Spesso trascuriamo o ignoriamo com’è fatto il motore della nostra auto, quali sono i pezzi più importanti, e come funzionano. Tra questi troviamo i cilindri dell’auto, che rivestono un ruolo di primaria importanza nei motori a combustione interna. Sono infatti i cilindri a definire la potenza del motore, in base alla loro capienza o cilindrata.
I cilindri sono cavità all’interno del blocco motore in cui avviene il processo di combustione durante il ciclo di lavoro del motore. Essi funzionano grazie al pistone che si muove al loro interno, comprime la miscela di aria e carburante, avvia la fase di espansione e combustione.
Ma quanti sono i cilindri e in che modo influiscono sul rendimento della tua macchina? Leggendo questo articolo potrai saperne di più su come funzionano, da quali materiali sono composti e cosa fare in caso di guasto.
Che cos’è il cilindro di una macchina?
Il cilindro della macchina è un elemento fisso che si trova alla base del motore. È composto da una struttura cava tronco-conica con un rivestimento interno chiamato canna o camicia.
All’interno del cilindro avviene il processo di combustione necessario per l’accensione del motore, grazie al pistone che, scorrendo dentro il cilindro, con un movimento alternato, comprime la miscela di aria e benzina.
La canna, o camicia, del cilindro motore può essere:
- Integrale nel caso dei cilindri in ghisa in cui non è usato alcun riporto, infatti la camicia è ricavata direttamente durante la fusione;
- A secco, riportata o rimovibile, quando il materiale è diverso da quello usato per fabbricare il cilindro motore;
- In umido quando la canna rappresenta un elemento indipendente applicato all’interno del cilindro motore e costituisce il sistema di raffreddamento a liquido del cilindro stesso.
Le canne in umido quindi sono impregnate dal liquido refrigerante e questo per assicurare un raffreddamento più efficiente rispetto ai sistemi con tipologia a secco.
Al cilindro, oltre al pistone, sono collegati altre parti del motore, come la biella, che serve a trasformare il movimento lineare del pistone in uno rotatorio, e la testata.
Quanti sono i cilindri del motore di una macchina?
Di solito nei motori delle auto o delle moto il numero di cilindri varia tra 1 e 16, anche se sono molto rari i modelli di auto in commercio dotati di 16 cilindri.
Nei motori delle automobili comuni, il numero varia da 4 a 6 cilindri e nella maggior parte dei casi si trovano in numero pari, così da garantire una maggiore efficienza, ma sono stati prodotti anche motori a 3 e 5 cilindri.
In base ai cilindri, è possibile suddividere i motori in diverse tipologie che si distinguono in:
- Motori a 4 tempi: i cilindri hanno una sezione circolare e prevedono diversi sistemi di raffreddamento. Il motore a 4 tempi lavora seguendo 4 funzioni: aspirazione dell’aria e del carburante, compressione della miscela aria-carburante, accensione ed espansione, per finire poi con lo scarico dei gas. Questi motori completano il ciclo di funzionamento ogni quattro corse del pistone, avanti e indietro, all’interno del cilindro;
- Motori a 2 tempi: sono dotati delle stesse caratteristiche dei motori a 4 tempi, ma prevedono condotti speciali chiamati travasi. I cilindri presenti in un motore a 2 tempi sono soggetti ad un riscaldamento disomogeneo, che risulta maggiore nella zona superiore e nell’area che circonda la luce di scarico, da cui escono i fumi e gas;
- Motori wankel: sono completamente diversi dai motori tradizionali, pur essendo comunque dei motori a combustione interna. I pistoni non sono cilindrici ma hanno una forma chiamata “triangolo di Reuleaux” (una sorta di triangolo equilatero con i lati leggermente convessi) che, invece di muoversi in modo alternato lineare, ruotano eccentricamente all’interno dei cilindri di forma epitrocoidale.
Oltre al numero, i cilindri possono essere disposti in diversi modi:
- In linea: cilindri disposti uno di fianco all’altro;
- A V: l’architettura a V è data dall’inclinazione dei cilindri, questo consente di inserire un maggior numero di cilindri rispetto a un motore in linea, a parità di ingombro;
- Boxer: con i cilindri contrapposti uno di fronte all’altro in cui è presente una manovella per ogni biella. Questo fa sì che il Boxer sia molto equilibrato.
Materiali che compongono i cilindri dell’auto
I materiali più utilizzati per realizzare i cilindri sono: la ghisa, l’alluminio e l’acciaio.
La ghisa è un materiale pesante e può essere usato senza riporti di altri materiali. Tra i vantaggi della ghisa ci sono: un’elevata resistenza alle alte temperature, raffreddamento veloce e il fatto che non necessita di particolari trattamenti.
L’alluminio, invece, è molto leggero ma, vista la sua poca durezza, richiede trattamenti per ridurre l’attrito con il pistone, tra cui:
- Cromatura: uno dei primi trattamenti utilizzati, ma abbandonato a causa della sua tendenza a sfogliarsi;
- Ni-kasil: consiste in uno strato di riporto di nickel con cristalli di carburo di silicio;
- Cermetal: un rivestimento dall’elevato costo e durezza;
- Ghisa.
L’alluminio, pur avendo una migliore conduttività termica, ha un costo più elevato ed è meno resistente, quindi meno utilizzato.
L’acciaio, invece, è utilizzato solo per le canne cilindro estraibili.
Come funziona il cilindro del motore
Il cilindro del motore è fondamentale per il corretto funzionamento dell’automobile. Esso ha il compito di trasformare la pressione della miscela aria-carburante in forza motrice e, per farlo, deve lavorare in sinergia con gli altri pezzi del motore come i pistoni, la biella, l’albero motore.
Vista l’elevata temperatura che si genera con lo scoppio, il cilindro del motore ha bisogno di essere raffreddato, in quanto il surriscaldamento può portare al motore grippato e permettere dunque al pistone di scorrere libero all’interno del cilindro.
Le principali modalità di raffreddamento del cilindro motore sono due:
- Raffreddamento a liquido: prevede l’utilizzo dei condotti presenti nella parete del cilindro stesso. In questo modo, il cilindro cede calore al liquido che scorre e si raffredda;
- Raffreddamento ad aria: prevede l’uso di alette di metallo che estendono la superficie esterna del cilindro e, in questo modo, permettono uno scambio termico tra il cilindro e l’aria. Questo tipo di raffreddamento ha un meccanismo di funzionamento più semplice, ma il suo rendimento è peggiore rispetto al raffreddamento a liquido, in particolar modo nei motori più grandi.
Accorgimenti per prendersi cura del cilindro del motore
Il motore è soggetto a forti sollecitazioni, alte temperature e usura, soprattutto per quanto riguarda il gruppo termico: pistone e cilindro.
Per questo motivo eseguire regolarmente la manutenzione e stare attenti ai piccoli cambiamenti che potrebbero essere sintomi di un problema, come un odore diverso, vibrazioni, rumori o fumi di scarico insoliti, fa la differenza nelle prestazioni e nella durata del motore.
Grazie allo sviluppo in materia di meccanica, oggi è possibile applicare diversi accorgimenti utili per il cilindro motore. Per garantire un funzionamento efficiente e duraturo, si possono utilizzare:
- Canne removibili: permettono una manutenzione del motore più facile e veloce;
- Canne siamesi: permettono di affiancare due o più cilindri e ridurre l’ingombro laterale del motore;
- Anello antidetonante: utilizzato nelle competizioni per ridurre le vibrazioni e migliorare la resistenza meccanica.
Oltre a questi accorgimenti specifici per il cilindro motore, dovresti sempre fare degli interventi di manutenzione per riconoscere e prevenire rotture e malfunzionamenti, quindi:
- Controlla periodicamente il livello dell’olio;
- Verifica le condizioni del sistema di raffreddamento;
- Utilizza olio e carburante di qualità.
Cosa fare in caso di rottura del cilindro auto
Di sicuro non vorresti mai trovarti in questa situazione: la tua auto si ferma, sembra esserci un danno al cilindro e il motore è fuso. Questo si verifica quando l’impianto di raffreddamento è danneggiato.
In realtà, possono essere vari i problemi al motore più comuni che potresti dover affrontare. Ad esempio, se riscontri un calo di potenza, può essere colpa della perdita di compressione di uno dei cilindri, oppure problemi legati alla mancata tenuta delle valvole, o la rottura della guarnizione della testa del motore.
Come puoi capire se nel tuo motore si è rotto un cilindro? Tra i sintomi più comuni troviamo la presenza di fumo proveniente dal motore e un odore di bruciato, dovuto al surriscaldamento del motore. Di solito, tutto questo è accompagnato da un improvviso calo dei giri del motore e delle prestazioni. Il primo passo da seguire è spegnere il motore immediatamente: continuare a guidare con un cilindro rotto può causare gravi danni al motore e aumentare i costi di riparazione. Rivolgiti alla tua officina di fiducia per eseguire una diagnosi accurata, per stabilire se è necessario sostituire il cilindro o se è possibile una rettifica, ma dovresti valutare con attenzione se vale la pena ripararlo o meno. In alcuni casi è possibile sostituire il cilindro, mentre in altri casi sono stati danneggiati anche altri pezzi del motore come i pistoni, la biella e le valvole. In questo caso si deve cambiare l’intero motore, con un maggiore impegno in termini economici. In base alla gravità del danno potresti prendere in considerazione l’acquisto di un motore rigenerato, disponendo così di ricambi tutti nuovi ed equiparabili a un motore nuovo per prestazioni e sicurezza, rispettando l’ambiente e risparmiando.
