Guanaco

La coppia di rovesciamento è un fenomeno fisico noto in molti sistemi. Ad esempio, si verifica anche nei circuiti elettrici per questioni di induzione elettromagnetica: si generano delle forze diciamo "eccentriche" o "disassate" che provocano un momento, cioè un'azione di "leva" che tende a ruotare parte del sistema. Può trattarsi di un effetto collaterale oppure di un obiettivo ricercato. In effetti, si potrebbe dire che un motore elettrico funzioni proprio per generazione di un momento rovesciante che non viene equilibrato.

Per non allontanarsi dal tema, nel caso dei boxeroni ci sono due tipi principali di coppia di rovesciamento: quella provocata dall'inerzia delle parti meccaniche in movimento e quella causata dalla trasmissione cardanica alla ruota posteriore. Del secondo tipo di coppia di rovesciamento si è già parlato nel link sopra indicato da er-minio e quindi non mi dilungherò.

La coppia di rovesciamento da inerzia dipende, com'è stato giustamente rimarcato, dalle parti meccaniche in movimento. Motori con alberi longitudinali causano un cosiddetto "momento d'inerzia" trasversale (asse longitudinale). I motori con albero trasversale determinano invece una "coppia di raddrizzamento" (momento con asse trasversale). Con il termine momento s'intende una forza applicata con continuità a un braccio. L'inerzia è invece una legge fisica scoperta da Galileo e Cartesio in opposizione agli antichi insegnamenti aristotelici.

L'inerzia, come dice il termine stesso, non è altro che la tendenza di ogni massa a permanere in uno stato di moto rettilineo uniforme (la quiete è un caso particolare), cioè di opporsi all'accelerazione (o decelerazione). Ve ne rendete conto dal comportamento del vostro corpo durante le frenate o, viceversa, sotto tiro. Se siete in macchina l'inerzia si scarica sul volante o sullo schienale; sulla moto, invece, c'è più carico/scarico sul solo manubrio. Se non aveste questi "punti d'appoggio" il veicolo andrebbe avanti e voi restereste fermi. Il punto d'appoggio determina dunque una reazione, teniamolo a mente.

Ora, la rotazione, anche se a regime costante, è un caso di accelerazione. Infatti, anche qui il moto è deviato dalla condizione rettilinea uniforme. Si ha un'accelerazione centripeta di ogni punto che costituisce una massa rotante. L'inerzia che si oppone a ciò genera, come si diceva, un momento d'inerzia. Nel caso dei motori essa si scarica sui quei punti d'appoggio dove è insediato l'albero, cioè sui vari supporti e quindi poi sull'intero veicolo. Così come durante le accelerate lo schienale dell'auto esercita sulla vostra schiena una reazione opposta a quella che la schiena esercita sullo schienale, nello stesso modo la struttura portante dell'albero esercita un momento opposto a quello che riceve dall'albero. Questo è il principio di azione/reazione di Newton.

Che a un momento agente debba far da contraltare un momento reagente può illustrarsi con l'esempio classico dell'elicottero: se non ci fosse l'opposizione delle pale verticali posteriori il rotore farebbe roteare in senso opposto la cabina col pilota dentro come un frullatore. Anche questa è una coppia di rovesciamento da inerzia. Questo spiega perché la velocità del rotore e quella delle pale posteriori stabilizzanti deve essere sempre in una controllata relazione cinematica (che poi diventa fisica).

Quando date gas sulla manopola l'albero motore e i suoi vari elementi generano un momento d'inerzia tanto più elevato quanto maggiore è la velocità di rotazione, quanto maggiori sono le masse rotanti in gioco e quanto più queste sono eccentriche rispetto all'asse dell'albero stesso. La moto, inizialmente ferma e verticale, flette lateralmente per reazione con un effetto leva che cresce con il momento d'inerzia generato. La leva si esercita con continuità, cioè finché si tiene il gas aperto. Poiché in questo modo essa si allontana dall'equilibrio statico, il rovesciamento è impedito solo dalla reazione muscolare di chi ci sta sopra.

L'esperienza mostra che la flessione laterale è relativa. Non occorrono le gambe di un sollevatore di pesi per contrastarla (in parte viene assorbita anche dal telaio). Un albero controrotante serve comunque a lenirla, in modo che durante la marcia non infastidisca più di tanto. Ma questo vale essenzialmente per le velocità basse. Infatti, esiste un momento d'inerzia anche presso le ruote. Questo è il cosiddetto "effetto giroscopico". A velocità elevata esso stabilizza il veicolo e rende trascurabile l'influenza della coppia di rovesciamento del motore.

Per finire il disallineamento dei corpi farfallati determina un'asimmetria della potenza trasmessa dal singolo cilindro. Ma questa è avvertibile più che altro ai bassi regimi. In pratica, se il fenomeno è molto marcato può avvenire che un pistone finisca in parte per tirarsi dietro l'altro. Questo genera delle discontinuità sul momento (torcente) trasmesso dalla manovella all'albero. Ci può essere allora una ricaduta anche sulle modalità con cui si produce il momento d'inerzia, ossia sulla coppia di rovesciamento. Si tratta però, non entro nei dettagli, di cosiddetti effetti "del secondo ordine" o anche di ordine superiore. Se la condizione rotatoria è stabile, come di fatto è a regime, questi non si amplificano e restano per lo più impercettibili. Altro discorso è per le vibrazioni, come già è stato osservato. Qui ci sono effetti del primo ordine e di tutta una serie di ordini superiori. Lostudio delle vibrazioni è piuttosto complesso, per cui non entro nel merito che cmq non attiene al topic.