Come è fatto l’albero a gomiti

Uno degli organi meccanici più sollecitati nella parte bassa del motore è l’albero a gomiti. E’ il componente a cui viene inviata, proprio tramite bielle e pistoni, tutta l’energia meccanica che questi ultimi ricevono dai gas durante la fase di espansione. L’albero a gomiti è dotato di una serie di manovelle, o ‘gomiti’ appunto, sulle quali sono montate le bielle. Ecco come funziona e quali sono le peculiarità che lo caratterizzano.

Articolo aggiornato il 14 ottobre 2020 alle ore 8:00

L’ALBERO A GOMITI

Considerando, per semplicità, un motore monocilindrico, ci saranno due perni di banco, che sono supportati dai cuscinetti installati nei supporti di banco del basamento, due bracci di manovella e un perno di biella (o di manovella) che li collega. Solitamente, dalla parte opposta al perno di biella, i bracci di manovella si prolungano a formare dei contrappesi integrali. Altra soluzione possibile è quella che vede il gruppo contrappeso-braccio di manovella avere una forma discoidale; in questo caso si chiamano volantini.

PERNI DI MANOVELLA

Ovviamente, se aumenta il numero dei cilindri aumenta anche il numero delle bielle e quindi, di conseguenza, cresce anche il numero dei perni di manovella dell’albero e dei perni di banco, poiché l’albero a gomiti deve essere adeguatamente supportato per evitare flessioni indesiderate. Nei motori con cilindri disposti a V accade spesso che su ogni perno di manovella lavorino affiancate due bielle. Nei motori a quattro cilindri in linea, invece, l’albero è dotato di quattro perni di manovella e di cinque perni di banco. La distanza tra gli assi dei perni di biella e quello dei perni di banco, infine, viene detta raggio di manovella ed è pari della metà della corsa.

SOLLECITAZIONI MECCANICHE IN UN ALBERO A GOMITI

L’albero a gomiti è un componente molto sollecitato dal punto di vista meccanico. La sua progettazione è impegnativa, tanto quanto la sua fabbricazione, per la quale vengono solitamente impiegati acciai ad alta resistenza. Gli alberi a gomiti possono essere di tipo monolitico o composito a seconda del tipo di cuscinetti che vengono utilizzati per il banco e/o per la biella. Questi ultimi si ottengono per forgiatura, sono fatti di un solo pezzo e lavorano su bronzine.

LUBRIFICAZIONE DELL’ALBERO A GOMITI

La lavorazione dei perni di banco e di biella deve essere fatta con grande accuratezza, rispettando tolleranze geometriche e dimensionali assai ristrette. I perni, inoltre, devono avere un’elevata finitura superficiale, che viene ottenuta mediante rettifica e successiva lucidatura. Per far andare l’olio in pressione ai cuscinetti di biella, si praticano canalizzazioni che partono dai perni di banco e arrivano a quelli di manovella. La disposizione di questi fori è critica e va studiata con cura. I perni di banco, infine, devono essere tutti perfettamente allineati (coassiali) e quelli di biella devono avere il corretto posizionamento angolare e l’asse parallelo rispetto a quelli di banco.