La storia delle moto e dei motori
In passato una moto nuova era destinata a rimanere ad un unico proprietario, mentre grazie alle tecnologie moderne, la durata dai motori, che spesso e volentieri vengono venduti solo per la voglia di cambiare moto, si è prolungata di molto, facendo così nascere ed ampliare il mercato delle moto usate. Motociclo, veicolo stradale a motore a due o tre ruote per il trasporto di persone e merci. Come l'automobile ha avuto origine da carrozze sulle quali sono stati montati motori a vapore o a scoppio, così le prime moto (senza carene) nacquero da biciclette e tricicli dotati di motore.
Tale applicazione fu tentata nel 1885 da Daimler con scarso risultato; dello stesso anno è il triciclo a vapore De Dion-Bouton e Trepardoux; nel 1887 Fèlix Millet costrui un triciclo a due posti equipaggiato con motore rotativo a stella a cinque cilindri, applicato direttamente sull'asse della ruota anteriore; lo stesso Millet nel 1893 montò il suo motore stellare alla ruota posteriore di un biciclo, realizzando cosi un veicolo che già si avvicinava notevolmente alla motocicletta moderna; la sua potenza era di circa 3 HP a 180 giri al minuto primo: la miscela esplosiva era accesa da una scintilla elettrica prodotta da un dispositivo a bobina d'induzione, inventato anch'esso da Millet; il generatore di elettricità era una pila ad acido solforico; l'olio di lubrificazione cadeva a gocce nel tubo che portava la miscela esplosiva al centro della ruota motrice; l'olio si distribuiva cosi in tutti gli organi; il freno era a retropedale. La moto di Millet partecipò a una delle prime corse automobilistiche: la Parigi-Bordeaux.
Da quel momento furono a poco a poco risolti i vari problemi per giungere al motore moderno, ormai esclusivamente mosso da un motore a scoppio; furono studiate la posizione del motore e la trasmissione, fu introdotto il cambio di velocità, furono adottate le forcelle elastiche ed equipaggiati i veicoli con freni a espansione.
Principali tipi di motocicli moderni. Il ciclomotore è una bicicletta che ha subito lievi modifiche meccaniche e sulla quale è stato montato un motore ausiliario; differisce strutturalmente dalla bicicletta tradizionale in quanto spesso è dotato di ammortizzatori, di pneumatici a sezione maggiorata, di sella più ampia e comoda e di telaio più robusto; la trasmissione della moto avviene a catena o mediante rullo solidale col motore e che trascina per attrito sul pneumatico la ruota posteriore (l'accoppiamento rulloruota può essere sciolto azionando una leva e il veicolo può essere cosi usato come una comune bicicletta). I ciclomotori possono essere con carene o senza carene, dotati di cambio e frizione o di frizione automatica oppure di variatore automatico di velocità. Il ciclomotore ha cilindrata di circa 50 cm' e raggiunge velocità anche superiori ai 50 km/h.
Il motorscooter è un tipo particolare di moto, di uso più facile e sicuro. Esso ha infatti un telaio aperto e ruote basse, il che agevola la salita e la discesa dal veicolo; è completamente carenato e munito di scudo anteriore paraspruzzi; i comandi sono riuniti sul manubrio e solo il freno posteriore è a pedale; è dotato normalmente di motore a 2 tempi di cilindrata sino a 200 cm' e può raggiungere velocità superiori ai 100 km/h.
La motocicletta (il motore per eccellenza con carene o senza carene) è dotata di queste caratteristiche principali: telaio in tubi metallici o in lamiera stampata; ruote alte munite pneumatici atti a sopportare elevate velocità e notevoli sollecitazioni; complesso sospensioni-ammortizzatori particolarmente curato per garantire una tenuta di strada adeguata alle prestazioni del veicolo; cambio di marcia con comando a pedale; serbatoio del carburante tra sella e sterzo. E' dotata di motore a 2 o a 4 tempi con cilindrata che nella maggior parte dei casi varia da 125 a 500 cm'; vengono però costruite anche motociclette con cilindrata di oltre 1000 cm'.
Alla motocicletta può essere affiancato un carrozzino, con sagomatura aerodinamica, e munito di una ruota uguale a quella della motocicletta che poggia sul lato opposto a quello di attacco.
Il motocarro e il motofurgone sono veicoli a tre ruote composti da una motocicletta priva di ruota e sospensione posteriori, al cui telaio mozzo viene applicato un cassone o un furgone chiuso munito di due ruote con semiassi, differenziale, trasmissione con albero cardanico e sospensioni di tipo automobilistico; si ottiene cosi un veicolo per trasporto merci di portata sino a 15 q, di costo limitato e con buone doti di manovrabilità, adatto specialmente per lo smistamento di colli leggeri nella città; piccoli motocarri e motofurgoni si ottengono usando in luogo della motocicletta il motorscooter.
La moto (con carene o senza carene) è composta di telaio e organi di sospensione, motore con cambio di velocità e organi di trasmissione, sterzo, sistema frenante comprendente anche le ruote, il serbatoio del carburante, la sella e organi accessori.
La parte che più caratterizza il motore e ne definisce la categoria è il motore che, indipendentemente dal fatto di essere a 2 o a 4 tempi, può essere mono o pluricilindrico. Quest'ultimo, da 2-3-4 cilindri, è un motore più equilibrato di quello monocilindrico: trasmettendo meno vibrazioni dà un comfort di marcia superiore. Il tipico motore da moto a 2 o a 4 tempi è stato per molto tempo il monocilindro, che ancora oggi gode parecchi favori per le sue indubbie doti di semplicità costruttiva e facilità di manutenzione. La potenza è in relazione alla cilindrata, al rapporto di compressione (volume del cilindro+volume della camera di scoppio/volume della camera di scoppio) e al numero dei giri al minuto primo. Con un rapporto di compressione alto la potenza è elevata ma il motore risulta poco elastico e necessita di un cambio a più rapporti. Generalmente il rapporto di compressione varia da 6 a lO per i motori di uso turistico e sportivo, fino a 13 e più per i motori da competizione.
Una suddivisione per i 2 e 4 tempi può tenere conto della disposizione e del numero dei cilindri: motori mono e pluricilindrici verticali o leggermente inclinati in avanti; mono e pluricilindrici orizzontali; bicilindrici contrapposti; bicilindrici a V con l'asse motore parallelo agli assi delle ruote; bicilindrici a V con asse motore longitudinale.
Il motore a scoppio è raffreddato per tradizione al vento diretto della corsa o ad aria forzata sulle superfici alettate dei cilindri, come nei motorscooters e nei ciclomotori. Il raffreddamento ad acqua, rivelatosi in passato molto complesso, torna a essere preso in considerazione in particolare per i motori a 2 tempi da competizione.
La trasmissione del movimento dal motore alla ruota motrice avviene con una serie di congegni meccanici che sono nell'ordine: la catena primaria, che collega il motore alla frizione; il gruppo frizione, che trasmette il movimento al cambio di velocità; il cambio, che con i suoi rapporti permette di sfruttare la potenza del motore; la catena secondaria, che trasmette il moto alla ruota posteriore. La catena primaria può essere sostituita da una coppia di ingranaggi quando gli assi del motore e della frizione sono molto ravvicinati. La frizione è quasi sempre del tipo a dischi multipli; nei ciclomotori può essere anche automatica. Il cambio di velocità, a ingranaggi in bagno d'olio, realizza da 2 a 5 velocità secondo il tipo di motociclo. La catena secondaria o motrice può essere sostituita da un sistema d'albero con giunti cardanici.
Il telaio è il complesso di tubi e tralicci che, con la forcella anteriore e il forcellone oscillante posteriore, dà stabilità e consistenza alla moto; può venire realizzato anche in lamiera stampata. Le sospensioni anteriori e posteriori sono oggi sempre del tipo a molla elicoidale con ammortizzatore a semplice o a doppio effetto. Lo sterzo, del tipo a manubrio, porta i vari organi di comando: la manopola destra comanda per rotazione l'apertura della valvola di alimentazione del carburatore; la leva a forcella destra comanda, mediante cavo flessibile, il freno anteriore; la corrispondente leva sinistra aziona la frizione. Si hanno inoltre i pulsanti dell'avvisatore acustico e il commutatore delle luci.
I motorscooters sono dotati di manopola sinistra rotante per il comando del cambio di velocità: tale operazione viene eseguita con la stessa mano che aziona la frizione. Nella maggior parte dei motocicli la manovra del cambio è comandata invece da un pedale. I freni possono essere a tamburo o a disco; i primi hanno ganasce a espansione e, secondo l'uso cui la moto è destinato, possono variare dai più semplici con un solo piatto portaceppi, fino ai più complessi con 2 piatti e 2 camme di comando per piatto. Sono comandati direttamente con una leva a mano l'anteriore e con un pedale a mezzo di cavetto flessibile o di barretta rigida il posteriore. I freni a disco sono a comando idraulico e ciò consente di moltiplicare lo sforzo esercitato dal pilota: non mancano freni a doppio disco con comando meccanico.
Le moto ha solamente ruote di tipo a raggi con cerchi di acciaio o in lega leggera; sono a disco pieno nei motorscooters e nei motocarri. I pneumatici sono generalmente con battistrada rigato quelli anteriori direzionali e con disegno a tasselli piccoli variamente sagomati e incisi quelli posteriori. Vi sono poi pneumatici particolari secondo l'impiego cui è destinato il motore: per fuoristrada sono a tasselli piuttosto grossi adatti a far presa su terreni fangosi e sconnessi; per velocità sono con sezione studiata in modo da ottenere un'adeguata fascia di appoggio anche a motore inclinato. Caratteristico del motore è comunque l'impiego di coperture con differente sezione sulle due ruote per conferirgli un migliore adattamento ai diversi carichi da sopportare.
Il serbatoio del carburante è posto a livello più alto del carburatore essendo l'alimentazione per caduta: un apposito rubinetto permette di chiudere l'alimentazione a motore fermo.
La sella per una o due persone è dotata di molle o di uno strato di gommapiuma rivestito di pelle o di plastica.
La strumentazione di un moto, per ragioni di peso e di spazio, è ridotta all'essenziale: tachimetro, contagiri e, raramente, amperometro. altri accessori sono i parafanghi, i paragambe, il silenziatore di scarico, i tubi di protezione per proteggere motore e pilota in caso di caduta, carenature e parabrezza di vario tipo con il trasparente superiore di diverse altezze. L'impianto d'illuminazione è costituito di un proiettore anteriore a tre luci e di due luci rosse posteriori (una segnala la frenatura del motore): tali lampade ricevono la corrente elettrica a 6 o a 12 volts, dal volano magnete o da una batteria.
Mentre per l'automobile l'accensione a spinterogeno è universalmente impiegata da decenni, sul motore si può trovare una maggior varietà di impianti. Lo spinterogeno di schema classico si va diffondendo sempre più, così come l'alternatore al posto della dinamo. Sui motori pluricilindrici si preferisce montare una coppia di contatti e una bobina per ogni cilindro anzichè ricorrere al distributore con la spazzola rotante (calotta).
Per le basse cilindrate e per i 2 tempi si usa il volano magnete-alternatore: è un'alternatore direttamente montato sull'albero motore che sfrutta come volano il peso delle calamite e incorpora anche le puntine platinate del ruttore; la bobina per l'alta tensione è allogata preferibilmente all'esterno per sottrarla al calore del motore. L'accensione elettronica sperimentata su alcune moto da corsa è stata adottata recentemente anche per alcuni modelli di serie (Kawasaki 500; 3 cilindri) e su alcuni ciclomotori. E' scomparso il magnete in quanto presentava l'inconveniente di non funzionare correttamente agli alti regimi di rotazione. L'avviamento si esegue azionando un apposito pedale con molla di ritorno; in particolare si tende oggi a dotare le moto di grossa cilindrata di avviamento elettrico di tipo automobilistico. Non mancano comunque tipi con dinamotore, cioè apparecchi che funzionano da generatori di corrente se posti in rotazione (dinamo) oppure da motore se alimentati dalla batteria.
I carburatori da moto differiscono da quelli automobilistici solo in alcuni particolari: la valvola di alimentazione del carburatore, per esempio, è del tipo a saracinesca anzichè a farfalla. Oggi si usano carburatori a monoblocco montati elasticamente; qualche casa costruttrice adotta carburatori a depressione in cui il movimento della valvola si attua per mezzo di una membrana sensibile alle variazioni di pressione che si generano nel condotto di immissione. L'alimentazione a iniezione è usata solo sui motori da corsa per sidecars.
La lubrificazione dei motori a 4 tempi avviene come nelle automobili con una pompa che invia l'olio in pressione ai supporti di banco, ai bottoni di manovella e quindi alle pareti del cilindro; apposite tubazioni portano direttamente l'olio all'asse a camme e agli altri organi della distribuzione. L'olio può essere nella sottocoppa del carter motore oppure in un serbatoio separato (motore a carter secco), tipico della produzione inglese. Per i motori a 2 tempi la lubrificazione avviene per mezzo dell'olio miscelato con la benzina (miscela). Di uso corrente è divenuta la lubrificazione con pompa dell'olio a portata variabile regolata dalla manopola del gas: l'olio aspirato da un apposito serbatoio è inviato sotto pressione ai cuscinetti di banco, alla biella e alle pareti del cilindro.
L'apertura delle valvole nei motori a 4 tempi è operata da uno o più assi a camme disposti nella testata oppure nel basamento del motore. In quest'ultimo caso, il più frequente per semplicità ed economia, le valvole sono comandate con sistema "ad aste e bilancieri". Le camme provvedono unicamente all'apertura delle valvole in quanto alla chiusura delle stesse sono deputate le molle, di tipo concentrico oppure a spillo.
Il comando dell'asse o degli assi a camme in testa avviene con una catena azionata dall'albero motore o, più raramente, con una cascata di ingranaggi; non mancano realizzazioni più complesse ma meno dliffuse, come quella che adotta un alberello coassiale con il cilindro e munito di una coppia di ingranaggi elicoidali ai due estremi. Una realizzazione molto complessa per l'assoluta precisione richiesta al meccanismo è un comando speciale di chiusura delle valvole denominato "desmodromico" che consiste nel far chiudere le valvole mediante una seconda camma.