportunamente raddrizzata dal momento che la batteria si nutre di corrente continua mentre il volano-magnete-alternatore produce corrente alternata.

Cos'è e come funziona: LA TRASMISSIONE

I limiti più sentiti dei motori a scoppio sono la loro impossibilità a sfruttare l’energia da loro prodotta sotto un certo numero di giri, (basti pensare alle partenze da fermo dai 500 ai 900 giri al minuto, a seconda del tipo di propulsore) e il bisogno del continuo variare del rapporto di coppia/numero di giri in funzione delle necessità della trazione.
Queste due funzioni sono rispettivamente assolte dalla frizione, un meccanismo che rende graduale il collegamento con gli organi che trasmettono il moto alle ruote, e il cambio di velocità, un insieme di ingranaggi che danno la possibilità di cambiare il rapporto di moltiplicazione della coppia che viene trasmessa alle ruote in concomitanza con il numero di giri con cui sta operando il motore.
Vediamo ora nel particolare:

La frizione.

Come detto in precedenza la coppia trasmessa alle ruote ha bisogno di essere regolata per mezzo di un dosatore che le permetta di essere trasportata in modo progressivo sugli ingranaggi del cambio. In questo modo si possono evitare picchi di potenza che renderebbero difficile da utilizzare il veicolo e che potrebbero danneggiare gli organi rotanti.
La frizione ha dunque la facoltà di mettere in comunicazione albero motore e cambio o di isolarli completamente all'occorrenza in modo graduale, cosa importante oltre che per le partenze anche per i cambi di marcia a veicolo in movimento.
La frizione e’ comandata dal pilota, sui veicoli Vespa e sulla maggior parte dei motoveicoli essa e’ posta sul manubrio a sinistra ed e’ collegata al motore mediante un cavo metallico.
La frizione è composta da una serie di dischi alternati di due dimensioni: alcuni sono collegati direttamente sull' albero motore e altri sono calettati sulla campana di entrata del cambio. A frizione non innestata la molla di tensione spingendo i vari dischi uno contro l'altro aumenta l'attrito che si crea fra di loro impedendone lo slittamento. Per aumenta l'attrito i dischi sono comunque provvisti di materiale anti-frizione che contribuiscono a renderli solidali gli uno agli altri in modo da scaricare completamente il movimento dell'albero sugli ingranaggi del cambio. Nel caso di cambio di marcia o partenza da fermo il comando posto sul manubrio crea una forza che contrasta la molla spingidisco che rilasciandoli diminuisce l'attrito che impedisce lo slittamento che evita la comunicazione del moto.

Il Cambio di velocità.

La possibilità di scelta del rapporto di coppia in base al numero di giri effettuati dal motore da la possibilità di disporre di elevate potenze anche a velocità piuttosto basse. Tramite il cambio di velocità azionato dalla manopola del manubrio il pilota sceglie l’ingranaggio moltiplicatore da azionare per trasmettere il moto sulla ruota.
Questo gruppo di ingranaggi collegati fra loro forniscono all'albero di uscita una velocità di rotazione maggiore o minore di quella dell'albero di entrata. Cambiando con il selettore gli degli ingranaggi che stanno lavorando (il cambio di marcia) ho la possibilità di sceglierne uno con dimensioni maggiori o minori a seconda del tipo di sforzo che intendiamo far affrontare al motore.
Innestando una marcia bassa, si ottiene una coppia motrice più alta di quella prodotta dal motore, tutto questo a discapito della velocità di rotazione che è minore di quella dell'albero motore, caso inverso succede innestando marce alte in cui si ottiene una velocità piu’ bassa dell’albero motore che viene però sfruttata con un coefficiente di moltiplicazione maggiore dato dalle dimensioni dall’ingranaggio maggiori.

Se i due raggi delle ruote sono uguali, la coppia trasmessa sarà uguale, se il raggio della ruota motrice è minore del raggio della ruota condotta allora la coppia cresce in maniera proporzionale, con questo metodo si incrementa la coppia, però diminuisce la velocità che si può trasmettere, caso inverso succede se abbiamo la ruota motrice con un raggio maggiore della ruota condotta, in questo caso abbiamo che la coppia trasmessa sarà minore mentre la velocità sarà maggiore.

Quindi la potenza erogata dal motore NON può essere fatta variare per mezzo di dispositivi come il cambio; quest'ultimo e’ altro che un MOLTIPLICATORE di coppia.

 

Ringraziamo per gli schemi del motore

http://www.vesparestauro.it

 

◄ BACK