Il blog Ralph DTE compie 5 anni

Chiamatelo Hackerspace, FABLAB, Start-UP Innovativa, usate il termine che volete voi, io lo chiamo Studio Tecnologico Creativo. Il mio concept, che prende il nome di Ralph DTE, viene ufficializzato e mostrato al mondo andando online sotto forma di Blog nel Giugno del 2008 anticipando largamente l’onda che oggi vediamo crescere e diffondersi per il mondo con le nomenclature prima citate. Nonostante il largo anticipo, diverse idee erano nate anche prima ma cercavano il momento giusto, la situazione giusta per formarsi ed incanalarsi in qualcosa di concreto, in una logica che fonde la razionalità delle discipline tecniche e scientifiche con il tocco artistico della creatività. Oggi si sentono spesso inglesismi carismatici e affascinanti sul tema, nonostante ciò io preferisco che il frutto delle mie sinapsi sia raccolto, oltre che all’interno di un nome, “Ralph DTE”, nella semplice definizione “Studio Tecnologico Creativo”. Auguri quindi a questo blog pieno di prospettive che a breve inizierà a presentarvi alcune curiose novità realizzate da noi… ancora un po’ di pazienza e ci siamo.

Raffaele Berardi 🙂

Ralph DTE

Il blog Ralph DTE compie 2 anni

Il passato

Se il primo anno è stato fondamentale per dare un’impostazione ai contenuti, farsi conoscere e tentare di comunicare ai lettori i nostri buoni intenti, il secondo anno non è stato da meno. Abbiamo realizzato sempre più rubriche e con contenuti sempre migliori tratti da fonti più che autorevoli quali testi universitari (presi anche all’estero), professori esperti e tecnici di particolari aziende. Abbiamo raggiunto diverse aziende, associazioni, fiere ed eventi per informarli della nostra esistenza e con loro abbiamo collaborato a diffondere l’informazione tecnica inerente il motorsport, le tecnologie, ma anche l’imprenditoria, l’artigianato, la società con i suoi strambi comportamenti.

Il presente

Il mio blog non è un normale blog monotematico. Esso tratta temi legati alle tecnologie meccaniche, motoristiche e dei materiali, nonchè tecnologie edili e grafiche. Il tutto viene arricchito con approfondimenti circa la microeconomia, l’imprenditoria, il marketing ed il branding con concetti semplificati e rapidi esempi tratti dalla realtà per spronare i giovani e trasmettere a quelli con maggiore potenziale come uscire dalle crisi, come stare con i piedi per terra, come spendere al meglio il loro budjet, come evitare sprechi inutili e come, anche se non se ne parla mai abbastanza, sia possibile passare dalla teoria della scuola alla pratica del lavoro reale. Ecco perchè le tecnologie che mi appassionano non possono essere trattate solo nella loro sfera principale teorica ma vengono arricchite con concetti che ruotano loro intorno e che alcuni inizialmente pensavano che nulla avessero a che fare con la tecnica. Si cerca quindi di dare ai giovani idee e strumenti per capire che, a volte, con sogni realizzabili e spesso anche con capitali limitati, si può fare molto di più di quanto la società ci lasci credere.

Il futuro

Due anni densi, nei quali si è fatto un gran lavoro per dare un’infarinatura di base agli argomenti che verranno trattati in maniera sempre più ampia e approfondita. Verranno mostrate in futuro alcune delle idee che per ragioni di sicurezza dalle possibili copie sono state tenute celate ed esposte unicamente alle possibili aziende interessate. Verranno mostrati lavori, metodi e idee illustrati con servizi fotografici e  interessanti video, verranno aperte le pagine protette da password che attualmente sono in fase di completamento e verranno realizzate alcune piccole sorprese. Infine verranno inserite sempre più interviste e prove condotte da noi. Ora che le basi ci sono, gli anni a venire spero siano di buon auspicio per sfogare tutto quello che sento brulicare dentro di me e spero apprezziate questa mia stramba follia. 🙂

Una grazie di cuore a tutti i lettori i quali anche se non sono ancora in numero esorbitante sono passati da poche migliaia del primo anno a quasi centomila nel secondo. Lettori che mostrano di essere molto appassionati, che mi inondano di email, che sono cordiali e che non scrivono commenti inutili o offensivi come accade in blog molto più famosi di questo. Ciò mi porta a sperare di avere sempre una cerchia ristretta di lettori ma sempre validi, realmente appassionati e selezionati come quelli che ho attualmente.

Grazie, Raffaele Berardi.

Ralph DTE

Ho portato a ricaricare la batteria dell’auto ma…

Rubrica: Incominciamo a parlare di automobili -14-

Titolo o argomento: Ho portato a ricaricare la batteria dell’auto ma…

Domanda:

Ho un’auto alla quale sono affezionato che uso solo durante il periodo estivo, nonostante abbia staccato i cavetti d’inverno, al riavvio la batteria (che avevo da un solo anno) non ha dato segni di vita… L’ho portata a ricaricare e dopo due giorni ha smesso definitivamente di funzionare. L’elettrauto al quale mi sono rivolto mi ha subito consigliato di acquistarne una nuova. E’ normale?

Risposta:

La risposta è più breve della domanda. In generale (vale sia per le auto che per le moto) le batterie (escluse quelle al gel per le quali occorrono appositi caricatori) vanno caricate ad 1/10 dell’amperaggio della batteria stessa per ora. Questo significa che se la batteria ad esempio è da 55 A, andrà caricata con una carica lenta da 5,5 Ah per un tempo di circa 10 ore. In questo modo una batteria che non è anziana tornerà a funzionare correttamente.

Al contrario se si usano cariche veloci, la batteria, molto spesso, si riattiva e muore in pochi giorni se non poche ore. A volte chi effettua la ricarica di una batteria conosce bene questo meccanismo e lo utilizza come scusa per farvi acquistare una nuova batteria. E’ brutto dirlo ma purtroppo il furbo può sempre capitare.

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Un ultimo esempio:

Su moto come l’Aprilia RS 250, che dispone di avviamento con la pedalina, è addirittura possibile partire a batteria completamente scarica (è necessario effettuare qualche tentativo prima dell’avviamento) e percorrere una distanza di qualche decina di chilometri per far riprendere la batteria. La carica lenta offerta dall’impianto elettrico di bordo è la migliore. In questo modo una batteria arriva a durare anche 7-8 anni (utilizzando la moto solo d’estate). Anche qui vige la regola di caricare ad un decimo dell’amperaggio per ora.

Il blog Ralph DTE compie 1 anno

Auguri a questo Blog che oggi compie un anno, un anno che è stato fondamentale per buttare giù una bozza dei primi temi, alcuni dei temi, delle centinaia, migliaia di articoli che usciranno nei prossimi mesi ed anni e sui quali si baseranno i nostri contenuti.

Sprazzi qua e là, lanciati su un foglio bianco come degli schizzi di vernice colorata. Sprazzi qua e là per farvi capire la vastità degli argomenti che approfondiremo nel tempo. Schizzi che si fonderanno tra loro generando colori nuovi, per farvi capire come dalle crisi, spesso, si può uscire inventando un lavoro, un lavoro che però sia utile, un lavoro che informa, che stimola la fantasia, che vi fa conoscere cose nuove, che vi avvicina a cose che credevate più difficili del normale, che vi da la voglia di dire “Ci provo anche io!” sebbene spesso la gente intorno a voi vi dica che pretendete troppo, che non sarete capaci. Non è vero, non lo saprete finchè non proverete. E, nei prossimi anni, saremo qui, con voi, con questo Blog, a raccontarvi quante cose potete fare (anche spendendo poco) che non immaginavate nemmeno, o forse sì. Vi serviva solo una spinta, quella giusta…

…Ralph DTE.

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Sensori di spostamento: Linear Variable Differential Transformer

Rubrica: Telemetria (sensori di spostamento)
Titolo o argomento: Sensori LVDT – Linear Variable Differential Transformer

LVDT è l’acronimo di Trasformatore Differenziale Variabile Lineare che, come implica il nome, è un trasformatore con accoppiamento secondario variabile dipendente dalla posizione del nucleo. Il Trasformatore Variabile Differenziale Lineare ed il suo apposito amplificatore di segnale, sono progettati per essere utilizzati con la stessa facilità di un comune potenziometro lineare ma con vantaggi non indifferenti in termini di:

  • precisione (qualora il veicolo viaggi su asperità estreme e continue: vedi i rally)

  • basso attrito del sensore

  • risoluzione infinita

  • possibilità di operare in zone del veicolo molto calde.

Trasformatore variabile differenziale LVDT

Il trasformatore LVDT è utilizzato per misurare direttamente uno spostamento lineare o rotante. Indirettamente viene utilizzato per misurare parametri come forza o pressione. I trasformatori di tipo LVDT sono disponibili in un range che può variare da pochi millimetri ad alcuni metri anche se ques’ultimi hanno campi di applicazioni al di fuori del settore motoristico.

Il Trasformatore Variabile Differenziale Lineare deve essere alimentato da una tensione a corrente alternata che produce una tensione secondaria sempre a corrente alternata. Il rapporto tra i due valori viene utilizzato per determinare lo spostamento del nucleo e ricavare quindi il parametro cercato. La tensione secondaria che viene generata, infatti, varia a seconda della posizione del nucleo montato sullo stantuffo.

In figura (qui sotto) si osserva che la tensione è di 0,5 volt quando lo stantuffo del trasformatore è tutto retratto (ossia quando la sospensione della vettura è tutta compressa fino a fondo corsa. Tampone). Mentre la tensione diventa di 4,5 volt quando lo stantufo del trasformatore è tutto esteso fuori dalla sua sede (ossia quando la sospensione è tutta estesa; magari la vettura ha due ruote sollevate dopo aver preso abbondantemente un cordolo). Infine a metà corsa la tensione in uscita è di 2,5 volt.

Trasformatore variabile differenziale LVDT telemetria

La complessa circuiteria di modulazione e decodificazione (demodulazione) dello spostamento, richiesta dal trasformatore LVDT, è inclusa nell’amplificatore Pi LVDT il quale produce una corrente continua in proporzione alla posizione del nucleo. Questa caratteristica da il vantaggio di non dover effettuare delle calibrazioni prima dell’uso (come invece avviene per i potenziometri lineari). Ad una determinata posizione del nucleo posto sullo stantuffo, corrisponde una determinata tensione e, di conseguenza un valore elettrico che verrà interpretato dalla telemetria come un valore di posizione.

Ricapitolando per effettuare una misurazione precisa ad esempio della corsa di una sospensione di una vettura GTR, è necessario disporre del trasformatore LVDT ed il relativo amplificatore. La tensione in uscita dall’interazione di questi due strumenti andrà dai 0,5 Volt ai 4,5 Volt. La posizione centrale avrà un valore in uscita di 2,5 Volt indipendentemente dalla lunghezza della corsa dello stantuffo.

Come è fatto e come funziona un LVDT

Un Trasformatore Variabile Differenziale Lineare consiste in un avvolgimento principale, due avvolgimenti secondari ed un nucleo. Gli avvolgimenti principali e secondari sono alloggiati in un cilindro di metallo, con un’asta, corredata di un nucleo magnetico, semovibile che può scorrere dentro il cilindro.

Ha una finitura esterna che fornisce protezione  ed un buona resistenza meccanica nonché superfici di scorrimento a bassissimo attrito.

Trasformatore variabile differenziale LVDT telemetria

Quando l’avvolgimento primario viene alimentato, negli avvolgimenti secondari viene prodotta una corrente proporzionale alla posizione del nucleo. Questo fa sì che l’informazione sulla posizione di una sospensione (ad esempio) venga trasformata in segnale elettrico.

Trasformatore variabile differenziale LVDT telemetria

I trasformatori differenziali lineari sono costituiti come si può vedere nella figura sopra, da un trasformatore con due secondari uguali e simmetrici collegati in “controfase” l’uno rispetto all’altro (i due avvolgimenti secondari si trovano di 180° fuori fase rispetto al polo comune centrale). L’ accopiamento tra il primario e i secondari dipende dipende dalla posizione del nucleo mobile di materiale ferromagnetico. Quando il nucleo si trova nella posizione centrale la differnza tra le due mutue induttanze dei due secondari è nulla.  L’esempio sopra mostra che allo ZERO ELETTRICO entrambi i voltaggi sono della medesima grandezza ma fuori fase di 180°.

Glossario

  • Gamma elettrica: La gamma elettrica del trasformatore LVDT è il reale range di funzionamento entro il quale le misure rilevate hanno la massima precisione.

  • Zero Elettrico: Il punto dove sia il voltaggio primario che il secondario hanno la stessa grandezza.

  • Gamma Meccanica: La gamma meccanica del trasformatore LVDT ossia la corsa che può compiere lo stantuffo (al quale è applicato il nucleo) dentro il cilindro del trasformatore stesso. Solitamente è più lunga della gamma elettrica ma questo non vuol dire che le misurazioni, oltre i limiti della gamma elettrica, saranno affidabili.

  • Zero Meccanico: Questo è il centro della gamma meccanica. Ovviamente lo Zero Elettrico e Meccanico coincidono.

  • Sensibilità: Questo valore è utilizzato da alcuni produttori per specificare la precisione del prodotto. Lla sua unità di misura è in “mV Out per Volt In per mm”. Dove Volt In è la tensione primaria in V RMS.

  • Rapporto di somma e Differenza: Alcuni produttori di trasformatori LVDT specificano nei dati tecnici il Rapporto di Somma e Differenza cioè (VsecA-VsecB)/(VsecA+VsecB) in cui Vsec A e Vsec B sono i voltaggi secondari del trasformatore LVDT.

Copyright
La PI Research ha autorizzato il blog www.ralph-dte.eu ed i siti ad esso collegati, alla pubblicazione di parte del materiale messo a disposizione. E’ severamente vietato riprodurre il materiale presente in questa rubrica. Chiunque pubblicasse su altri siti, forum o blog tale materiale, andrà ad incorrere in problemi legali dei quali non siamo responsabili.

Ringrazio vivamente:
Il mio caro amico “Giorgio”  per la gentile concessione della sua telemetria.
La PI research per i preziosi dati concessi.
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Interpretare le prestazioni del differenziale autobloccante tramite la telemetria

Scienza delle costruzioni vs Femore

Interessante come madre natura abbia concepito la struttura ossea dell’uomo. Basti pensare al fatto che l’interno di un femore non è esattamente come lo vediamo nei libri, bensì si tratta di una struttura cava costituita da  tante gallerie che si incrociano trasversalmente per un ottimo e logico motivo strutturale:

Alimentare le ossa costa!

Persino l’organismo dell’uomo si pone nella logica di ottimizzare le sue funzioni. Sarebbe inutile, mangiando cibi contenenti calcio, che quest’ultimo si posizioni senza una regola ma soprattutto, andando a riempire completamente le ossa. In tal caso avremmo una struttura ossea molto pesante da portare avanti, meno elastica ed un consumo energetico molto elevato.

La presenza di gallerie che si incrociano trasversalmente fa si che il calcio acquisito con il nutrimento vada solo dove occorre. Ovvero nelle zone più sollecitate a trazione e compressione. E’ noto infatti che le ossa umane resistono molto facilmente a trazione e compressione ma resistano molto meno a flessione. Le fratture sono quasi tutte dovute a grossi carichi laterali improvvisi come quelli dovuti agli urti. Raramente si rompe un arto in seguito ad una sollecitazione di compressione o trazione come ad esempio un salto.

Stupefacente. La scienza delle costruzioni studiata in Ingegneria Edile e in Ingegneria Meccanica, si basa da centinaia d’anni su logiche come quella del corpo umano attraverso una specie di reverse engineering.

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Distribuzioni a cascata di ingranaggi

Rubrica: Curiosità tecnica da corsa

Titolo o argomento: Distribuzione a cascata di ingranaggi. E la cinghia o la catena?

Gli ingranaggi offrono la maggiore precisione possibile immaginabile ad elevati regimi di rotazione. Significa che le valvole aprono sempre nel momento in cui il progettista desidera che si aprano. Naturalmente in fase di prgetto si tiene conto anche delle dilatazioni termiche ed il conto della fasatura viene eseguito considerando gli ingranaggi alla temperatura di esercizio.

Con una distribuzione a cinghia dentata, non appena superato un determinato numero di giri si avrebbe lo scavallamento della cinghia stessa sulle corone, la rottura della cinghia a trazione, una vibrazione anomala che porterebbe alla rottura precoce ed un surriscaldamento della stessa non indifferente. Tutto questo porta (prima della rottura) a perdere il momento giusto in cui si deve aprire ogni valvola in quanto la cinghia allentandosi e tirandosi violentemente in modo alterno, non assicura il corretto traino delle pulegge.

La catena invece, oltre al rumore impressionante, avrebbe le masse di ogni maglia, sottoposte ad accelerazioni troppo elevate. Pensate se solo si rompesse dove arriverebbero quei piccoli proiettili.

Evitiamo le considerazioni sui momenti di inerzia considerando l’argomento troppo complesso.

Guarda il video sul sito ralph-dte.net | Pagina iniziale sito ralph-dte.net

Il metano, ti da sempre una mano? -2-

Utili chiarimenti

Prosegue dall’articolo precedente: “Il metano ti da sempre una mano? -1-

Consigli

E’ brutto dirlo ma ci sono meccanici che rovinano la specie per così dire (come in tutti i lavori del resto); non sono pochi i casi in cui si presentano conti di gran lunga superiori ai 1000 euro senza aver nemmeno smontato il motore o senza che il meccanico si sia occupato di portare il vostro motore a rettificare in un’apposita officina rettifiche specializzata e con macchinari che rispettano realmente le tolleranze.

Questo è possibile quando ad esempio il motore non si è realmente rotto ma la perdita di liquido refrigerante è dovuta ad un manicotto  danneggiato all’interno del vano motore o peggio all’impianto di riscaldamento dell’auto che, pur sempre alimentato dal liquido di raffreddamento del motore, accusa qualche trafilaggio… In tal caso è sufficiente riparare o sostituire la componente che perde l’acqua (può verificarsi anche all’interno dell’abitacolo) e presentare un conto davvero basso… Spesso questo non si verifica.

Molti dicono: “Ma io non ho visto perdite fuori dal motore!” Spesso accade che le paratie montate sotto la coppa dell’olio dalle case automobilistiche trattengano le perdite più ridotte (proprio quelle meno gravi).

Fate una prova, lasciate dei segni indistinguibili sul motore per vedere se è stato veramente smontato. Povate a graffiare alcune viti con delle tacche di riferimento che corrispondano ad altrettante tacche sulla sede della vite. Difficilmente una vite svitata, quando viene rimontata, torna nello stesso punto.

Fate dei segni con lo sporco stesso del motore, con l’olio bruciacchiato… ma soprattutto guardate bene la testata; se il lavoro è stato ben eseguito sarà tutta pulita in quanto i migliori rettificatori nei vari passaggi delle lavorazioni usano pulire i vari componenti per eliminare i trucioli.

Ricordate

di non fare di tutt’erba un fascio. Fortunatamente i meccanici per così dire “furbi” sono una minoranza (o almeno lo voglio sperare); non dimenticate che nel conto che pagate non ci sono solo tot euro di parti da sostituire, bensì anche la dovuta manodopera che è giusto pagare visto che oltretutto si tratta di un lavoro molto faticoso che al termine di una giornata ti riporta a casa distrutto. Ma non solo…

Ricordate inoltre che il titolare dell’officina dovrà pagare i dipendenti, le tasse, gli attrezzi, le spese d’officina e non immaginate quante altre cose come la raccolta degli oli usati, gli adeguamenti alle norme di legge, la manutenzione dei ponti, dell’impianto elettrico, i sistemi di sicurezza, l’anti incendio, la raccolta dei metalli da riciclare ecc ecc.

Non pensate che se 1500 Euro sono una cifra disonesta per certi lavori, la cifra giusta sia la metà… Il più delle volte stiamo parlando di 200-400 euro in meno (importanti per una famiglia) e per un lavoro fatto davvero bene. Non dimenticate che i meccanici non sono tutti uguali come non lo sono tutti gli altri lavoratori.

Il metano, ti da sempre una mano? -1-

Utili chiarimenti

Metano, testate, guarnizioni delle testate, valvole e sedi valvole…
Un insieme di cose che devono essere fatte bene per funzionare altrimenti i costi dovuti a rotture e cattivo funzionamento lievitano e rendono una vettura a metano addirittura più costosa da mantenere rispetto ad una normale vettura a benzina o gasolio.

Facciamo un pò di luce sul tema combustibili alternativi in seguito ad una domanda di chiarimento da parte di un lettore. Iniziamo con il dire che la maggior parte dei problemi che si verificano nei motori alimentati a metano deriva da una maggiore temperatura raggiunta in camera di scoppio durante la fase di combustione. Anche l‘assenza di agenti lubrificanti all’interno del gas, che invece sono presenti nei combustibili quali benzina e gasolio, è determinante per l’affidabilità del motore.

Il maggior calore sviluppato ha un effetto devastante sugli organi di tenuta ed in particolare sulla guarnizione della testata, sulle valvole e sulle sedi valvole (non sono inoltre da escludere gli effetti di un maggiore attrito tra le fasce dei pistoni ed i cilindri. Ricordiamo che la benzina al contrario del metano ha un importante effetto lubrificante sugli organi interni del motore). Spesso si verifica una particolare situazione nella quale è la bruciatura della guarnizione della testata ad innescare danni al motore. In tal caso la causa non è il metano in maniera diretta ma secondaria.

La rottura della guarnizione della testata in seguito alle elevate temperature indotte dalla combustione del metano porta al trafilaggio di liquido di raffreddamento e olio all’interno delle camere di combustione con tutti i problemi meccanici annessi e connessi che ne derivano. Guarnizioni delle testate di migliore qualità riducono moltissimo il problema ma hanno, ovviamente, costi più elevati.

Ma non solo! Anche la sostituzione delle sedi valvole con altre di tipo “sinterizzato” aumenta l’affidabilità dei motori alimentati a gas.

Ricapitolando se modificate un motore aggiungengo un impianto a metano, dovrete installare una guarnizione della testa di pari qualità con quelle da competizione (sempre che esista per il vostro modello di automobile) e montare delle sedi valvole sinterizzate. Nonostante tutti questi sforzi economici, rimane il problema di una minore lubrificazione degli organi interni del motore come ad esempio le fasce dei pistoni. C’è chi propone l’uso di additivi da miscelare all’olio motore ma… tutte queste spese… Vale la pena farle?

Pertanto se un motore adattato a gas (ma in molti casi il discorso è lo stesso per motori che escono dalle case costruttrici già modificati…) si rompe, sappiamo perchè il meccanico ci dice nel preventivo  che bisogna “rifare la testata” e mezzo motore, nonchè una lista di parti infinita…

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Curiosità

Il lettore che ci ha chiesto di scrivere questo articolo è una ragazza che in famiglia ha due vetture alimentate a metano che, ironia della sorte, si sono rotte nello stesso periodo. Il meccanico ha chiesto alla sua famiglia oltre 1500 Euro a macchina per le riparazioni. Dovrà sostituire le guarnizioni della testata delle due vetture e, come succede in molti casi visto che il cliente non può verificarlo, si limiterà solo a quello…

E’ vero che bisogna spendere così tanto per i motivi sopra citati? La spesa è sicuramente alta ma a tutto c’è un limite. Come in tutte le cose c’è chi “ci marcia” sfruttando l’ignoranza in materia del cliente. Fate molta attenzione, non fatevi trovare impreparati, cercate di andare da un meccanico di fiducia.

Nella realtà (anche se le ipotesi vanno valutate caso per caso e dopo aver visto il motore dentro) si tratta di:

  1. Dover semplicemente sostituire una guarnizione testata del costo di 40 euro circa se la rimettete originale o più del doppio se ne mettete una di elevata qualità resistente a temperature più elevate indotte dal metano.

  2. Dover spianare la testata con una rettifica qualora vi siano errori di planarità in seguito a deformazioni causate dal surriscaldamento (costo operazione altri 40 euro circa, attenzione che molti le mettono in conto ma non le fanno).

  3. Dover ripulire le valvole dall’olio bruciato e qualora occorresse smerigliare o sostituire le sedi delle valvole (costo variabile a seconda della vettura) con altre di tipo “sinterizzato”.

  4. Dover ripulire l’impianto di raffreddamento dall’olio qualora si fossero presentati dei travasi consistenti, altrimenti sostituire solo il liquido di raffreddamento opportunamente miscelato con acqua distillata.

  5. Smontaggio e rimontaggio.

Ora il costo dei componenti è esiguo ma la spesa si alza notevolmente per via della manodopera trattandosi di un lavoro complesso che richiede pazienza e conoscenze. Tutto ciò però non giustifica i 1500 euro a vettura chiesti dal meccanico per riparare le due auto a metano della lettrice.

Continua…