Forze sbilancianti nei motori a 4 cilindri
Martino Peretto

Esempi
Nei seguenti esempi le frecce blu indicano le forze del primo ordine, le frecce rosse quelle del secondo ordine.
Le forze rotanti del primo ordine sono bilanciabili con dei semplici contrappesi, quelle del secondo ordine con masse rotanti a velocità doppia

DUCATI DESMOSEDICI GP5 TWINPULSE
APRILIA RSV4 1000
BMW S1000R
YAMAHA FZS 1000 FAZER

Ora la teoria
Consideriamo loschema di un motore avente quattro cilindri come indicato nella figura seguente:

Schema del motore a 4 cilindri


Il moto dei pistoni genera forze del primo e secondo ordine:


dove i = 1 , 2 , 3 , 4 ;
mC = rappresenta la massa concentrata sul piede di biella (pistone, rings,  spinotto e parte della biella);
w = velocità angolare dell'albero motore;
r = raggio della manovella;
l = raggio della manovella rapportata alla lunghezza della biella;
q = w t= posizione angolare dell'albero motore ;
a = i - fase del cilindro. Le componenti delle forze risultano:

e

dove bi =- inclinazione del generico cilindro rispetto all'asse x.
Le forze del primo ordine generano un vettore rotante con la stessa velocità dell'albero motore:

Le forze del secondo ordine generano un vettore rotante a velocità doppia:

Entrambi i vettori generano una circonferenza o un'ellisse a seconda delle ampiezze e fasi dei componenti. Le forze agiscono lungo l'asse dei singoli cilindri. Quindi le componenti lungo x generano dei momenti di imbardata che tendono a ruotare il motore attorno all'asse y: ;
e ;
Le componenti lungo y generano un momento di beccheggio che tende a ruotare il motore attorno all'asse x
e ;
dove bi = diastanza tra l'asse del cilindro i th - e l'origine O .

Schema del motore e delle forze edei momenti risultanti

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