A lezione dall’ing. Mario Manganelli: La struttura del basamento motore (parte 1)

Quando ho iniziato il mio primo lavoro dopo la laurea in ingegneria mecccanica a Bologna, mi è stato affidata la progettazione di un nuovo basamento di un motore da competizione bicilindrico a V, partendo da una versione simile che si riteneva ormai obsoleta. Provai subito a capire come era stato progettato il modello precedente e quali erano stati in vincoli principali definiti dal progetto. Non avevo la possibilità di osservare basamenti di simile tipo progettati da aziende concorrenti. Questo in quanto il motore bicilindrico su cui dovevo lavorare era una porzione di un motore da competizione di F1 che aveva a quel tempo 12 cilindri. Il motore su cui dovevo lavorare, in particolare curando la ottimizzazione del nuovo modello del basamento, era a 90° di angolo tra le due singole bancate. Ho indicato singole bancate in quanto ogni bancata nel mio caso era un mono cilindrico.

Osservazione

Cercai comunque di osservare il motore V12 che a quel tempo correva nel campionato F1 con buoni risultati e di cogliere quali erano i vincoli iniziali di progetto oltre a quelli che avevo avuto dal direttore tecnico per definire nel modello 3D nuovo lo scheletro principale del motore. Quando si parte a lavorare sulla ottimizzazione di un basamento, oppure di una testa motore, che già sono stati prodotti e che quindi hanno già manifestato nella loro vita fino ad ora delle lacune o difetti ma anche aspetti decisamente positivi, è decisamente più facile. 

La sindrome del foglio bianco

Esiste infatti per tutti coloro che approcciano al primo lavoro di progettista, qualunque sia il componente oppure i componenti da progettare, la fase chiamata “sindrome del foglio bianco”. E’ in questo momento che se ci si sente progettisti “dentro”. Se si è cercato di approfondire comunque le proprie conoscenze, al di fuori del percorso universitario, osservando i competitors sia con immagini sia se abbiamo la possibilità dal vivo (come può succedere più facilmente nel settore delle moto da competizione) si riesce a esprimersi al meglio nella fase della impostazione della progettazione e nello sviluppo successivo.

Bene durevole

Infatti un elemento come il basamento è decisamente complicato in quanto è considerato anche nelle competizioni un “bene durevole”. Nel senso che vincola a seguire eventuali scelte legate al telaio oppure alla conformazione aerodinamica per esempio di una motocicletta. Come possono essere le soluzione in linea oppure a V.

Mi è servito molto tempo per capire i maggiori dettagli della progettazione di un basamento. Ma penso che il maggiore aiuto è stato quello di compilare una scheda con le misure principali del basamento che ormai stava andando in pensione. Se volessimo analizzare le misure principali potremmo così elencarle:

1) Alesaggio, corsa, interasse dei prigionieri di banco, dimensione e posizionamento dei prigionieri intesa come diametro dei filetti. Poi le dimensioni ed il posizionamento delle spine di riferimento (del sopra e sotto basamento tipica configurazione nelle competizioni). 2) l’interasse dei cilindri e lo sfasamento delle bancate che insistono sullo stesso perno di manovella. 3) Infine l’ altezza del basamento che sicuramente condiziona l’ingombro motore dal punto di vista esterno. Ma anche dal punto di vista interno la lunghezza della biella.

Il circolo dell’acqua

E’ chiaro che ci sono molte altre misure legate anche al circolo della H2O e dei passaggi dei canali di lubrificazione. Oppure raffreddamento come nel caso dei getti pistoni. Ma in generale se il basamento della edizione precedente era stato progettato in modo efficace, sia il circolo della H2O sia quello della lubrificazione vengono solamente aggiornati per migliorare lo scambio termico. Cambiando in questo caso la velocità dell’H2O, oppure aggiungendo, nel caso della lubrificazione, maggiori getti. E quindi aumentando il raffreddamento di alcuni organi molto sensibile come pistoni, spinotti e relativi accoppiamenti tribologici (1-segue. Qui la seconda parte della lezione)