1) meccanismo pistone-biella-manovella
2) bilanciatura mediante alberi controrotanti con motori a 4 e 6 cilindri
Alberi controrotanti o contrappesati o contralberi
Sono alberi dotati di masse eccentriche che, per compensare le vibrazioni del motore, ruotano a velocità angolare doppia ripetto a quella dell’albero motore. Se sono due, essi ruotano in senso inverso uno rispetto all’altro. Sono abbastanza comuni sui motori poco frazionati, che non possono sfruttare il numero dei cilindri per compensare le forze d’inerzia che nascono dal movimento delle varie bielle, pistoni e spinotti, cioè del moto alternato.Supponiamo che l’albero motore giri a velocità angolare costante, cosa accettabile se la vettura marcia a velocità costante. Il movimento del piede di biella (e quindi del pistone) ha, nel tempo, un andamento particolare. Infatti nei primi 90° di rotazione dell’albero motore a partire dal PMS (Punto Morto Superiore) il pistone percorre più strada che nei secondi 90°e quindi è più veloce. Il perché è facilmente intuibile pensando che se la biella fosse infinitamente lunga le due velocità (primi 90° e secondi 90° di rotazione dell’albero motore) sarebbero uguali. Se invece la biella fosse lunga come la manovella tutta la discesa si compirebbe nei primi 90° mentre nei secondi e terzi il pistone sarebbe fermo quando biella e manovella ruotano sovrapposte; negli ultimi 90° il pistone risalirebbe.In pratica si è in una situazione intermedia, col 25% di velocità in più al PMS rispetto al PMI.Dunque le forze generate dalle masse in movimento alterno sono violente al passaggio dal PMS e meno violente al passaggio dal PMI (punto morto inferiore). E’ comodo scomporle come sovrapposizione di due moti perfettamente sinusoidali uno con frequenza uguale a quella dell’albero motore (del “primo ordine”), come se la biella avesse lunghezza infinita e uno con frequenza doppia (del “secondo ordine”), seppure con intensità minore di forza d'inerzia rispetto all’altro, che fa da “correttivo”, cioè aumenta il valore al PMS e diminuisce quello al PMI. La conformazione dell’abero motore fa in modo che le forze alterne del primo ordine siano tutte naturalmente equilibrate, restano dunque da equilibrare i momenti di queste forze e forze e momenti del secondo ordine.In un motore a quattro pistoni ad albero piatto, salgono gli esterni mentre scendono gli interni e perciò si compensano perfettamente forze e coppie del primo ordine e coppie del secondo ordine; restano scoperte le forze del secondo ordine in quanto i due passaggi al PMS non sono compensati dai contemporanei passaggi al PMI. Occorrono dunque degli alberi che ruotino in senso inverso a frequenza doppia per annullarle (metodo Lanchester).Nel motore a 6 cilindri in linea invece, mentre due pistoni salgono gli altri 4 sono in posizione per cui le forze del secondo ordine si compensano e il motore è perfettamente equilibrato senza la necessità di alberi aggiuntivi.
con primo ordine e secondo ordine si intende ω e 2ω che vedete nelle formule delle velocita' e accelerazioni (forze e momenti d'inerzia) del sistema pistone biella manovella
3) schema di alberi controrotanti di equilibratura
è un ottimo documento, merita di essere messo nella saabpedia!!
