Boxer o V a 180 gradi?

di Luca Montanari - su epocAuto 12-2016

 

Esternamente il motore “boxer” ed il motore a V di 180° sono indistinguibili, tanto che spesso anche la letteratura specializzata tende a fare un po’ di confusione. Note sono infatti le furie (assolutamente motivate) dell’ing. Forghieri, al sentire definire “boxer” il 12 cilindri a V di 180 gradi da lui concepito per le F1 “312”.

Agli effetti pratici, i due motori sono “piatti” allo stesso modo: una caratteristica loro conferita dal fatto di avere gli assi dei cilindri sullo stesso piano, orizzontale, e “contrapposti”, intendendo con il termine l’essere “posti” in due direzioni “contrarie”. La differenza allora dove sta?
La differenza fra un “boxer” ed un motore a V di 180 gradi risiede nell’imbiellaggio. Nel motore boxer, infatti, le bielle di ciascuna coppia di cilindri contrapposti si impegnano su due perni dell’albero motore ben distinti e opposti (perni che quindi appartengono a due manovelle differenti e sfalsate di 180 gradi) mentre nel V di 180 gradi le bielle dei cilindri contrapposti sono appaiate sullo stesso perno di biella (e quindi sulla stessa manovella) dell’albero motore. Ne discende che, facendo ruotare l’albero a gomiti, nel motore boxer i pistoni dei cilindri contrapposti percorrono la loro corsa muovendosi uno contro l’altro, mentre nel V di 180° si muovono nella stessa direzione. Questa caratteristica conferisce un pregio notevole al motore boxer: visto che i pistoni opposti si muovono con due leggi di moto uguali e opposte le forze alterne d’inerzia (quelle che, per intenderci, fanno vibrare il motore ai regimi più alti) risultano automaticamente equilibrate lasciando spazio solamente a piccole coppie alterne, tanto più piccole quanto più vicini sono gli assi dei cilindri contrapposti.
Questo rende decisamente meno ruvidi motori a basso numero di cilindri che in linea sarebbero non totalmente equilibrati come il 2 e il 4 cilindri, che infatti costituiscono la stragrande maggioranza dei “boxer” mai apparsi sul mercato. Il vantaggio ottenibile in termini di riduzione delle vibrazioni è abbastanza sensibile da giustificare i maggiori costi conseguenti alla maggiore complicazione meccanica (due testate invece che una, ecc…), senza contare i vantaggi di layout e di ingombro già citati. Resta estremamente interessante, a riguardo, la storia dell’8 cilindri della Porsche 908 sport-prototipo: sperimentato con varie configurazioni di albero motore finì per diventare anche lui un “boxer” in piena regola proprio per risolvere alcuni gravi problemi di vibrazioni. Il suo albero motore a 9 supporti è un’opera d’arte meccanica notevole che prosegue il mito degli scultorei alberi motore degli 8 cilindri in linea degli anni ’30…
Non risultano storicamente all’appello, invece, dei motori a 12 cilindri classificabili come “boxer”, a dispetto di quanto riporti la letteratura. Far coesistere 12 perni di biella e verosimilmente 7 o 13 supporti di banco in un unico, lunghissimo albero motore (basta già guardare quello della 908 per rendersene conto) ne minerebbe eccessivamente la rigidezza torsionale, quest’ultima requisito indispensabile per raggiungere regimi elevati. Ciò finirebbe per limitare fortemente le prestazioni del motore in assenza di vantaggi ulteriori in termini di equilibratura, essendo l’albero motore a 6 perni di biella, tipico del V12, intrinsecamente equilibrato su tutti i principali ordini. Tutti i 12 cilindri contrapposti (Ferrari F1 312, 512 “BB” e Testarossa, Alfa Romeo “33-12”, Tecno F1, Porsche 917, ecc…) sono in realtà, quindi, sempre dei motori a V di 180°.
 
Boxer 1

A titolo di completezza, si ricorda che più in generale esiste una categoria particolare di motori, praticamente intermedia tra il motore “a V” propriamente detto (con le bielle dei pistoni opposti appaiate sullo stesso perno di biella dell’albero motore) ed il motore in linea (con un perno di biella e una manovella per ogni pistone), e che spesso viene genericamente fatta confluire – confondendola – nella categoria dei motori “a V”. Vengono definiti “motori a V impropria”, categoria della quale fanno parte anche i motori boxer (di fatto dei motori “a V impropria di 180 gradi”), ed hanno la caratteristica di avere i cilindri a V ma l’albero a gomiti con le manovelle separate, come i motori in linea. Si tratta di una caratteristica ancora una volta invisibile e quindi molto poco nota ma in realtà diffusa su diversi motori; è impiegata nello scopo di equidistanziare gli scoppi, e quindi rendere più regolari nel funzionamento motori con un angolo della V particolarmente stretto o altrimenti molto meno equilibrati. Il motore “a V impropria” differisce quindi costruttivamente dal motore a V sempre e solo per l’albero motore, così come il “boxer” ed il “V di 180 gradi”. Fanno parte di questa categoria diversi motori molto noti quali tutti i V4 Lancia, i V6 di 60° di Aurelia e Flaminia (celebri per la loro dolcezza di funzionamento, dovuta alla loro ottima equilibratura), il V6 Alfa Romeo “Busso”, il V stretto Volkswagen di tipo “VR6”, ecc…   
 
 

Boxer2

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Della serie PARLIAMO DI TECNICA, sempre a firma Luca Montanari, abbiamo pubblicato anche:
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