Giovedì, 10 May 2018 13:57

Idee per le trasmissioni In evidenza

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gruppo trasmissione scooter

Prima parte: concetti generali e la molla di contrasto

Per rendere vincente uno scooter da gara, oltre a una ciclistica a punto, occorre una trasmissione efficiente e costante nel rendimento. Ecco alcuni principi essenziali da tenere in considerazione…

molla contrasto

La molla di contrasto di uno scooter è di tipo a passo costante (con la stessa distanza tra una spira attiva e l’altra)

Molti lettori mi chiedono in continuazione informazioni sulle trasmissioni automatiche, i principi di messa a punto, alcune dritte per poter ottenere i migliori risultati. Nella meccanica applicata alle competizioni posso dire con certezza che… non esistono certezze! In alcune recenti gare scooter abbiamo potuto veder vincere soluzioni apparentemente antitetiche tra loro, come ad esempio trasmissioni con pulegge sabbiate e non sabbiate.

Parlando con i tecnici, ognuno di loro ha la sua soluzione ideale.

Ma quale è quella realmente vincente?

Se è vero che la trasmissione automatica ha, nel motore scooter, un’importanza anche superiore a quella della parte termica, quali sono i principi essenziali che possono determinare una messa a punto corretta?

Potrei fare la parte dell’ennesimo preparatore che vi dice “monta quella molla, quei rulli e vai”, ma sarebbe un delirio: ognuno ha un motore diverso dall’altro, un diagramma di distribuzione diverso, un’erogazione della potenza a se e, dare delle dritte approssimative, è quanto di meno utile si possa fare. Spiegare per bene alcuni concetti essenziali, però, ha una grande importanza…

La trasmissione CVT: alcuni principi essenziali

Stabiliamo, in primo luogo, i principi basilari di una trasmissione efficiente.

A parere di chi scrive ogni preparatore, su qualsiasi scooter stia lavorando, deve perseguire due obiettivi essenziali:

1) ridurre al massimo la potenza dissipata dalla trasmissione CVT

2) stabilizzare al massimo il rendimento della trasmissione nel tempo

Il primo motivo ha un fondamento logico evidente: se un motore eroga 20 CV all’albero e la trasmissione gliene fa perdere 5, sarà meno competitivo di un altro che ha 19 CV ma dissipa soltanto 3 CV a livello di trasmissione.

I movimenti della cinghia sulle pulegge, la forza necessaria ad aprire le pulegge condotte e la molla di contrasto sono i fattori che generano la dissipazione di potenza della trasmissione.

Il secondo motivo fondamentale, ovvero rendere stabile il funzionamento della trasmissione nel corso della gara, è strettamente correlato al primo e deve essere considerato una sorta di corollario inseparabile.

In linea di massima quello che dobbiamo cercare è un equilibrio tra la riduzione della potenza dissipata e il massimo rendimento della trasmissione.

Sappiamo tutti che una molla tenera permette di ridurre l’attrito generato dalla trasmissione, crea una minore dissipazione di potenza e assicura maggiori prestazioni velocistiche.

E’ altrettanto vero, però, che una molla tenera tende a perdere carico, e con esso efficacia della trasmissione, molto più rapidamente di una molla più dura.

La molla di contrasto

avvolgitrice

Ecco il momento in cui la molla esce dall’avvolgitrice. Il filo di acciaio utilizzato per le molle di contrasto è di tipo silicato armonico pretrattato termicamente

molatura

Le molle di contrasto, dopo l’avvolgimento, vengono molate per lavorare nel migliore dei modi sugli appoggi

La molla di contrasto è spesso una sorta di oggetto misterioso per molti.

Il compito di questo componente è di contrastare l’apertura delle pulegge condotte sotto l’azione delle pulegge conduttrici: queste ultime si chiudono grazie all’azione delle masse centrifughe in essa contenute facendo salire la cinghia, mentre la molla di contrasto si oppone alla contemporanea apertura delle pulegge condotte sotto l’azione della cinghia. Il carico della molla, oltre in funzione della coppia erogata dal motore, deve essere determinato in relazione al profilo delle camme di apertura delle pulegge condotte e delle piste di scorrimento dei rulli. Per carico della molla si intende la forza richiesta per poterla comprimere.

In passato alcuni correttori di coppia errati determinavano notevoli cali di giri in accelerazione per via di un repentino cambio di marcia, voluto sui motori originali per ridurre consumi e usura, e richiedevano molle di contrasto con un carico elevato per potersi abbinare a motori con un range di utilizzo ristretto. Queste molle determinavano una notevole dissipazione di potenza. Con l’avvento dei correttori di coppia a camma dritta, con diverse inclinazioni, il problema del calo di giri si è notevolmente attenuato e c’è stata la possibilità di utilizzare molle più tenere a parità di potenza erogata dal motore.

E’ stata una conquista notevole in termini di stabilità di funzionamento delle molle e delle trasmissioni. Spesso in gara, prima dell’avvento delle molle tenere e dei correttori di coppia a camme dritte, capitava di vedere scooter velocissimi nei primi giri naufragare inesorabilmente subito dopo; ciò dipendeva dal fatto che qualcuno provava a montare una molla tenera che poi lo abbandonava dopo poche tornate.

Con i correttori di coppia che danno la possibilità di scegliere 2 diverse inclinazioni, l’inclinazione più ripida (più corta) richiede molle più tenere rispetto a quella meno ripida (o più lunga).

Il problema della qualità delle molle è sempre legato al tipo di acciaio utilizzato per la loro realizzazione e ai trattamenti cui vengono sottoposte.

Ad esempio, sempre a parere di chi scrive, la prima cosa da fare su una molla di contrasto da utilizzare in gara è l’eliminazione della vernice, che può impedire lo scorrimento della molla sui bicchierini di contenimento e ridurre la capacità di dissipazione del calore.

Il procedimento migliore per sverniciare una molla è la sabbiatura.

La pallinatura: elisir di lunga vita!

pallinatura

La pallinatura è un trattamento superficiale di indurimento che aumenta in modo esponenziale la durata della molla nel tempo. Visto che numerose molle non subiscono questo trattamento, sono molti i preparatori che lo fanno effettuare dopo averle acquistate…

Una volta sabbiata, la molla deve essere pallinata. La pallinatura è un trattamento superficiale che consiste in un bombardamento con micro sfere di acciaio sparate ad alta velocità che, impattando sulla superficie del filo di acciaio, lo compatta e lo rende più resistente alla fatica.

Da alcune prove effettuate, tra una molla pallinata e una non pallinata, la differenza di tenuta è evidente. Essendo un procedimento che influisce non poco sul costo finale, molte molle scooter non sono pallinate e si può notare esaminando la superficie del filamento, che si presenta liscia e non rugosa.

I nemici della molla di contrasto: torsione e calore

spring slider

Lo Spring Slider, commercializzato dalla Bettella e Pinasco, è un cuscinetto assiale che permette di isolare la molla di contrasto dall’apertura elicoidale della puleggia condotta, migliora le prestazioni della trasmissione e la durata/affidabilità della molla

I nemici delle molle elicoidali sono essenzialmente due: il calore e la torsione, esattamente quello che troviamo di solito nei correttori di coppia. L’apertura elicoidale genera la torsione della molla, danneggiando la struttura dell’acciaio armonico e facendole perdere carico, il calore contribuisce a questo decadimento.

La torsione, come accennato, è il modo migliore per danneggiare una molla. Per evitare questo tipo di problema, visto che le pulegge condotte sono caratterizzate dall’apertura elicoidale, bisogna isolare quanto più possibile la molla dal movimento della puleggia condotta. La finalità del dispositivo Spring Slider Pinasco è proprio questa: evitare di far danneggiare la molla, permettendo di utilizzarne una più tenera senza problemi di tenuta nel lungo periodo. Se si riesce a montare una molla più tenera a parità di affidabilità, il vantaggio a livello prestazionale è evidente…

Un altro modo per aumentare la durata della molla di contrasto è isolarla termicamente dalle pulegge condotte e, soprattutto, dal piatto frizione. Posizionando dei dischi in materiale isolante tra molla e frizione e tra molla e semipuleggia mobile, la molla di contrasto potrà lavorare a temperature molto più basse e avere un rendimento costante nel tempo. Numerosi costruttori di motori per maxiscooter, tra cui Honda, impiegano questa soluzione già da molto tempo…

La selezione delle molle di contrasto

Prima di effettuare la pallinatura, cui purtroppo molte molle in commercio non vengono sottoposte per ragione di costi, bisogna effettuare dei controlli per trovare la molla più adatta su cui lavorare. Le molle vengono realizzate mediante avvolgimento di un cavo di acciaio armonico silicato e, proprio per il tipo di lavorazioni che subiscono, possono presentare numerose differenze tra loro e, soprattutto, tra lotti di periodi diversi. Il range di tolleranza è piuttosto consistente… Il primo controllo è quello dell’altezza. Non tutte le molle hanno la stessa altezza: se ne prendete una decina dello stesso tipo, noterete che le differenze possono essere consistenti. La molla più alta beneficerà di un maggiore precarico: vi permetterà di avere una maggiore accelerazione senza risultare troppo rigida in allungo. Questo permetterà di ottenere un rendimento ideale tra velocità massima e accelerazione. L’inserimento di uno spessore sotto o sopra la molla, genera un precarico. Il precarico renderà più rigida la molla soltanto nel primo tratto di cambiata e non nell’ultimo.

Dovrete poi cercare una molla rettificata perfettamente in piano, poggiandola su un riscontro e verificando che sia dritta con una squadra. In questo modo la molla lavorerà dritta sulla sua sede.

La molla di contrasto, poi, deve essere misurata ciclicamente, in base al tipo di uso dello scooter.

Se risulta più corta di 5 mm rispetto alla quota iniziale, va sostituita. Sui motori da gara la sostituzione può essere effettuata anche con differenze minori. Evitate sempre di utilizzare molle la cui superficie di cuscinetto abbia un angolo inferiore ai 270°! Maggiore è l’angolo della superficie di cuscinetto, maggiore sarà la resistenza e stabilità della molla nel tempo.

 

Come nasce una molla di contrasto

1) Il filamento in acciaio scelto per realizzare la molla di contrasto è già trattato termicamente

2) La deformazione del filamento avviene su una avvolgitrice automatica

3) Dopo essere stato avvolto, il filamento viene tagliato.    

4) La pallinatura finale migliora notevolmente la resistenza allo stress meccanico della molla

5) Le molle vengono poi sottoposte a verifica di carico e, a campione, a un controllo di qualità più approfondito.

6) La molla viene poi sgrassata, verniciata a polvere e confezionata

Parametri generali di una molla da compressione

parametri molla

* d (diametro del filo): indica lo spessore del filo di acciaio impiegato per la costruzione della molla

* S (Albero): questo parametro indica il diametro massimo di un ipotetico cilindro che possa essere introdotto nella molla. La tolleranza è di circa +/- 2 %.

* Di (diametro interno): La tolleranza di misurazione è di circa +/- 2 %.

* De (diametro esterno): La tolleranza relativa a questo parametro è di +/- 2 % (indicativo).

* H (Alesaggio): è il diametro esterno minimo di funzionamento della molla. La tolleranza di questo parametro è di +/- 2 %.

* P (Passo): distanza media tra due spire attive successive di una molla. La tolleranza di misurazione è di circa +/- 2 %.

* Lc (lunghezza blocco): lunghezza massima della molla in compressione. E’ data anche dalla somma del diametro delle spire. La tolleranza di questo parametro è di +/- 15 %.

* L0 (lunghezza libera): la lunghezza libera è misurata nello stato non compresso della molla dopo un primo schiacciamento. La tolleranza di parametro è di +/- 2 %.

* Numero di spire: Numero totale di spire di una molla. Per conoscere il numero delle spire attive, basta sottrarre al numero totale di spire le due delle estremità.

* R (Rigidità): questo parametro determina la resistenza della molla dopo la sua compressione. E' misurata come segue: 1 DaN/mm = 10 N/mm. La tolleranza relativa a questo parametro è di +/- 15 %.

* Molatura: lavorazione effettuata per rendere completamente piatte le estremità della molla

* Superficie cuscinetto: Per migliorare l’ortogonalità di lavoro della molla ortogonalità e ridurre il dannoso effetto di inarcamento durante il funzionamento, è indispensabile una superficie di cuscinetto di almeno 270 º. L’ideale è disporre di una molla con un cuscinetto di superficie con angolo compreso tra 270° e 330°.

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