Rubrica: Curiosità tecnica da corsa | Le domande dei lettori
Titolo o argomento: Vantaggi e svantaggi di una interessante quanto rara soluzione, “il boxer”
Rispondendo a: Riccardo
Se ne sono dette di tutti i colori sui motori boxer. Una delle leggende metropolitane più diffuse tenta di mettere in evidenza un’usura anomala di fasce e pistoni sul versante rivolto verso il basso. Questa affermazione è vera, ma solo in minima parte e non in modo tale da pregiudicare l’affidabilità del motore. Prima di effettuare delle precisazioni al riguardo, analizziamo brevemente i vantaggi e gli svantaggi reali di questa soluzione rispetto ad un motore con disposizione dei cilindri a V o rispetto ad un motore in linea. Sui motori boxer, ad ogni vantaggio corrisponde uno svantaggio ben preciso. Spetta poi al costruttore sacrificare una scelta tecnica a favore di un’altra. In molte occasioni tali scelte sono state dettate più da una questione di marketing che altro.
Performance. La disposizione “boxer” del motore offre un’importante possibilità di abbassamento del baricentro a tutto vantaggio dell’handling e delle prestazioni generali della vettura che risulta essere più agile e controllabile nell’uso sportivo o agonistico. D’altro canto il volume risparmiato in altezza dal motore, viene occupato lateralmente complicando la progettazione del comparto sospensioni. Questa difficoltà può essere contenuta su un veicolo dotato di sospensioni Mac Pherson ma aumenta notevolmente su vetture con sospensioni a quadrilateri come le supercar (un tipico esempio fu rappresentato dalle Ferrari Testarossa del 1984 e del 1992).
Costi. Il motore con disposizione “boxer” risulta decisamente più costoso se confrontato con un motore con lo stesso numero di cilindri posti in linea. Vi sono due testate anziché una, quattro alberi a camme anziché due, un sistema di distribuzione con cinghia e tendicinghia più complesso, condotti di aspirazione e scarico dalle geometrie più allungate e complesse, un impianto elettrico leggermente più costoso, difficoltà nelle operazioni di manutenzione le quali sono più costose sia in termini di tempo che di denaro e, cosa importante, una notevole difficoltà nel sovralimentare il motore per il complesso percorso da attribuire ai manicotti. In un confronto con un motore con disposizione dei cilindri a V, invece, il motore boxer risulta avere più o meno gli stessi costi. Nonostante ciò il costo generale della soluzione è maggiore per via dei maggiori studi e adattamenti necessari sulla geometria delle sospensioni di una supercar.
Equilibratura. Un interessante punto di forza del motore boxer è rappresentato dall’equilibratura dell’albero motore. E’ opportuno osservare quali siano le forze ed i momenti risultanti del primo e secondo ordine. Un propulsore 6 cilindri boxer, come tutti i motori di tutte le tipologie (in linea, boxer, a V), ha l’albero motore equilibrato staticamente, questo significa che sul basamento trasmette una forza risultante globale nulla (se non consideriamo il peso). Il motore boxer 6 cilindri però è equilibrato anche dinamicamente e, quando fatto ruotare, trasmette un momento risultante globale nullo. Per un motore boxer 6 cilindri, la risultante pari a zero, vale sia per le forze che per i momenti del primo e del secondo ordine. Stesso dicasi per il 12 cilindri boxer. Una analoga equilibratura può essere ottenuta solo con motori 6 cilindri in linea e con motori 12 cilindri a V di 60°.
Usura. Per quanto concerne il discorso “usura”, quello che abbiamo rilevato in anni di collaborazioni con officine di rettifiche e meccanica di precisione, è che l’usura dei pistoni e delle fasce è sì più marcata sul versante rivolto verso il basso, ma l’entità di tale fenomeno è talmente ridotta da poter essere presa seriamente in considerazione solo dopo centinaia di migliaia di chilometri percorsi. A questo punto però anche i comuni motori in linea o quelli con architettura a V vanno in contro alla necessità di interventi di rettifica. Se il vostro motore si fermerà, insomma, non sarà certo per l’architettura nell’una o nell’altra maniera. Va inoltre sottolineato che su qualunque motore, subito dopo la combustione (ovvero nel momento in cui il pistone inverte il moto) a causa dell’obliquità della biella, si verifica una leggera inclinazione del pistone stesso che lo porterà ad un’usura asimmetrica e ad una naturale tendenza all’ovalizzazione. Questo avviene su ogni motore, sia su un comune motore 4 cilindri in linea, così come su un performante 12 cilindri a V e, senza esclusione alcuna, anche su un motore boxer.
Tecnologia. Gli enormi traguardi raggiunti dalla tecnologia meccanica e dei materiali hanno permesso di realizzare monoblocchi con canne dotate di riporti resistenti all’usura. Un importante esempio è rappresentato dai riporti al NIKASIL della Mahle. Tali riporti consistono in una deposizione elettrolitica di durissimi grani di carburo di silicio (dimensioni inferiori ai 3 micron) inglobati in una matrice di nichel. Lo strato finale ha uno spessore di 0,1 millimetri. Inoltre se consideriamo che i pistoni (realizzati in lega di alluminio con silicio e rame) hanno un rivestimento in stagno con funzione antigrippaggio e se teniamo conto del fatto che la reale forma di un pistone non è perfettamente cilindrica bensì bombata nei due sensi, possiamo affermare che un pistone può viaggiare tranquillo in un motore boxer senza usurarsi in modo anomalo 🙂
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