Che cosa sono le bronzine?

Come sono fatte le bronzine, a che cosa servono e quali sono le fasi critiche del loro funzionamento

13 ottobre 2020 - 8:00

Dopo aver parlato dei cuscinetti volventi, nella puntata di oggi della nostra rubrica di tecnica ci occuperemo delle bronzine. I componenti che solo apparentemente sembrano banali ma sono frutto di una tecnologia molto evoluta. Le bronzine devono sopportate sollecitazioni molto elevate e devono soddisfare requisiti tecnici ben precisi. Si trovano nei motori a quattro tempi dotati di albero a gomiti monolitico con cuscinetti di banco e di biella del tipo a guscio sottile, le bronzine. La bronzina, quindi, è un’altra tipologia di cuscinetto, molto specifica, che lavora in regime di lubrificazione idrodinamica. Il perno dell’albero che galleggia all’interno del cuscinetto, supportato da un velo d’olio di consistente spessore, mantiene sempre separate le irregolarità delle due superfici. Ecco come funzionano le bronzine e perchè si usurano.

Articolo aggiornato il 13 ottobre 2020 alle ore 8:00

ATTRITO, USURA E LUBRIFICAZIONE NEL MOTORE

Con la lubrificazione si evitano i contatti metallici diretti, si rende trascurabile l’usura delle parti interessate e si porta l’attrito a valori bassi. In questo modo, non essendoci alcuno strisciamento, la resistenza al movimento è solo quella dovuta all’interno del fluido. La lubrificazione avviene quando, in presenza di una quantità adeguata di liquido lubrificante, superata una certa velocità di rotazione, si crea un vero e proprio cuneo d’olio con il conseguente distacco tra le superfici metalliche. In condizioni di attrito limitato, invece, il carico è supportato dalle asperità superficiali a contatto e l’olio contribuisce a limitare l’attrito con la sua scivolosità ma all’atto pratico non ha alcuna portanza.

DIVERSI TIPI DI LUBRIFICAZIONE E BRONZINE

Il coefficiente di attrito dell’olio motore è compreso tra 0,08 e 0,30 e lo spessore del film lubrificante è pressoché trascurabile. Quando aumenta la velocità relativa, rimanendo invariati la viscosità dell’olio e il carico, i contatti metallici diventano intermittenti poiché l’olio inizia a esercitare una funzione portante, cosicché si toccano solamente le asperità superficiali più pronunciate e il carico viene supportato sia da queste che dal lubrificante. Così il coefficiente di attrito scende fino a 0,02-0,10 e lo spessore del velo aumenta. In questa situazione si parla di lubrificazione mista. Quando la velocità aumenta ancora, inizia il vero e proprio galleggiamento, con lo spessore dell’olio che separa completamente le due superfici metalliche. Questa è la lubrificazione idrodinamica, con un coefficiente d’attrito compreso tra 0,01 e 0,03.

L’AVVIAMENTO E’ LA FASE PIU’ CRITICA

Il perno dell’albero è collocato all’interno della bronzina con un piccolo gioco diametrale, che quando il motore è spento, poggia sul materiale antifrizione della bronzina, che è rimasto unto dall’olio. Quando si avvia il motore e inizia la rotazione, le condizioni di attrito sono al limite. Il perno ruota all’interno del cuscinetto, inizia ad arrivare l’olio che riempie tutto lo spazio tra perno e bronzina (meato) e la velocità aumenta. Il perno, con un’azione a cuneo, trascina l’olio sotto di sé e si sposta dall’altro lato con un movimento eccentrico. In questa situazione il gioco non è uniforme. Così si forma un cuneo di olio in pressione che solleva il perno configurando una zona di minimo spessore del velo lubrificante. In questo frangente la pompa dell’olio è chiamata a un lavoro continuo per mantenere il meato pieno d’olio, il quale tende a sfuggire lateralmente al cuscinetto, dopo aver svolto la propria azione e sottratto una consistente quantità di calore.

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