I motori usati nell'automobilismo appartengono alla categoria dei motori
a scoppio con compressione.
Essi possono essere a due, a quattro o a sei fasi.
Di uso generale sono quelli a quattro fasi e rappresentano
un'applicazione del così detto ciclo di Otto.
Le quattro fasi sono:
1ª Aspirazione della miscela;
2ª Compressione della miscela tonante;
3ª Scoppio della miscela tonante ed espansione dei prodotti della
combustione;
4ª Scarico dei prodotti della combustione.
Il ciclo si sviluppa in un cilindro chiuso ad un'estremità del quale si
muove uno stantuffo aderente alle sue pareti; lo stantuffo nella sua
corsa non va a toccare il fondo del cilindro, ma lascia uno spazio
interno libero che costituisce la camera di scoppio.
Ad ogni corsa dello stantuffo corrisponde una fase del ciclo.
Le quattro figure seguenti indicano le varie fasi.
_Primo tempo. — Aspirazione della miscela._ — Il pistone P crea una
depressione (fig. 7) nel cilindro C e sollecita la valvola di ammissione
A ad aprirsi; la miscela arriva dall'apertura E e si spande nel
cilindro.
[Illustrazione: Fig. 7.]
[Illustrazione: Fig. 8.]
_Secondo tempo. — Compressione della miscela._ — Alla fine della corsa
di aspirazione, il pistone ritorna indietro, spinge in avanti i gas
contenuti nel cilindro che vanno a chiudere la valvola A (fig. 8) e li
comprime.
La compressione prodotta nella camera si eleva fino al limite calcolato
dal costruttore.
[Illustrazione: Fig. 9.]
[Illustrazione: Fig. 10.]
_Terzo tempo. — Esplosione ed espansione._ — Alla fine della seconda
corsa, la miscela compressa nella camera K è infiammata in T da una
scintilla elettrica.
L'esplosione dei gas esercita una pressione sul pistone che è lanciato
in basso, l'espansione dei gas di scoppio si produce e la loro pressione
diminuisce.
_Quarto tempo_ (fig. 10). — Alla fine del terzo tempo, la biella B
lavorando sopra la manovella M, le ha già fatto descrivere un giro e
mezzo. Sopra l'albero della manovella è calettata una ruota dentata C
che ne comanda un'altra H di diametro doppio calettata sopra un albero
secondario.
Questo albero secondario porta un eccentrico (camma) D; l'azione di
questa sporgenza sopra il gambo della valvola si manifesta ogni due
giri.
Ora, quest'azione si produce appunto nel momento che il pistone è al
fondo della corsa; nell'istante in cui il pistone ritorna, l'asta
solleva la valvola O spingendo il gambo e i gas bruciati sfuggono
nell'atmosfera per l'apertura S.
L'eccentrico è calcolato in modo che alla fine della corsa esso non
agisce più sopra la valvola O, la quale è richiamata nella sua sede da
una molla. Di poi si ripetono le stesse fasi.
_Ciclo teorico._ — Se OV e OP sono gli assi coordinati cui si
riferiscono i volumi e le pressioni, il diagramma teorico di un ciclo a
4 tempi può essere rappresentato dalla fig. 11, in cui AB è
l'aspirazione della miscela tonante (aumento di volume a pressione
costante); BC è la compressione della miscela (diminuzione di volume con
aumento di pressione); CD è lo scoppio e DE l'espansione dei prodotti
della combustione (aumento rapido di pressione, poi aumento di volume
con diminuzione di pressione); EA è lo scarico dei prodotti della
combustione (diminuzione di volume a pressione sensibilmente costante).
[Illustrazione: Fig. 11.]
Questo è il così detto ciclo teorico pel quale si suppone che, durante
la compressione e l'espansione, non vi siano disperdimenti di calore e
che quindi avvengano adiabaticamente. In realtà però, durante la
compressione, le pareti del cilindro, calde per gli scoppi precedenti,
cedono calore al miscuglio gassoso e durante l'espansione, dopo lo
scoppio, ne assorbono.
Così pure l'esplosione non è istantanea e quindi il punto D viene ad
essere spostato verso destra e tanto più quanto è stato più grande il
tempo durante il quale l'esplosione si è propagata a tutta la massa.
[Illustrazione: Fig. 12.]
_Ciclo reale._ — In realtà quindi il ciclo è quello rappresentato in
fig. 12.
In questo diagramma si è anche tenuto conto del così detto avanzo allo
scappamento per evitare il lavoro resistente di compressione dei gas già
combusti al principio del quarto tempo; ed infatti il pistone non è
arrivato ancora alla fine del terzo tempo quando comincia lo scappamento
in _e_[6]. Siccome nei motori di automobili si fa anche molto uso
dell'avanzo all'accensione per avere una completa combustione della
miscela, così nelle figure 13, 14 sono indicati i diagrammi reali nel
caso di avanzo più o meno grande.
[6] Non tutti i costruttori ammettono il vantaggio dell'avanzo allo
scappamento.
[Illustrazione: Fig. 13.]
[Illustrazione: Fig. 14.]
Indichiamo anche il diagramma con ritardo (fig. 15) all'accensione, dal
quale si vede come il lavoro indicato è più piccolo che con avanzo[7].
[7] Per maggiori particolari leggere il Marchis “Moteurs à essences
pour automobiles„.
[Illustrazione: Fig. 15.]
Come si è già visto, nel cilindro si ha una sola corsa motrice su
quattro; e se allo stantuffo è aggiunta una biella con manovella, si ha
una sola corsa motrice ogni due giri della manovella. Per regolare la
velocità del motore è necessario quindi unire all'albero motore un
volante sufficentemente grande e pesante.
La terza fase nella quale si ha la produzione di gas con forte pressione
e forte sviluppo di calore succede nel cilindro stesso anzichè nella
caldaia come nelle macchine a vapore, e succede con trasformazione quasi
istantanea e quindi con una perdita piccolissima di calore.
Per rendere possibile la lubrificazione e anche perchè non avvengano
dilatazioni troppo grandi delle pareti del motore, si è costretti a
raffreddare le pareti del cilindro, onde gran parte delle calorie
sviluppate nello scoppio, circa metà, va perduta; un'altra parte
considerevole di calore va perduta perchè i gas sono a temperatura
elevata anche quando la loro pressione differisce di poco da quella
atmosferica al momento dello scappamento.
Sommando a queste due perdite principali di calore quelle che avvengono
per radiazione, conducibilità, ecc., si trova che più dei 3/4
dell'energia disponibile va perduta. Pare infatti che la parte
utilizzata sia dal 15 al 20%. Risulterebbe che su 100 calorie prodotte
dalla combustione dei gas solo 16 sono usufruite per il lavoro esterno.
Dell'energia corrispondente alle calorie utilizzate, parte viene
consumata nel vincere le resistenze interne della vettura, il resto è
quello che va impiegato a vincere lo sforzo di traslazione e in parte
consumato nella forza viva delle trepidazioni.
_Distribuzione._ — Abbiamo visto che durante il primo tempo, la valvola
detta d'ammissione è aperta per permettere alla miscela d'entrare nel
cilindro; nel quarto tempo invece resta aperta la valvola detta di
scappamento per lasciare sortire i gas nell'atmosfera.
_Valvola di scappamento._ — Questa dovrebbe aprirsi alla fine del terzo
tempo, cioè al termine della corsa motrice. In queste condizioni,
allorchè lo stantuffo comincia la sua quarta corsa, spinge avanti
all'esterno una massa gassosa che è ad una pressione superiore alla
pressione atmosferica. Ne risulta che si produce al principio del quarto
tempo una contro-pressione che diminuisce considerevolmente il lavoro
utile prodotto; conviene quindi aprire la valvola di scappamento prima
della fine del terzo tempo, ciò che porta ad un vantaggio tanto maggiore
quanto è più grande la velocità del motore[8].
[8] Non tutti sono di questo parere, perchè si ritiene da molti che
lasciando sfuggire prima della fine del terzo tempo i gas non se ne
sfrutta tutta la energia.
La valvola di scappamento si deve poi aprire verso l'interno del
cilindro in modo che la pressione che si produce al momento
dell'esplosione non tenda ad aprirla in momento inopportuno.
Per quanto si è detto sopra, la detta valvola deve essere comandata
meccanicamente, non potendo funzionare automaticamente. I canali di
scarico dei gas devono essere di diametro superiore delle valvole.
Per tenere la valvola chiusa nel primo tempo si munisce di robusta molla
a spirale.
La valvola d'ammissione può essere automatica o comandata. Nei piccoli
motori è spesso automatica, nei grandi motori invece è comandata, a meno
che non sia multipla, cioè formata da più valvole di dimensioni ridotte
anziché da una di grandi dimensioni.
Il comando meccanico delle grosse valvole impedisce gli effetti dannosi
dell'inerzia. La valvola d'ammissione è in generale munita di molle di
poca resistenza.
Il comando delle valvole si fa con un albero il quale, mediante
ingranaggio conveniente, fa un giro ogni due dell'albero motore e porta
eccentrici (camme) o scanalature speciali che comandano le aste delle
valvole.
Se la valvola di ammissione non è automatica, essa si trova in generale
nella stessa scatola della valvola di scappamento ma dalla parte opposta
e il suo comando è affidato ad un altro albero; qualche volta le dette
valvole si trovano dalla stessa parte, allora un solo albero basta per
il comando.
_Stantuffo._ — Lo stantuffo dei motori d'automobili è formato da un
cilindro cavo, ad un sol fondo, munito nella parte cilindrica di tre o
quattro scanalature nelle quali vengono messi degli anelli di ghisa o di
acciaio che hanno un diametro esterno un po' più grande di quello dello
stantuffo e che portano un taglio trasversale obliquo rispetto alle
generatrici che li rende elastici.
Lo stantuffo in generale è molto lungo perchè così risulta ben guidato.
La biella è articolata ad un perno fissato allo stantuffo. Gli stantuffi
nei motori colle compressioni usuali, strisciano nei loro cilindri con
un giuoco di circa 1/5 di millimetro.
_Accensione._ — L'accensione delle miscele compresse si può fare o
mediante tubetti di platino, nichel, o porcellana, che penetrano
nell'interno della camera di scoppio resi incandescenti dall'esterno per
mezzo di fiamma di becchi tipo Bunsen (_bruleur_), oppure col mezzo
assai più usato della scintilla elettrica fatta scoccare nella camera di
scoppio.
L'accensione è di grande importanza e si cerca di assicurarla in ogni
caso anche raddoppiando i mezzi per produrla.
L'accensione elettrica si può avere mediante scintilla d'induzione, cioè
prodotta fra due punte metalliche distanti di qualche decimo di
millimetro, producendo una differenza di potenziale elevata fra le due
punte. Oppure si può avere con scintille prodotte nella rottura di un
circuito dalla extracorrente di rottura.
Col 1º metodo occorre un generatore, un elevatore di tensione costituito
in genere da un ordinario rocchetto di Rumhkorff, un interruttore
magnetico o meccanico (_trembleur_) e finalmente una parte che porta le
due punte metalliche _x_ ed _y_ fra di loro isolate della _candela_, e
che si avvita al motore in corrispondenza della camera di scoppio. —
Nelle figure 16, 17, 18, 19, 20 sono indicati vari tipi di candela.
[Illustrazione: Fig. 16. Candela de Dion-Bouton.]
[Illustrazione: Fig. 17. Candela Hydra.]
Il generatore il più delle volte è costituito da pile o da accumulatori
di grande capacità o da una piccola dinamo. Quattro elementi di pila
Leclanché o due accumulatori sono sufficenti allo scopo. Questi
generatori debbono avere il liquido immobilizzato.
Come già sappiamo, pel buon funzionamento del rocchetto, si fa uso di
condensatore che ha l'ufficio di diminuire la scintilla al _trembleur_.
[Illustrazione: Fig. 18. Cand. Bassie et Michel.]
[Illustrazione: Fig. 19. Candela Reclus.]
[Illustrazione: Fig. 20. Candela Bisson.]
(VERBY BEAUMONT, _Motor Vehicles and Motor_).
Per produrre la scintilla fra due punte della candela, si sogliono
adoperare anche macchine magnetiche ad alta tensione, nelle quali la
casa Bosch, specialista, ha riunito la sorgente di elettricità, il
rocchetto con relativo condensatore e l'interruttore.
Nel 2º modo di accensione con scintilla di extracorrente di rottura, la
sorgente di elettricità è costituita da un magnete a bassa tensione.
[Illustrazione: Fig. 21.]
Si fa percorrere la corrente fornita dalla dinamo in un circuito
suscettibile di essere interrotto in un punto determinato dove scocca la
scintilla.
Nella figura 21 è indicato il cilindro collo stantuffo in fin del 2º
tempo. Nel coperchio del cilindro è posta un'asticciuola _c_ isolata
elettricamente e posta in comunicazione con un polo della sorgente di
elettricità di cui l'altro polo è in comunicazione colla massa della
macchina.
Una leva _p_ montata sopra un asse _a_ può appoggiarsi sopra l'asta
isolata. L'asse _a_ prolungato, porta inoltre calettata alla sua
estremità una appendice esterna sulla quale agisce un'asta A sollevata
ogni due giri dal motore per mezzo dell'eccentrico (o camma), montata
sull'albero D che fa un numero di giri uguale alla metà di quelli fatti
dall'albero motore.
Si vede dunque che ogni volta che l'esplosione deve essere prodotta, la
leva _p_ è staccata da _c_ e una scintilla si produce determinando
l'infiammazione della miscela.
Nella figura 22 è indicato lo schema del tampone che s'applica alla
testa del motore nel punto più conveniente per produrre l'accensione. Il
tampone è in ghisa, raramente avvitato, il più sovente assicurato con
viti. Il tampone porta due organi; l'uno immobile I, che costituisce
l'accenditore o candela, è formato da una semplice asta di nikel o
d'acciaio alla quale arriva la corrente dal magnete a bassa tensione. Ha
un ingrossamento dalla parte del motore nella camera di scoppio di 10
mm. di diametro. Quest'asta è isolata mediante un doppio cono _h_ di
materia isolante (steatite, mica, ecc.). A formar chiusura contro i gas
e impedire il deterioramento dell'accenditore, un giunto separa la
sostanza isolante dalla testa dell'accenditore stesso.
[Illustrazione: Fig. 22 (_Locomotion_, 2º anno, pag. 773).]
L'altro organo è la leva del tampone a due braccia LL' in ferro.
Dalla parte interna termina con una lunga sporgenza ad angolo retto che
viene a contatto coll'accenditore. Il suo asse di articolazione è nella
sua parte media; una parte conica _ll_ serve di chiusura automatica ai
gas compressi.
Quando il braccio L' della leva è a contatto dell'estremità I allora non
si ha scintilla; ma se produciamo il distacco repentino della prima
parte dalla seconda, si forma per l'extracorrente di rottura una
scintilla che produce l'accensione della miscela.
La rottura bisogna che sia molto brusca: essa può avvenire col cadere,
oppure coll'oscillazione di un'asta. Nella figura 23 è indicato il
sistema ad asta cadente adottato dalla _Mercédès_; sull'albero di
distribuzione vi è il solito eccentrico e calettato. La scintilla scocca
fra I ed L'. Dalle quattro figure s'intuisce il modo di funzionare e
dall'ultima come si possa avere l'avanzo ed il ritardo dell'accensione,
che, come vedremo, si rendono spesso convenienti.
[Illustrazione: Fig. 23 (Schema di accensione della _Mercédès_).]
Riportiamo in fig. 24 il sistema di accensione della _Fiat_ ad asta
cadente per 4 cilindri. Dopo quanto si è detto per il sistema adottato
dalla _Mercédès_ si comprende facilmente il suo modo di funzionare.
Prima che avvenga la rottura del circuito, questo si forma attraverso il
contatto fra l'estremità della leva e l'asta di nikel; poi si ha
distacco e quindi scintilla di extracorrente.
[Illustrazione: Fig. 24 (Schema dell'accensione del motore a 4
cilindri Fiat). (Dal vol. MARCHESI, _L'Automobile, come funziona e
come è costruito_).]
L'interruzione con asta oscillante è indicata nella figura 25. L'asta di
rottura A gira su se stessa e dà un urto orizzontalmente invece di darlo
verticalmente come al sistema precedente.
Dalla figura stessa si vede pure chiaramente come si possa colla leva V
dare l'avanzo e il ritardo all'accensione. La molla M lavora anche per
torsione e mantiene il contatto tra la leva S e la coda della leva L del
tampone.
[Illustrazione: Fig. 25.]
Per produrre la corrente si adopera il magnete Simms-Bosch (fig. 26) che
è una modificazione di quella Siemens, la quale si compone di un
induttore costituito da magneti permanenti a ferro di cavallo, e di un
indotto formato da un avvolgimento disposto a matassa attorno al gambo
di un'armatura di ferro dolce fatta a doppio T per facilitare il
passaggio delle linee di flusso. La modificazione consiste nel tenere
l'indotto fisso e nel fare girare due settori di ferro dolce che variano
la resistenza magnetica nell'interferro (disposizione a ferro rotante).
Il vantaggio è quello di evitare contatti mobili striscianti per la
presa di corrente.
[Illustrazione: Fig. 26.]
[Illustrazione: Fig. 27.]
Nelle figure 27 di seguito è indicato il modo di funzionare della
magnete Simms-Bosch. Nelle posizioni 1 e 3 la f. e. m. d'induzione è
minima, e nelle posizioni 2 e 4 è massima perchè ivi la variazione di
flusso è massima attraverso alle spire dell'indotto. Le variazioni che
avvengono nelle posizioni 5, 6, 7 e 8 sono le medesime di quelle delle
posizioni 1, 2, 3 e 4.
[Illustrazione: Fig. 28.]
Nella figura 28 è rappresentata la curva della f. e. m. per ogni giro
del settore. Giova notare che per effetto della reazione d'indotto il
massimo della corrente si trova spostato alquanto nel senso del
movimento rispetto alle posizioni indicate nella figura 27.
Nella figura 25 è indicato lo schema del magnete e l'apparecchio di
accensione a rottura ad asta oscillante. Uno dei fili conduttori è in
comunicazione coll'accenditore, l'altro colla massa del motore.
Come vedremo, i motori sono per varie ragioni a più cilindri, i grossi
sono a 4 cilindri; la Panhard, la Darraq ed altre case hanno costruito
motori da corsa con 6 cilindri ed anche con 8. Quando i cilindri fossero
4 allora il conduttore va ai quattro accenditori.
Il comando delle aste d'interruzione è affidato ad uno stesso albero che
porta i 4 eccentrici (o camme) necessarî allo scopo.
Il sistema di accensione ad alta tensione richiede un isolamento assai
migliore che non l'altro. Oltre a ciò, quando nel primo si adopera il
magnete come generatore di corrente, è sovente necessario avere anche il
sistema con pile ed accumulatori per l'avviamento.
Nell'avviamento infatti il magnete non è mosso che con velocità molto
ridotta e quindi non sviluppa f. e. m. abbastanza elevata per dare una
scintilla sufficentemente calda da produrre lo scoppio.
[Illustrazione: Fig. 29. Vibratore meccanico Dion-Bouton.]
Giova notare che i sistemi a magnete hanno il vantaggio di produrre
coll'aumentare della velocità del motore e quindi anche del magnete una
scintilla più calda, più intensa che produce una accensione più rapida,
il che corrisponde per gli effetti ad un avanzo nell'accensione stessa.
Nelle figure 29, 30, 31, 32 sono indicati due sistemi di accensione con
pile od accumulatori, rocchetto con vibratore meccanico e con vibratore
magnetico per un motore ad un sol cilindro.
[Illustrazione: Fig. 30. Disposizione con vibratore meccanico
(Dion-Bouton).]
[Illustrazione: Fig. 31. Vibratore magnetico.]
Per l'avanzo o il ritardo dell'accensione, siccome il vibratore
meccanico è fissato su una placca Z che è folle sull'albero di
distribuzione, si comprende che se noi facciamo rotare la placca
isolante attorno all'albero, l'eccentrico _n_ viene a spostarsi rispetto
alla lamina E e si viene in tal modo a variare il momento in cui scocca
la scintilla rispetto al moto dello stantuffo.
[Illustrazione: Fig. 32. Disposizione tipo Benz con vibratore
magnetico.]
Anche col sistema a vibratore magnetico si può ottenere lo stesso
effetto girando la placca Z, con che si varia il momento nel quale la
corrente si stabilisce attraverso al primario e quindi anche l'istante
nel quale scocca la scintilla.
Vediamo ora come si può produrre l'accensione in due o quattro cilindri
d'uno stesso motore.
La figura 33 rappresenta l'apparecchio per un motore a due cilindri e
consiste nell'accoppiamento di due apparecchi d'accensione per motori
monocilindrici con vibratori magnetici. Siccome si fa uso di una sola
sorgente di elettricità E, per motore a due cilindri è necessario un
organo detto _distributore_ calettato sull'albero di distribuzione che
stabilisca prima la chiusura del circuito per uno dei rocchetti, e poi
per l'altro, in modo da avere una scintilla nell'interno di ogni
cilindro ogni due giri dell'albero motore.
[Illustrazione: _B1_ _B2_ Bobine. _C1_ _C2_ Condensatori. _D_
Distributore. Fig 33.]
Nella figura 34 è indicato l'apparecchio per un motore a quattro
cilindri. In esso si ha un'unica sorgente di elettricità E, quattro
bobine, un unico _trembleur_ o vibratore, un solo condensatore e un
distributore a quattro contatti striscianti _k1_ _k2_ _k3_ _k4_ disposti
in modo da far avvenire uno scoppio ogni mezzo giro dell'albero motore.
[Illustrazione: _B1_ _B2_ _B3_ _B4_ Bobine. _T_ Vibratore. _C_
Condensatore. Fig. 34.]
Si potrebbe porre il distributore anche sul circuito secondario, con ciò
necessiterebbe un solo rocchetto, però l'isolamento dei contatti
riuscirebbe molto più difficile.
Prima di por termine a questa parte è opportuno dire dei difetti dei 2
tipi di interruttori usati, cioè del meccanico e del magnetico. Il primo
dà luogo ad un avviamento piuttosto difficile, perchè colla mano
dell'uomo non si può far girare velocemente l'albero di distribuzione e
quindi l'eccentrico che fa funzionare il vibratore, il quale non produce
la serie di interruzioni volute per dare scintille convenienti per
l'accensione; nel funzionamento del motore a grande velocità, però
funziona bene.
L'interruttore a tremolo magnetico invece dà un avviamento più
sicuro[9], occorrendo un semplice contatto strisciante e non vibrante
per stabilire il circuito; però a grande velocità dà luogo a degli
scoppi mancati, perchè durante il tempo che dura la chiusura del
circuito per effetto del contatto strisciante, non produce una serie di
vibrazioni, essendo queste di lungo periodo, a meno di non ricorrere a
speciali disposizioni onde avere vibrazioni di corto periodo ed
interruzioni più brusche.
[9] A tale proposito giova osservare che col sistema ad accumulatori
con interruttore magnetico, si può ottenere l'avviamento facile del
motore anche senza ricorrere alla manovella d'avviamento quando il
motore sia fermo da non molto tempo, sia ancora caldo, e uno dei
cilindri si sia conservato nelle fasi di compressione (cioè la
miscela non sia sfuggita dopo la fermata). Col sistema ad
interruttore meccanico o col magnete ciò non è possibile
evidentemente.
[Illustrazione: Vibratore Lacoste senza vite. Vibratore a riposo.
Vibratore in azione. Fig. 35 (Locomotion, 3º anno, pag. 151).]
Una di queste disposizioni è quella che si ha nel vibratore di Lacoste
(fig. 35). Per avere interruzioni molto rapide, egli ha diminuito
l'inerzia della lamina diminuendo il peso col togliere il martelletto.
Per evitare poi che questa lamina così alleggerita sia troppo facilmente
attirata dal nocciolo magnetico induttore delle bobine e non rompa il
circuito primario prima che la corrente primaria non abbia raggiunto la
sua intensità di regime normale, il costruttore impiega nel suo
vibratore due lamine di differente flessibilità disposte l'una sopra
l'altra. Allorché il vibratore è a riposo, la lamina inferiore C2 è a
contatto colla lamina superiore e questa colla vite che conduce la
corrente e che serve di regolazione. Quando si fa passare la corrente
nel circuito induttore, la lamina C2 è attirata per prima, s'incurva e
durante questo tempo il circuito primario è stabilito per mezzo della
lamina C1; allorché la lamina C2 ha fatto una corsa conveniente ed ha
una certa forza viva, distacca la lamina C1 e il circuito primario è
interrotto bruscamente. La corsa della C2, che corrisponde alla rottura
del circuito primario, è regolata in modo che la corrente induttrice
acquista la sua intensità di regime prima della rottura.
È sempre possibile, unire in un motore, al vibratore meccanico, un
vibratore magnetico.
Per completare questa parte relativa all'accensione credo opportuno dare
un cenno anche del magnete Gianoli ad alta tensione. Nel magnete Bosch
(ad alta tensione), tanto favorevolmente conosciuto, si ha l'indotto
girevole che comprende due bobine, una primaria e una secondaria. La
rottura del circuito primario è prodotta da un interruttore meccanico.
Nel magnete Gianoli la detta interruzione è prodotta da vibratore
magnetico.
Ma vediamo in che consiste questo magnete (fig. 36).
[Illustrazione: Fig. 36. Magnete Gianoli.]
Esso ha l'induttore costituito da calamite permanenti a ferro di cavallo
come le Simms Bosch. Fra le espansioni polari gira un indotto del tipo
Siemens a spola con nucleo a doppio T il quale ha due avvolgimenti,
l'uno per la bassa tensione fatto di poche spire di filo grosso e
l'altro per l'alta tensione formato di molte spire di filo sottile. La
corrente che si genera nel primario è alternata; per produrre effetto
molto sentito d'induzione nel secondario, si ha un interruttore
magnetico con condensatore in derivazione il quale funziona per effetto
del magnetismo del nucleo dell'indotto. Due settori di ferro dolce
possono spostarsi tra i poli e l'indotto e conservare con leggerissima
variazione lo stesso valore del flusso magnetico massimo concatenato
coll'indotto anche nell'avanzo all'accensione, sicchè anche con
spostamenti di 40° si ha una scintilla sempre della stessa potenza.
Questo fatto è importante e unito all'altro di potere ottenere
all'avviamento del motore[10] una serie di scintille coll'interruttore
magnetico e quindi una partenza più sicura costituisce uno dei pregi di
questo magnete.
[10] Ecco come il Gianoli spiega la formazione di varie scintille
alla partenza.
La lama di ferro dolce trovandosi sempre attirata per una stessa
forza magnetizzante, ne risulta che avanti di avere raggiunto
l'induzione massima, la lama funziona una prima volta provocando una
scintilla. Il circuito si ristabilisce istantaneamente; l'indotto si
trova ancora nella fase favorevole, quindi una nuova induzione e
seconda scintilla, poi una terza, ecc. Ciò non si può produrre che
ad una debole velocità, giacchè la velocità angolare crescendo,
l'inerzia della lamina aumenta, il tempo della fase diminuisce e non
si può più produrre che una sola scintilla. Ci si renderà conto più
facilmente di questo fatto esaminando la curva qui sotto:
[Illustrazione: Ampères, giri induttori.]
Io traccio una curva degli _ampères_ giri induttori dal punto A al punto
B; questa curva corrisponde ad una velocità supposta di 100 giri al
minuto.
La linea punteggiata, parallela alle ascisse, rappresenta i punti nei
quali la curva raggiunge un valore d'induzione sufficiente per il
funzionamento dell'interruttore automatico.
Dunque al punto E noi avremo funzionamento, cioè a dire rottura della
corrente primaria; ma stante la debole velocità angolare, l'interruttore
ristabilisce immediatamente il circuito, si produce al punto F un
secondo funzionamento dell'interruttore, poi un terzo in G e un quarto
in H.
La curva d'induzione AI rappresenta il funzionamento supposto a 1500
giri, ne risulta una brusca elevazione della curva, perchè il tempo è
diminuito proporzionalmente; è facile rendersi conto che ad una tale
velocità l'interruttore non funziona che una sol volta, giacchè il tempo
è divenuto cortissimo, la self-induzione è aumentata, l'isteresi è
divenuta più importante, ciò che ha per risultato di elevare leggermente
il punto C, di cui la conseguenza è una scintilla migliore.
Vorremmo discutere più a lungo sul medesimo, ma l'indole di questa
pubblicazione non ce lo permette. Aggiungeremo però che il Gianoli ha
unito al suo magnete uno speciale distributore che può servire anche per
doppia accensione e cioè con magnete e con accumulatori e bobina. Le
parti costituenti la doppia accensione sono:
Il magnete ad alta tensione, un distributore misto e una bobina
speciale;
Il distributore (fig. 37) misto, serve per distribuire la corrente
secondaria alle candele ed anche come distributore della corrente
primaria. Come si vede, esso si compone di una calotta metallica, sulla
periferia della quale, si trovano fissati dei pezzi isolanti che servono
di sopporto alle viti platinate regolabili e raccoglienti la corrente ad
alta tensione per ridarla alle candele.
[Illustrazione: Fig. 37. LEGGENDA: 1. Morsetti d'unione alle
candele. 2. Carbone strisciante. 3. Supporto isolante. 4. Canna.
5. Eccentrico distributore. 6. Vite platinata primaria. 7.
Isolante della vite platinata. 8. Molla platinata. 9. Bilanciere
di rottura. 10. Collare. 11. Camma a 4 effetti primaria. 12.
Collettore del secondario.]
All'interno di questa calotta si muove un pezzo isolante fissato sopra
una canna in acciaio. Sopra questo pezzo isolante un collettore avente
un eccentrico, riceve da un contatto in carbone la corrente proveniente
dal magnete o dal secondario della bobina, che l'eccentrico distribuisce
successivamente alle viti platinate davanti alle quali essa passa senza
toccarle, con produzione di scintille.
La corrente primaria della bobina d'induzione è distribuita egualmente
nel medesimo apparecchio per mezzo di un eccentrico in acciaio temprato
fissato sopra la medesima canna dell'eccentrico distributore del
secondario. Questo eccentrico comporta tante sporgenze quanti sono i
cilindri e agisce sopra un bilancere in acciaio fuso che serve di
sopporto a una lamina platinata che viene in {066} contatto con una vite
pure platinata che conduce la corrente primaria della bobina
d'induzione.
_Bobina._ — La bobina (fig. 38) con vibratore magnetico e con due
condensatori l'uno per il vibratore, l'altro avente un'armatura in
comunicazione col primario, assicura il funzionamento nel caso che la
rottura del primario avvenisse al distributore.
[Illustrazione: Fig. 38.]
Sopra una faccia porta un commutatore di alta e bassa tensione. È
sufficente di condurre un indice davanti alla lettera A per interrompere
la corrente. Se lo si mette in faccia alla lettera B si agisce colla
bobina, in corrispondenza della lettera M col magnete. Nella fig. 39 è
segnato lo schema di connessione dei fili per la doppia accensione
descritta.
[Illustrazione: Fig. 39.]