Le fasce elastiche. Funzione e montaggio

Chiunque abbia aperto un motore, due o quattro tempi, si è trovato degli anelli elastici posizionati in appositi incavi attorno al pistone.

Questi anelli presentano un lato aperto che permette il montaggio negli incavi del pistone e il loro compito va dal sigillare il passaggio dei gas in camera di combustione a spostare l’olio che lubrifica e raffredda i punti di contatto tra pistone e cilindro.

Questi anelli, il cui nome tecnico è: “fasce elastiche”, che ad alcuni potrebbero sembrare marginali, sono in verità una delle parti più imortanti al fine dell’ottenimento della potenza.

Il loro numero varia da una a quattro a secondo del tipo di motore e del suo uso, ma per ora mi limiterò ad occuparmi dei motori a tre fasce elastiche; la condizione più diffusa.

 

In questo caso, la prima vicino al cielo del pistone è di compressione, la seconda di compressione e svolge anche la funzione di raschiaolio e una terza con funzione di raschiaolio.

A stabilrne la funzione è il disegno della loro sezione, che va da rettangolare per la prima e la seconda fascia e a doppio anello con molla interna per la raschiaolio.

Quando in camera di combustione avviene l’espansione, i gas percorrono i fianchi del pistone e raggiungono la prima fascia, la spingono verso il basso ed essendo più leggera e con meno resistenze del pistone, questa si sposta nel suo incavo a si appoggia con la faccia inferiore sul pistone, lasciando uno spazio superiore dove i gas transitano sino a dietro la fascia spingendola contro il cilindro.

Ed è proprio questa spinta a generare l’attrito sul cilindro e la tenuta dei gas. Non l’elasticità intrinseca della fascia, ecco perché si tende a farle il più sottili possibile; minor superficie a contatto col cilindro = minor attrito.

La fascia raschiaolio ha un compito simile ma rovesciato: invece di lavorare con dei gas in pressione, lavora con olio in depressione (come spiego qui).

L’olio che viene spruzato sui cilindri non deve entrare in camera di combustione, quindi la fascia raschiaolio lo toglie là dove ormai non serve più, dalla zona del mantello che non striscia contro il cilindro (il pistone non è perfettamente cilindrico, in prossimità del cielo è più stretto) e il suo incavo nel pistone presenta dei fori che scaricano l’olio raccolto al suo interno raffreddandolo.

La seconda fascia sopperisce alle mancanze di compressione della prima e sopratutto (al contrario di quanto si possa pensare) a quelle della rasciaolio.

Il compito delle fasce è quindi quello di mantenere separati gli ambienti del carter, contenente l’olio in sospensione, e la camera di combustione.

Passaggi di olio in camera di combustione inquinano la miscela di aria e benzina e formano residui che possono bloccare o impedire il corretto lavoro delle fasce di compressione, lasciando trafilare la fiamma lungo il mantello del pistone, causando grippaggi dello stesso.

Le fasce di compressione servono a trattenere la spinta dei gas e, sopratutto la prima, la fiamma di combustione

Montaggio.

Prima di montare un qualsiasi componente del motore questo va sempre controllato. Anche se il fornitore è supergarantito, un meccanico serio si accerta sempre che tutto corrisponda ai parametri stabiliti in sede di progetto dal costruttore del motore o dal fornitore del componente.

Il primo controllo da fare è la larghezza dell’apertura dell’intaglio.

Si posiziona la fascia all’interno del cilindro, ad una distanza di uno, due centimetri dal bordo accertandosi che sia perpendicolare all’asse del cilindro stesso e si misura con uno spessimetro la distanza tra le punte che alla prima fascia, per pistoni da 80 mm, è di circa 0,30 mm ( ma fanno sempre fede i dati del costruttore).

Questo gioco è necessario perché durante il funzionamento del motore si generano temperature moto alte ed essendo le fasce delle barre ricurve di metallo, subiscono un allungamento nel senso della circonferenza, che corrisponde alla lunghezza.

Più un motore sviluppa calore (come nel caso dei motori elaborati, sopratutto se viene montato un compressore), più il gioco dovrà essere amplio, poiché con l’incremento della temperatura si avrà anche un incremento della dilatazione termica.

Un gioco troppo amplio non permette la perfetta tenuta dei gas con conseguente perdita di potenza. Un gioco troppo stretto inchioderà al fascia sul cilindro bloccando il pistone.

Il controllo va effettuate per tutte le fasce nel cilindro nel quale andranno a lavorare. Questo perché ogni cilindro ha un alesaggio diverso (magari di soli pochi centesimi ma sulla circonferenza, che è di 3,1416 volte più lunga del diametro, fa la differenza) quindi richiede una diversa lunghezza della fascia.

Il secondo controllo è il gioco nella cava del pistone.

Se troppo esiguo, la dilatazione termica darà luogo al bloccaggio della fascia, con l’effetto di far trafilare i gas. Se troppo lasco; si avrà un’aspirazione di olio dal carter con le problematiche sopracitate.

Le fasce vanno inserite una alla volta usando appositi attrezzi oppure delle lamelle di metallo, facendo attenzione a non graffiare il pistone o romperle (in questo caso, nella migliore delle ipotesi, sono da sostituire tutte in blocco, in quanto non vengono fornite singolarmente ma soltanto in kit).

Una volta inserite le fasce negli incavi del pistone, queste vanno posizionate con gli intagli sfalzati.

Su questo argomento ci sono due scuole di pensiero, quella che vuole le tre fasce sfalzate a 120° e quella che vuole gli intagli a 180°.

Non è chiaro quale soluzione sia migliore. Personalmente preferisco i 180°, in quanto gli intagli restano il più lontani possibile uno dall’altro.

In entrambi i casi la prima fascia va disposta con l’intaglio il più lontano possibile dalle valvole di scarico.

Vero è che in seguito ruoteranno, ma almeno avremo scongiurato il più possibile la probabilità di allineamento degli intagli.

Nei motori a due tempi le fasce hanno una posizione di montaggio fissa, in quanto se dovessero ruotare andrebbero ad interferire con le luci di aspirazione e scarico con disastrose conseguenze.

Non di rado, dopo un periodo di rodaggio, il sostituire le fascie elastiche porta ad un incremento della potenza nell’ordine del 1-2%

Lo Zingaro.