Il pistone

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Al pistone spetta il compito di sfruttare l’energia creata dalla combustione dando movimento agli altri componenti: la biella, il manovellismo, la distribuzione, gli accessori, la trasmissione.

Le parti che lo compongono sono: Il cielo, la parte rivolta verso la camera di scoppio. Il mantello, la parete laterale. Gli incavi delle fasce elastiche. Il foro dello spinotto.

Anche se nel tempo sono stati trovati altri disegni per la sua forma, rimane valida quella apparentemente cilindrica sfruttata sin dalle origini.

Dico “Apparentemente” perché mentre un cilindro presenta delle pareti parallele, il pistone ha invece il mantello rastremato verso il cielo, dove dà origine ad un diametro inferiore, se pure di misura appena percettibile, rispetto alla base del mantello.

Questo si rende necessario per l’enorme differenza di temperatura, e conseguentemente di dilatazione termica, che si ha sul cielo, esposto in camera di combustione, e alla sua base, scaldata in modo indiretto per induzione e raffreddata dai vapori d’olio (o da getti predisposti, nei casi di impiego gravoso).

Oltretutto, nella parte alta del pistone, vi trovano posto le fasce elastiche, a cui spetta il compito di garantire la tenuta dei gas e impedire all’olio che lambisce il mantello di trafilare in camera di combustione, per cui non è necessario che abbia una tenuta ermetica, ma anzi, un minimo gioco riduce fortemente gli attriti a tutto vantaggio della potenza.

Il cielo del pistone può essere concavo quando gli viene ricavata la camera di combustione. Piano, per le camere a valvole in linea. Più o meno convesso nelle camere emisferiche e sagomato con gli spazi per la libertà di movimento delle valvole per le testate a 4 o più vlvole.

Il foro dello spinotto non è perfettamente centrale al mantello ma disassato, normalmente di un millimetro per i comuni motori automobilistici. Questo permette, quando il pistone si trova al Punto Morto Superiore, di avere la biella già inclinata a favore della rotazione dell’albero motore.

La parte di mantello che si usura è quella sulla perpendicolare dello spinotto, dal lato opposto alla rotazione del motore (rotazione destrosa, usura sul lato sinistro e viceversa). Questo perché l’inclinazione e la resistenza della biella, portano ad aggravare la spinta sulla parete del cilindro sul lato contrapposto alla posizione del perno di manovella. La biella risulta quindi inclinata e questo impedisce che la pressione esercitata sul pistone si scarichi tutta sul perno di manovella.

Per conoscere l’usura del pistone bisogna confrontare il diametro sulla perpendicolare dello spinotto (la parte che come abbiamo visto è soggetta a usura) con il diametro direttamente sopra o sotto lo spinotto (la parte che non effettua lavoro meccanico) con un micrometro centesimale,

Per esigenze di lavorazione e per le ristrette tolleranze, i pistoni non sempre hanno tutti i diametri uguali al centesimo di millimetro. Sono di diametro nominale dichiarato dalla casa come misura dell’alesaggio, ma vengono divisi in classi da abbinarsi con la misura delle canne.

Per cambiare un pistone, non basta quindi avere la misura dell’alesaggio, ma anche la classe del pistone.

Mi spiego con un esempio:

Supponiamo di avere un alesaggio nominale di 80 millimetri e un gioco tra cilindro e pistone tra i 0.02 e gli 0.04 millimetri (almeno 2, non più di 4 centesimi).

Lavorare un cilindro e un pistone con la precisione centesimale richiesta da una  tolleranza così ristretta, sopratutto per motori stradali di grande serie, risulta molto dispendioso per le case costruttrici.

La soluzione è quella di produrre dei cilindri la cui misura possa variare tra i 79.90 e gli 80 millimetri, e produrre serie di pistoni con misure comprese tra i 79.86 e i 79.98 e poi abbinarli per classi.

I pistoni di classe 1 avranno misure comprese ta i 79.86 e i 79.88 e andranno abbinati con cilindri di misure comprese tra i 79.90 e i 79.92 che saranno nominati anche loro di classe 1. La classe 2 vedrà pistoni di diametro compreso tra i 79.88 e i 79.90 abbinati a cilindri da 79.92 a 79.94 e così via per le altre classi.

Le classi possono essere nominate con numeri, lettere dell’alfabeto, colori, a secondo delle scelte della casa madre.

Diventa facile comprendere che un pistone di classe 1 avrà troppo gioco in un cilindro di classe 3. E non scorrerà affato un pistone di classe 3 in un cilindro di classe 1.

Prima di acquistare dei nuovi pistoni per il nostro motore dobbiamo quindi conoscere la classe dei nostri cilindri o, se i cilindri vengono lavorati, di che classe sono diventati.

Sono agevolati i motori con canne riportate in umido, che possono essere smontate dal monoblocco. In quel caso si acquista il kit che comprende canna, pistone e fasce e si va sul sicuro.

Lo Zingaro

 

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