11/01/2022
perche` I MOTORI 3 CILINDRI SON "SBAGLIATI", si fa per dire :
in un certo senso, anche l'Automobilista meno appassionato di Auto, si interessa di Motori; per lo meno al momento dell'acquisto.
Ed e` allora che anche i meno appassionati vengono sommersi da una miriade di dettagli che a molti possono sembrare buoni, ma quando non si hanno le dovute nozioni per capire effettivamente cosa significhino, si puo` facilmente cadere trappola dei propri ragionamenti.
Cio` che a volte puo` sembrar logico, in realta` puo` non esser la cosa piu` conveniente, ed oggi Vi parleremo di un trend di vendita che ha preso piede in Europa, malgrado molti di coloro che ne capiscono, tendono a considerare questa cosa un "problema".
PARLIAMO DEI MOTORI 3 CILINDRI, spesso sventagliati come soluzione efficiente per risparmiare carburante, perche` piu` piccoli, perche` hanno un Cilindro in meno dei classicissimi 4 Cilindri etc etc... ma la realta` e` che i Motori 3 Cilindri sono un ripiego delle case Automobilistiche per risparmiare ed offrire cio` che di fatto vogliono i Consumatori, malgrado questi non sappiano che si stanno dando la proverbiale "zappata sui piedi".
Ci spieghiamo, in passato spesso le case Automobilistiche vendevano Motori in piu` taglie:
la FIAT offriva il 1200cc 4 Cilindri ed il 1600cc 4 Cilindri, altre case offrivano il 1100cc 4 Cilindri ed il 1400cc 4 Cilindri... insomma, bene o male tutte offrivano piu` configurazioni di Motori 4 Cilindri, ma all'improvviso la selezione e` venuta a mancare.
Ma cerchiamo di partire dalle radici e spiegare:
PERCHE` I MOTORI 4 CILINDRI SONO COSI` COMUNI?
La spiegazione e` semplice, ma per capirla, dobbiamo spiegare alla veloce il concetto base del funzionamento del Motore 4 Tempi...
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{se gia` conosci le basi di funzionamento dei Motori, salta al paragrafo successivo}
Perche` si chiama Motore 4 Tempi?
Perche` il suo ciclo e` diviso in 4 Fasi...
4 Fasi da non confondere con 4 Pistoni... quindi per semplificarci la vita, prendiamo 1 Motore a 4 tempi con un singolo Cilindro.
se osservassimo un Motore con 1 singolo Cilindro, vedremmo quanto segue:
Alla base abbiamo un pezzo di metallo rotondo, l'Albero, su cui e` attaccato un Braccio, detto Gomito, che per capirsi ha la stessa funzione della Pidivella dei Pedali di una Bicicletta, e sopra a questo Pedale, c'e` la Gamba che spinge giu` che nel Motore e` chiamata Biella, ed in cima ad essa c'e` il Muscolo della Coscia che spinge... nel caso dei Motori: IL PISTONE!
E come quando Pedalate, la vostra Coscia va su e giu` facendo girare i Pedali, ma l'unico momento in cui date spinta ai Pedali, e` quando la Gamba spinge verso il basso... quando il Pedale risale, la corsa di risalita viene data dalla controspinta data dall'altra Gamba che sta spingendo in giu` dal lato opposto... sarebbe un bel casino se entrambe i Pedali girassero all'unisono, ancor peggio se aveste una Bicicletta con 1 Pedale solo perche` dovreste spingere mezzo Giro e poi sperare che il Pedale finisca l'altra meta` di giro di inerzia... sareste sfiniti dopo poche pedalate.
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ECCO, rimaniamo su questo esempio della Bicicletta Mono-Pedale, perche` la stessa cosa avviene in un Motore, ma con una certa differenza che addirittura peggiora le cose per il Motore.
Infatti se aveste una Bici Mono-Pedale, spingereste con la Gamba per mezzo giro e dovreste aspettare che il Pedale faccia l'altro mezzo giro di inerzia prima che possiate spingere di nuovo... in questo caso avremo avuto solo 2 tempi.
ma qui stiamo parlando di Motori a 4 Tempi, quindi invece di dover fare 1 Giro per ciclata, dovreste fare 2 Giri per ultimare un Ciclo... come se ad ogni spinta di Gamba, il Pedale dovesse poi fare 1 giro e mezzo di inerzia prima di tornare in posizione per esser spinto di nuovo.
Analizziamo quindi cosa avviene in un Motore 4 Tempi:
1) nella Prima fase il Pistone scende succhiando Aria e Benzina all'interno del Cilindro facendo mezzo giro;
2) nella seconda fase, il Pistone sale schiacciando la Benzina che ha prima aspirato facendo un altro mezzo giro;
3) la Benzina prende fuoco grazie alla scintilla di una candela, cio` provoca uno Scoppio cosa che SPINGE il Pistone verso il basso per un altro mezzo giro;
4) successivamente il Pistone ritorna su` di inerzia spingendo fuori i Fumi di scarico completando l'ultimo mezzo giro
Ossia, nei Motori 4 tempi, si ha solo Mezzo giro di Spinta, ma poi si deve fare un giro e mezzo di inerzia per un totale di 720 Gradi di Rotazione, mentre nel Pedale di una Bicicletta, date spinta con la Gamba per mezzo giro ed andate avanti di inerzia un altro mezzo giro totalizzando 360 Gradi di ciclo.
Ecco che quindi: se in Bicicletta avete una spinta costante avenndo 2 Pedali opposti di 180 Gradi che si alternano la spinta, in un Motore 4 tempi vi servono 4 Pedali per assicurare di avere spinta costante durante tutto il ciclo perche` dovete fare in modo che ogni mezzo giro di Rotazione, un "Pedale" inizi a spingere verso il basso.
Ed e` per questa ragione che i Motori a 4 Cilindri sono divenuti cosi` comuni:
ogni 180 Gradi, si ha un nuovo scoppio di Benzina che spingera` la rotazione del Motore di altri 180 Gradi... e matematicamente 180 x 4 = 720 gradi, che sono l'equivalente alla Rotazione del Ciclo 4 Tempi completo.
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Bene, ora che abbiamo chiarito le basi del funzionamento dei Motori a 4 Tempi, parliamo di un fattore importantissimo:
IL BILANCIAMENTO
Tornando all'esempio della Bicicletta, i Pedali sono bilanciati perche` quando un Pedale e` in basso, il Pedale opposto e` in alto ed inizia a spingere, poi quando questo che spinge arriva in basso e smette di spingere, l'altro pedale e` ora in alto, ed inizia lui a spingere... Destra - Sinistra - Destra - Sinistra...
e` equilibrato.
Ma se avessimo piu` Pedali, dovremmo assicurarci di equilibrare la spinta diversamente.
In un Motore con 4 Cilindri, se noi numerassimo i 4 Cilindri in linea da sinistra verso Destra, avremmo:
1 - 2 - 3 - 4
Ma se dessero la spinta in questo esatto ordine, sarebbe un casino perche` provocherebbe una spinta ad onda che provocherebbe vibrazioni terribili.
Per questa ragione, l'ordine di Scoppio della Benzina in un Motore a 4 Cilindri e`:
1 - 3 - 4 - 2
in questa maniera la spinta sull'Albero Motore e` Bilanciata e le Vibrazioni si cancellano.
1 - 3 - 4 - 2 - 1 - 3 - 4 - 2 - 1 - 3 - 4 - 2
insomma un contare ben discontinuo.
[vedesi VIDEO: https://youtu.be/FUo2JC6pDKI ]
Questo fa si che la spinta venga ben uniformata fra tutti i pedali e senza creare un effetto "ad onda" che creerebbe virbazioni e sbilanciamenti non troppo piacevoli.
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I MOTORI A 3 CILINDRI NON SONO BILANCIABILI
infatti, potete provarci Voi stessi, prendete 1 - 2 - 3 e cercate di scombinarli in modo che ripendendoli a ripetizione non li diciate in maniera consecutiva.
A prescindere da come ri-organizzate le cifre, avrete sempre 3 numeri consecutivi
1 - 2 - 3 - 1 - 2 - 3 - 1 - 2 - 3
oppure
3 - 2 - 1 - 3 - 2 - 1 - 3 - 2 - 1
la matematica non e` un'opinione, purtroppo non c'e` scampo.
[vedesi VIDEO: https://youtu.be/hzqjya_ZtJE ]
I Motori a 3 Cilindri vibrano, anche perche` hanno un altro problema matematico...
Come detto prima, servono 720 gradi per completare un ciclo completo di un Motore 4 tempi,
ma la fase di spinta di un Motore 4 Tempi e` di solo 180 gradi, e matematicamente se moltiplichi 180 X 4 ottieni esattamente 720, ottenendo quindi una continuita` di spinta omogenea.
Invece se ripeti lo stesso calcolo per un Motore con 3 Cilindri hai 180 x 3 = 540 Gradi, che significa che hai un totale di 180 gradi di Rotazione a vuoto... e questa rotazione e` vuoto e` suddivisa in 3 vuoti da 60 Gradi ciascuno dove il Motori gira per inerzia.
Quindi in un Motore a 3 Cilindri, dopo ogni spinta utile di 180 Gradi, hai 60 gradi di vuoto prima che il prossimo Pistone dia altri 180 Gradi di spinta, quindi hai una spinta disomogenea che incrementa le Vibrazioni.
Tornando all'esempio della Biclicletta, e` come se modificassimo i pedali affinche` possiate spingerci solo per 90 gradi di rotazione, poi il resto gira a vuoto... ora anziche` avere la Spinta della Gamba Destra che si alterna a quella della Gamba Sinistra, avresti la Spinta di una Gamba seguita da un vuoto e poi dopo un po subentra la spinta della Gamba opposta... come se giraste i pedali a scatti.
Cosa che provoca ovvie Vibrazioni,..
E non dimentichiamoci che, come detto precedentemente, i Motori 3 Cilindri son sbilanciati in partenza, che significa: ancora piu` vibrazioni!
E se non Vi bastano le 2 spiegazioni Matematiche con coi Vi abbiamo mostrato le problematiche di un Motore 3 Cilindri, ci si aggiunge anche la Fisica delle inerzie, perche` mentre in un Motore 4 Cilindri, hai 2 Pistoni che salgono contemporaneamente a 2 Pistoni che scendono, nei Motori 3 Cilindri e` un continuo alternarsi di 2 Salgono uno Scende e poi 2 Scendono ed 1 Sale, e cosi` via crenado delle inerzie sbilanciate che essenzialmente vogliono far ruotare il Motore a destra e sinistra (vedesi schema) creando ancora una volta... ALTRE VIBRAZIONI!
.. "MA IO HO UN 3 CILINDRI E NON VIBRA"
questa e` un'affermazione comune, ma il fatto che non si percepiscano le Vibrazioni in Auto, non significa che internamente il Motore non stia vibrando brutalmente... le case Automobilistiche adottano vari sistemi per attenuare le Vibrazioni per far si che non si sentano, ma non sentire le Vibrazioni nell'Abitacolo, non significa che non esistano.
Le case Automobilistiche fanno di tutto per mascherare queste Vibrazioni:
- complessi Volani Bi-Massa che cercano di colmare i vuoti di rotazione;
- Basamento con alberi controrotanti con masse Contro-Sbilanciate per azzerare le Vibrazioni provenienti dall'alto;
- altri ControAlberini in testa con masse Sbilanciate per azzerare le Vibrazioni provenienti dal basso;
WOW che casino, tutte componenti aggiuntive per risolvere un problema che nei Motori bilanciati non esiste col risultato che si aggiungono masse rotanti che inevitabilmente, impattano l'efficienza... inoltre il fatto che le persone a bordo non sentano le Vibrazioni perche` attenuate dalle varie Masse sbilanciate ad hoc, non sgnifica che il Motore non stia vibrando, e le Vibrazioni portano ad usura anticipata delle componenti, che nel lungo termine iniziano ad aprire giochi che nel tempo comportano ad Olio che viene mangiato e cuscinetti che cedono.
Ed il tutto per aver aggiunto una serie di componenti rotanti che non fanno altro che appesantire il Motore...
Infatti se si confronta l'efficienza di un Motore 4 Cilindri ad un Motore 3 Cilindri di pari cilindrata, quest'ultimo risulta esser un po' meno efficiente.
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MA ALLORA PERCHE` LE CASE AUTOMOBILISTICHE NON FANNO MOTORI 4 CILINDRI DI CILINDRATA PIU` PICCOLA?
il tutto ribolle sui costi di Progettazione: se una Casa Automobilistica ha gia` un Motore 1600cc a 4 Cilindri, fa molto presto a tagliare un Cilindro e farlo diventare un 1200cc a 3 Cilindri...
basta fare i conti: 1600cc / 4 = 400cc per Cilindro...
moltiplichi 400cc X 3 = 1200cc.
In pratica quasi sempre, i Motori 3 Cilindri son Motori 4 Cilindri a cui e` stato mutilato un Pistone, e poi ci han aggiunto le varie masse controrotanti per non farlo sentir virbare.
Un progetto di molto piu` semplice fabbricazione piuttosto che riprogettare un Motore con 4 Pistoni piu` piccoli... ad esempio da 300cc che ti darebbero un totale di 1200cc.
ECCO QUINDI DA DOVE NASCONO I MOTORI 3 CILINDRI
sono Motori nati "male" (fra virgolette) a cui son state aggiunte componenti per nasconderne i problemi derivanti dalla mutilazione, ma ora che si iniziano a vedere Motori 3 Cilindri per strada che hanno i loro anni, si iniziano anche a vedere i problemi che essi hanno nel lungo termine.
Problemi ai Cuscinetti, Fascette che si consumano prima del dovuto, Olio che vien mangiato, Punterie usurate...
i Motori 3 Cilindri, alla fine hanno ben poco di buono, se non il prezzo, e l'illusione del risparmio che in realta` e` ridotto dalle aggiunte di componenti rotanti necessarie a nasconderne le vibrazioni nonche` la manutenzione che deriva dall'avere piu` componenti in movimento.
A BUON RENDERE
This video demonstrates firing order of most inline 4 cylinder engines, Longitudinal orientation is shown here which applies to most RWD I4 cars.Firing order...
