Raffreddamento.Le esplosioni, secondo il Witz, avvengono ad una temperatura che si può ritenere di circa 2000° e per quanto nell'espansione si abbia un abbassamento sensibile, ne verrebbe che in breve tempo gli oli di lubrificazione si decomporrebbero, dilatazioni assai sensibili si produrrebbero nelle varie parti del motore; le valvole, e specialmente quella di scappamento, non funzionerebbero più regolarmente e il motore presto sarebbe fuori servizio.Ad evitare questo fatto si ricorre al raffreddamento delle pareti del cilindro e delle valvole mediante dispositivi convenienti.Giova notare però, che il raffreddamentonon deve essere spinto oltre un certo grado, perchè, come si è già fatto notare, esso porta ad una diminuzione nel rendimento del motore producendo una perdita nella utilizzazione delle calorie del combustibile.Pei motori di piccola potenza per motociclette, il raffreddamento è generalmente ottenuto mediante alette piane od ondulate, le quali hanno lo scopo di aumentare la superfice lambita dall'aria. Queste alette possono essere di ghisa fuse col cilindro, oppure di rame od alluminio applicate al cilindro di riporto.Quando la potenza del motore non oltrepassa i 3 o 4 cavalli, si suole usare il raffreddamento ad alette, limitando le alette alla sola camera di compressione per le potenze inferiori. In America invece, si suole usare il raffreddamento ad alette anche per motori di potenza ragguardevole oltre i 20 HP a più cilindri.Nella fig. 42 è indicato in sezione un motore per motociclette da 23⁄4HP col relativo raffreddamento ad alette e tutti gli accessori: carburatore, candela, volante, distribuzione a valvola di ammissione automatica e valvola di scappamento comandata.Fig. 42.Pei motori a più cilindri e talvolta anche per quelli ad un sol cilindro per motocicletta, si fa uso in generale di raffreddamento ad acqua e i cilindri vengono muniti di intercapedine, sulla quale viene a circolare l'acquao per il principio della differenza di densità che presentano l'acqua fredda e l'acqua calda o per l'azione di una pompa; l'acqua poi, una volta riscaldata al contatto delle pareti del cilindro, va a raffreddarsi in un appositorecipiente a grande superfice di raffreddamento, dove spesso si fa passare corrente d'aria con ventilatore e che si chiamaradiatore.Fig. 43.Col primo sistema dettoa termosifone, indicato schematicamente nella fig. 43, l'acqua calda, più leggera della fredda, si viene a portare nella parte più alta del radiatore, il quale è posto ad un'altezza superiore al motore e la parte più alta di esso comunica colla parte più alta dell'intercapedine del motore e la parte inferiore colla parte più bassa, come si vede nella figura. L'acqua del recipiente R del radiatore, per differenza di livello, riempie l'intercapedine dei cilindri, si scalda, e si porta alla parte superiore del radiatore dove si raffredda.Per avere circolazione d'acqua attiva, occorreuna differenza di livello fra la parte superiore dell'intercapedine e il livello dell'acqua nel radiatore e comunicazioni fatte con tubi di grosso diametro senza gomiti di piccolo raggio.La circolazione d'acqua con pompa è quella più usata.Fig. 44.Nella fig. 44 è indicato schematicamente il complesso degli organi di raffreddamento con pompa. Si ha un recipiente R, una pompa P, un radiatore e le tubazioni di comunicazione. Il più delle volte il radiatore fa da recipiente.I vari apparecchi possono occupare posizioni relative differenti da quelle indicate in figura.Le pompe possono essererotative(fig. 45)o centrifughe(fig. 46). Le prime sono semplici, ma non possono girare a velocità superiore ai 600 giri al primo, quindi occorre un ingranaggiodi riduzione girando il motore a 1000 e più giri; si ha in esse un consumo grande dei denti, sono però semplici e di funzionamento sicuro; quelle centrifughe sono pure semplici ed hanno meno usura e possono girare a grande velocità, però esse debbono essere poste sotto al recipiente d'acqua e hanno minor regolarità e sicurezza di funzionamento delle altre.Fig. 45.Fig. 46.Altro tipo di pompa molto usato è quello a palette; le palette sono spinte per mezzo di molle (fig. 47).Fig. 47.Raffreddatore o radiatore.— Dovendo il raffreddatore diminuire la temperatura dell'acqua che esce dalla camicia del motore in misura sufficiente prima che rientri nella camicia stessa, devesi ritenere migliore quel radiatore nel quale questo effetto si ottiene nel grado conveniente e colla minor quantità d'acqua, e in modo che l'acqua si mantenga sempre ad una temperatura di alquanto inferiore al grado di ebollizione; praticamente l'acqua dovrebbe uscire dal raffreddatore con una temperatura non superiore a 60° o 70°.Il radiatore può essere costituito da un tubo piegato a serpentino sul quale sono poste di riporto tante alette piane od ondulate, le quali hanno l'ufficio di aumentare la superficie di raffreddamento. L'aria fredda è talvolta spinta da apposito ventilatore.I radiatori più usati sono quelli anido d'api(fig. 48) che consistono in un recipiente attraversato da un numero grandissimo di tubi (varie migliaia) per i quali passa una corrented'aria attivata da un ventilatore comandato con cinghia o catena dall'albero motore. Pel passato occorreva il cambio dell'acqua ogni 20 Km., oggi invece con tale sistema si possono percorrere circa 660 Km. senza bisogno di cambiarla nè di aggiungerne; 10 litri d'acqua sono sufficienti per raffreddare un motore di 24 HP.Fig. 48.Smorzatore o silenziatore.— Alla fine della corsa motrice dello stantuffo, i gas di scoppio hanno una pressione ancora superiore all'atmosferica e una temperatura ancora elevata.I detti gas, uscendo dalla valvola di scappamento, ed espandendosi bruscamente nell'atmosfera senza alcun intermediario, darebbero luogo ad un rumore simile a quello di una esplosione; si comprende quanto disturbo arrecherebbe questo fatto tanto più pronunziatoquanto maggiore è la velocità con cui marcia il motore. Ad impedirlo si fa uso di un apparecchio dettosilenziatoreosmorzatore.Con esso si cerca di attenuare il detto rumore, coll'impedire ai gas di espandersi in modo brusco nell'atmosfera, col farli prima immagazzinare in un recipiente di diametro maggiore del tubo di scappamento e coll'obbligarli a percorrere un cammino sinuoso col mezzo di tramezzi posti in modi differentissimi dentro al detto tubo o col farli attraversare pareti forate. In conclusione, collo smorzatore si viene a diminuire di alquanto la velocità di uscita dei gas e contemporaneamente a raffreddarli e a far loro perdere la forza viva gradatamente prima di espandersi liberamente nell'atmosfera[11].Fig. 49.Nella fig. 49 sono indicati varî tipi di silenziatori. Le frecce indicano il percorso dei gas.
Le esplosioni, secondo il Witz, avvengono ad una temperatura che si può ritenere di circa 2000° e per quanto nell'espansione si abbia un abbassamento sensibile, ne verrebbe che in breve tempo gli oli di lubrificazione si decomporrebbero, dilatazioni assai sensibili si produrrebbero nelle varie parti del motore; le valvole, e specialmente quella di scappamento, non funzionerebbero più regolarmente e il motore presto sarebbe fuori servizio.
Ad evitare questo fatto si ricorre al raffreddamento delle pareti del cilindro e delle valvole mediante dispositivi convenienti.
Giova notare però, che il raffreddamentonon deve essere spinto oltre un certo grado, perchè, come si è già fatto notare, esso porta ad una diminuzione nel rendimento del motore producendo una perdita nella utilizzazione delle calorie del combustibile.
Pei motori di piccola potenza per motociclette, il raffreddamento è generalmente ottenuto mediante alette piane od ondulate, le quali hanno lo scopo di aumentare la superfice lambita dall'aria. Queste alette possono essere di ghisa fuse col cilindro, oppure di rame od alluminio applicate al cilindro di riporto.
Quando la potenza del motore non oltrepassa i 3 o 4 cavalli, si suole usare il raffreddamento ad alette, limitando le alette alla sola camera di compressione per le potenze inferiori. In America invece, si suole usare il raffreddamento ad alette anche per motori di potenza ragguardevole oltre i 20 HP a più cilindri.
Nella fig. 42 è indicato in sezione un motore per motociclette da 23⁄4HP col relativo raffreddamento ad alette e tutti gli accessori: carburatore, candela, volante, distribuzione a valvola di ammissione automatica e valvola di scappamento comandata.
Fig. 42.
Fig. 42.
Pei motori a più cilindri e talvolta anche per quelli ad un sol cilindro per motocicletta, si fa uso in generale di raffreddamento ad acqua e i cilindri vengono muniti di intercapedine, sulla quale viene a circolare l'acquao per il principio della differenza di densità che presentano l'acqua fredda e l'acqua calda o per l'azione di una pompa; l'acqua poi, una volta riscaldata al contatto delle pareti del cilindro, va a raffreddarsi in un appositorecipiente a grande superfice di raffreddamento, dove spesso si fa passare corrente d'aria con ventilatore e che si chiamaradiatore.
Fig. 43.
Fig. 43.
Col primo sistema dettoa termosifone, indicato schematicamente nella fig. 43, l'acqua calda, più leggera della fredda, si viene a portare nella parte più alta del radiatore, il quale è posto ad un'altezza superiore al motore e la parte più alta di esso comunica colla parte più alta dell'intercapedine del motore e la parte inferiore colla parte più bassa, come si vede nella figura. L'acqua del recipiente R del radiatore, per differenza di livello, riempie l'intercapedine dei cilindri, si scalda, e si porta alla parte superiore del radiatore dove si raffredda.
Per avere circolazione d'acqua attiva, occorreuna differenza di livello fra la parte superiore dell'intercapedine e il livello dell'acqua nel radiatore e comunicazioni fatte con tubi di grosso diametro senza gomiti di piccolo raggio.
La circolazione d'acqua con pompa è quella più usata.
Fig. 44.
Fig. 44.
Nella fig. 44 è indicato schematicamente il complesso degli organi di raffreddamento con pompa. Si ha un recipiente R, una pompa P, un radiatore e le tubazioni di comunicazione. Il più delle volte il radiatore fa da recipiente.
I vari apparecchi possono occupare posizioni relative differenti da quelle indicate in figura.
Le pompe possono essererotative(fig. 45)o centrifughe(fig. 46). Le prime sono semplici, ma non possono girare a velocità superiore ai 600 giri al primo, quindi occorre un ingranaggiodi riduzione girando il motore a 1000 e più giri; si ha in esse un consumo grande dei denti, sono però semplici e di funzionamento sicuro; quelle centrifughe sono pure semplici ed hanno meno usura e possono girare a grande velocità, però esse debbono essere poste sotto al recipiente d'acqua e hanno minor regolarità e sicurezza di funzionamento delle altre.
Fig. 45.
Fig. 45.
Fig. 46.
Fig. 46.
Altro tipo di pompa molto usato è quello a palette; le palette sono spinte per mezzo di molle (fig. 47).
Fig. 47.
Fig. 47.
Raffreddatore o radiatore.— Dovendo il raffreddatore diminuire la temperatura dell'acqua che esce dalla camicia del motore in misura sufficiente prima che rientri nella camicia stessa, devesi ritenere migliore quel radiatore nel quale questo effetto si ottiene nel grado conveniente e colla minor quantità d'acqua, e in modo che l'acqua si mantenga sempre ad una temperatura di alquanto inferiore al grado di ebollizione; praticamente l'acqua dovrebbe uscire dal raffreddatore con una temperatura non superiore a 60° o 70°.
Il radiatore può essere costituito da un tubo piegato a serpentino sul quale sono poste di riporto tante alette piane od ondulate, le quali hanno l'ufficio di aumentare la superficie di raffreddamento. L'aria fredda è talvolta spinta da apposito ventilatore.
I radiatori più usati sono quelli anido d'api(fig. 48) che consistono in un recipiente attraversato da un numero grandissimo di tubi (varie migliaia) per i quali passa una corrented'aria attivata da un ventilatore comandato con cinghia o catena dall'albero motore. Pel passato occorreva il cambio dell'acqua ogni 20 Km., oggi invece con tale sistema si possono percorrere circa 660 Km. senza bisogno di cambiarla nè di aggiungerne; 10 litri d'acqua sono sufficienti per raffreddare un motore di 24 HP.
Fig. 48.
Fig. 48.
Smorzatore o silenziatore.— Alla fine della corsa motrice dello stantuffo, i gas di scoppio hanno una pressione ancora superiore all'atmosferica e una temperatura ancora elevata.
I detti gas, uscendo dalla valvola di scappamento, ed espandendosi bruscamente nell'atmosfera senza alcun intermediario, darebbero luogo ad un rumore simile a quello di una esplosione; si comprende quanto disturbo arrecherebbe questo fatto tanto più pronunziatoquanto maggiore è la velocità con cui marcia il motore. Ad impedirlo si fa uso di un apparecchio dettosilenziatoreosmorzatore.Con esso si cerca di attenuare il detto rumore, coll'impedire ai gas di espandersi in modo brusco nell'atmosfera, col farli prima immagazzinare in un recipiente di diametro maggiore del tubo di scappamento e coll'obbligarli a percorrere un cammino sinuoso col mezzo di tramezzi posti in modi differentissimi dentro al detto tubo o col farli attraversare pareti forate. In conclusione, collo smorzatore si viene a diminuire di alquanto la velocità di uscita dei gas e contemporaneamente a raffreddarli e a far loro perdere la forza viva gradatamente prima di espandersi liberamente nell'atmosfera[11].
Fig. 49.
Fig. 49.
Nella fig. 49 sono indicati varî tipi di silenziatori. Le frecce indicano il percorso dei gas.