Nel garage di casa vedo il simbolo Subaru sin da quando son piccolo. Mio padre infatti è appassionato del marchio sin da quando qui in Italia era pressoché sconosciuto.
Nel tempo mi sono informato ma mi sono sempre chiesto una cosa: perché utilizzano i motori Boxer (ossia a cilindri contrapposti) quando quasi tutti gli altri hanno sempre utilizzato il classico motore in linea (e continuano a farlo)?
Innanzitutto una premessa è doverosa farla:
[su_quote]Il motore a cilindri contrapposti (detto anche a pistoni contrapposti con flusso monodirezionale) e il motore Boxer a cilindri contrapposti sono dei motori a combustione nei quali i cilindri formano tra loro un angolo di 180°, rispetto al blocco motore.[/su_quote]
[su_quote]I motori in linea sono quei motori a combustione interna nei quali i cilindri sono disposti a formare una sola linea. Questa tipologia di motori attualmente rappresenta la grande maggioranza dei motori automobilistici.[/su_quote]
Dopo questo primo excursus, necessario anche se probabilmente la maggioranza della sezione Motori di Stintup ne era già a conoscenza, veniamo al tema centrale dell’articolo.
Pro e Contro del Motore Boxer e Motore in Linea
Jason Fenske di Engineering Explained ha caricato un video su YouTube dove spiega appunto quali sono i punti a favore e quelli contro dell’utilizzo dell’uno o dell’altro motore 4 cilindri.
Per farlo ha utilizzato due modelli 3D stampati, uno rappresentativo del motore in linea Toyota 22R-E (montato sulla prima e seconda generazione delle Toyota 4runners) e l’altro in rappresentanza di uno dei Boxer più famosi e iconici, ossia il Subaru EJ20 (montato su tutte le Subaru degli anni ’90 e 2000).
[su_youtube url=”https://www.youtube.com/watch?v=mgpDTVBeHOw”]
Descrivendo il video, almeno i punti più salienti (così come fatto da Jalopnik), si nota come Jason parte descrivendo il “firing order” (la sequenza di erogazione di ciascun cilindro in un motore a più cilindri). La differenza qui è evidente. Nel caso del Boxer l’ordine è 1-3-2-4, nel caso del motore in linea è 1-3-4-2. Si noti che i cilindri sono contati dal lato frontale al lato del volano posteriore.
Jason poi parla di “bilanciamento del motore“. Infatti visto che su entrambi i motori le coppie di pistoni si muovono dentro e fuori insieme, le forze del primo ordine in entrambi i motori vengono “cancellate”.
La differenza arriva invece andando ad analizzare le forze del secondo ordine, che potete vedere indicate nell’immagine qui sotto. Queste derivano da una differenza di velocità del pistone (e quindi di forze inerziali) durante la metà superiore della rotazione dell’albero motore (a gomito) (cioè 90 gradi prima e dopo il punto morto superiore) rispetto al fondo. I motori Boxer riescono a dare un bilanciamento al motore rispettivamente anche a queste forze del secondo ordine, mentre i motori in linea spesso richiedono bilanciamenti ulteriori (ad esempio con il contralbero, presente anche in coppia nei casi di veicoli più costosi o comunque destinati ad un miglior comfort di guida) per annullare le vibrazioni.
Per chi vuole saperne di più riguardo forze di primo e secondo grado e bilanciamento qui può approfondire.
Il contro di un motore Boxer, sempre da un punto di vista del bilanciamento del motore, è da ricercare nel fatto che i pistoni non si trovano uno a fianco all’altro e quindi possono creare una “coppia” che tende a ruotare il motore intorno all’asse verticale, sbilanciando di fatto il motore in questo senso.
Altre differenze importanti includono un centro di gravità più basso per il motore Boxer (che si traduce in una miglior dinamica del veicolo). Questo aspetto è importante anche per quanto riguarda la sicurezza (in caso di incidente è più facile che il comparto motore si sposti sotto gli occupanti del veicolo piuttosto che colpirli direttamente).
Tuttavia i motori in linea hanno altri vantaggi. Un esempio è dato dal fatto che sono più stretti e questo permette di trovare più posto per inserire lo sterzo e le sospensioni nel caso di motore posteriore. Inoltre utilizzano solo una singola testata a cilindro, facilmente accessibile, e molto meno parti in movimento. Questo rende i motori in linea più appetibili e di facile utilizzo.
Fonte: Jalopnik – Engineering Explained – Wikipedia 1 – Wikipedia 2
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