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I MOTORI A SEI CILINDRI
Tipologie e caratteristiche
di Roberto Maurelli
 Con
questo articolo vorrei iniziare a trattare un argomento che ritengo
particolarmente interessante: il frazionamento dei motori. Quando si
progetta un propulsore, infatti, non è indifferente che questo presenti
un'architettura a due, tre, quattro, cinque, sei, otto, dieci, dodici o
sedici cilindri. E non è affatto indifferente nemmeno il fatto che
questi siano disposti a V, in linea o che siano contrapposti, magari in
posizione boxer. Tutte queste variabili sono, infatti, determinanti ai
fini delle prestazioni, dei consumi, degli ingombri, e costituiscono le
questioni principali con cui i progettisti devono misurarsi al fine
determinare il "carattere" delle loro realizzazioni.
Cominceremo questa trattazione, che ci
impegnerà per qualche tempo, con la descrizione dei motori a sei
cilindri. Questa scelta è meditata, e origina dal fatto che questo
frazionamento è molto utilizzato sia per le vetture di fascia media,
benzina o diesel, sia per alcune sportive di razza (fra tutte le Porsche
911!).
I primi motori con sei cilindri a V, quelle
oggi più diffusi, hanno iniziato ad essere prodotti in serie soltanto
durante gli anni '50 per merito della Lancia, che con essi equipaggiò
l'Aurelia, prima, e la Flaminia, poi.
In passato, in realtà, lo schema che ha
prevalso è stato quello di disporre i sei cilindri in linea. Si tratta
di un'architettura che consente, oltre ad una riduzione degli ingombri
in larghezza, anche un'erogazione di coppia più uniforme e una perfetta
e equilibratura: tanto le forze d'inerzia del primo ordine (dovute al
movimento rettilineo alternato dei pistoni) quanto quelle del secondo
ordine (determinate dall'inclinazione delle bielle) sono, infatti,
perfettamente bilanciate.
A dispetto di questi innegabili vantaggi, i
motori a sei cilindri in linea presentano anche dei limiti.
Il rovescio
della medaglia del minore ingombro in larghezza è costituito da un
aumento della taglia in lunghezza, il che risulta problematico per la
sua collocazione sulle auto a trazione anteriore.
Un altro problema è
che l'albero a gomiti è ovviamente più lungo e poggia su ben sette
supporti di banco, e ciò dà luogo a perdite per attrito ben maggiori
rispetto a quelle che si hanno in un V6.
Ecco perché molti costruttori oggi scelgono
un’architettura a V. Esternamente essa si presenta con due bancate di
tre cilindri ciascuna, quattro soli supporti di banco e un angolo tra le
bancate variabile a seconda delle scelte degli ingegneri. Esistono due
principali scuole di pensiero su questo tema. La prima predilige un
angolo di 60°, che rende il motore piuttosto compatto e garantisce una
perfetta equilibratura delle forze d'inerzia; tuttavia per quanto
riguarda le coppie, la situazione è notevolmente diversa...
La grande alternativa è che le due bancate
siano disposte a 90°. Così si può impiegare la stessa linea di
produzione degli otto cilindri (che sono sempre a V di 90°); pure in
questo caso si possono equilibrare le forze d'inerzia ma non le coppie.
E divenuta ormai celebre anche
l'architettura a cilindri contrapposti. Di essa esistono due varianti
che spesso vengono grossolanamente confuse: il motore boxer e quello a V
di 180°. In entrambi i casi gli assi dei sei cilindri giacciono su un
piano orizzontale (per questo vengono definiti "a sogliola"),
consentendo di progettare motori di altezza estremamente contenuta, a
tutto vantaggio del baricentro e, quindi, delle prestazioni della
vettura su cui saranno alloggiati. Le differenze, tuttavia, finiscono
qui poiché, nello schema boxer, i pistoni si muovono contemporaneamente
verso l'alto o verso il basso del cilindro, proprio come farebbero due
pugili sul ring. Nello schema a V di 180°, invece, quando i pistoni di
una bancata salgono, gli altri scendono e viceversa; in questo caso,
dunque, il movimento è identico quello di un qualsiasi sei cilindri a V,
mentre muta esclusivamente la disposizione degli stessi cilindri
rispetto al basamento.
Ognuna delle architetture descritte ha avuto
i suoi momenti di gloria. Il sei cilindri in linea è stato esaltato
dalla guida di Fangio nel 1957, alla guida della Maserati, e dai
successi Honda in campo motociclistico.
Lo schema a V ha trionfato,
invece in F1 (con Porsche e Honda) e a Le Mans per anni e anni. Infine,
per quanto riguarda la soluzione a sogliola, come dimenticare lo
strapotere di Porsche e Subaru?
Molte altre cose ci sarebbero da dire sul
frazionamento a sei cilindri.
Si potrebbero, ad esempio, descrivere le
tante soluzioni stravaganti che la fantasia dei progettisti ha saputo
trasformare in realizzazioni tecnicamente valide ed interessanti.
Purtroppo, però, non è possibile dilungarsi ulteriormente
sull’argomento. Gli elementi di base forniti dovrebbero comunque essere
sufficienti ad avere una panoramica abbastanza completa, tale da poter
continuare anche da soli l’approfondimento di questi temi.
Alla prossima puntata!
Roberto Maurelli |
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