Vibrazioni alta frequenza [origine?]

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13323744

13323744 Inviato: 7 Mag 2012 16:48
Oggetto: Vibrazioni alta frequenza [origine?]

Salve amici, volevo chiedere un vostro parere riguardo le vibrazioni alta frequenza, x intenderci quelle che ti fanno venire il formicolio , come vi trovate a 120 / 130 Km/h in autostrada ? si resiste o sono fastidiose ?

Di seguito la mia esperienza maturata negli anni passati.........

amici, riguardo le vibrazioni alta frequenza, personalmente ci sono passato dieci anni fa con una Suzuki Bandit1200 (non mi sentivo più le mani dopo 20km )............moto che costa poco e vale poco (secondo me), come qualità costruttiva....... e ora cerco di spiegare il perchè.........

Partendo da un presupposto che tutti i motori emanano vibrazioni ad alta frequenza e dopo diversi studi condotti anche a livello ingegneristico, grazie ad un mio amico ingegnere, io sono un perito tecnico, sono arrivato alla conclusione che le vibrazioni dipendono sia dal tipo di motore ( mono, bici,quadri, cilindri contrapposti.....) sia dalla qualità costruttiva dei componenti che lo compongono.......a pari genere soprattutto dalla qualità costruttiva.....

Le vibrazioni sono scaturite dal movimento e dalle forze centrifighe/centripete che si generano a causa degli organi interni (pistoni ,bielle, alberi,etc) che si muovono a velocità impressionanti..... mi ricordo di aver visto un motore fatto di materiali trasparenti e già a 1000 giri/min il pistone e gli alberi andavano alla velocità della "luce"...........

Purtroppo i mono,i bici e quadricilindri vibrano perchè, a causa della loro posizione, non esiste un punto in cui le vibrazioni create si annullano reciprocamente grazie alle masse controrotanti di bilanciamento ....... ho visto dei diagrammi di forze (meccanica) dove si capisce bene questi concetti, l' unico motore che non vibra, o meglio, l'unico dove avviene l' annullamento reciproco delle vibrazioni generate dalle masse rotanti è il motore a cilindri opposti (boxer), tipo BMW.......... mica scemi i tedeschi .......

Nei motori a cilindri in linea le vibrazioni vengono in parte eliminate dai controalberi che hanno delle masse di equilibratura, ma ciò non è possibile durante l'intera rotazione di 360° dell' albero,e soprattutto le forze in gioco cambiano al variare del numero di giri, immagina di sovrapporre due ellissi, una che rappresenta la vibrazione e una che rappresenta l'albero antivibrazione con le sue "contromasse" , purtroppo è un compromesso........... anche la Honda Hornet, che avevo nel 2001, vibrava poco , ma vibrava .....
Nei motori in linea, mono e bici, le vibrazioni 0 non esistono, è impossibile eliminarle causa la posizione e rotazione dei componenti del motore ............

..... per chi non avesse ancora capito, sono quel tipo di vibrazioni che fanno vibrare gli specchi dei retrovisori, ad alta frequenza, oltre un certo valore diventa una tortura, specialmente quando ce l'hai sulla sella, in mezzo alle palline ......... ah aha ha ah.... è come alle vecchie giostre di carnevale, dove c'erano le pedane che vibravano x far ridere la gente che ci camminava sopra ........

I modi x eliminare le vibrazioni, in fabbrica, sono solo 2 e basta .........

Il primo è dotare la moto di un motore a cilindri opposti (boxer)......(BMW)

Il secondo, un compromesso, è avere una qualità costruttiva dei componenti che compongono il motore con bassissime tolleranze di errore, se quel pezzo pesa, da progetto 65 grammi, deve pesare 65 grammi e non come alla Suzuki che magari va da 60 a 70 grammi...........

La risultante delle forze in gioco, è devastante, ci saranno, alla Suzuki, moto ( stesso modello) che vibrano di più e moto che vibrano di meno........

.........ecco perchè alcune marche di moto o di auto costano qualcosa in meno, ma nessuno ti regala niente..........

Forse la Hornet vibra un pochino, ed è normale, a me non dava fastidio, forse qualcuno, a questo problema, è un pò più sensibile di altri, com'ero io, ma consideriamo che i mono hanno le macro-vibrazioni, i bici (tipo Transalp700) hanno delle vibrazioni medie, i quadricilindri hanno vibrazioni a frequenze più alte, e i tedeschi lo sanno bene .......... e infatti la roba se la fanno pagare ......... se lo trovo vi metto un link a qualcosa di meccanica motoristica interessante, riguardo le vibrazioni........

A presto amici !

SKYemiliano

Senza Targa

Ranking: 24

13323873

13323873 Inviato: 7 Mag 2012 17:27

Io non sono un ingegnere per cui posso portare solo la mia esperienza pratica e non teorica.
Guido spesso una Bmw R50 e una R60 di mio padre e pur avendo un boxer che gira a bassi rpm gli specchietti (e tutta la moto) vibrano da far paura, molto più della mia Shiver.
Certo, le moto sono datate quindi la qualità costruttiva non è paragonabile a quella dei motori attuali, ma anche i moderni boxer non sono esenti da vibrazioni. La stessa casa dell' elica negli ultimi anni sta lentamente abbandonando il boxer perchè è un motore che ha grande passato ma poco futuro ed è arrivato al massimo del suo potenziale.

E poi conosco chi col banditone ha fatto più di 100'000km con pochissimi problemi... con scarsa qualità costruttiva non penso ci si arrivi facilmente...

PS: e pensare che io sono tutt'altro che pro-giappo

AlbertoSSP

Very Important Tinga

Ranking: 6413

13324206

13324206 Inviato: 7 Mag 2012 18:41

.....l'unico dove avviene l' annullamento reciproco delle vibrazioni generate dalle masse rotanti è il motore a cilindri opposti (boxer), tipo BMW.......... mica scemi i tedeschi .......

Lasciamo perdere.

Sicuramente non hai mai usato un BMW Boxer sia i modelli vecchi che quelli nuovi. Io ho usato un R 100 RS anni fa e un R 1200 GS i primi e ne so qualche cosa. Ho fatto 160000 Km con un Varadero 1000 Honda e questo non aveva le vibrazioni di un Gs 1200 BMW. Non sopportavo piu le vibrazioni alla sella e alle pedane del Varadero a 4000 Giri Era il suo regime ideale di esercizio. Sono tre anni che uso la ST 1300 Honda 55000 Km e non esiste paragone. Comunque anche lei si sente. Un motore fantastico per come uso io la moto è il VFR 1200 DCT. (Guarda che questo motore non ha alberi controrotanti eee si sa cosa hanno fatto sti Jap....) Solo che non lo reggo più come postura di guida.

BRZLPL

125 Champ

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13325007

13325007 Inviato: 7 Mag 2012 20:38

Vibrazioni fastidiose in moto:usa la macchina

Ennio71

Ginocchio a Terra

Ranking: 252

13325257

13325257 Inviato: 7 Mag 2012 21:16
Oggetto: Re: Vibrazioni alta frequenza

SKYtransalp ha scritto:

l' unico motore che non vibra, o meglio, l'unico dove avviene l' annullamento reciproco delle vibrazioni generate dalle masse rotanti è il motore a cilindri opposti (boxer), tipo BMW.......... mica scemi i tedeschi .......

Sbagliato , il boxer genera una coppia , in quanto i cilindri sono disassati ,

l'unico motore totalmente esente da vibrazioni e' il 6 cilindri in linea,

per annullare totalmente le vibrazione di un mono ci devono essere 4 alberi di bilanciamento

snowstorm

Esperto di Meccanica

Ranking: 1772

13326182

13326182 Inviato: 8 Mag 2012 8:06

Le opinioni personali sulle varie moto possedute sono determinanti e fa piacere condividerle, ma la fisica non è un opinione, come la matematica, 2 più 2 fa 4 ..... la fisica dei motori, specialmente del 4 cilindri in linea è quella, è impossibile annullare le vibrazioni al 100%, a breve vi metto qualche pubblicazione con tanto di diagrammi e forze centrifughe / centripete in gioco, ripeto che non è una mia opinione personale, è un fatto di masse e moti che generano forze continuamente variabili durante la rotazione del motore....... vi metterò un file, appena lo trovo. Amici, a presto.

SKYemiliano

Senza Targa

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13326194

13326194 Inviato: 8 Mag 2012 8:09

e comunque si sta parlando di vibrazioni ad alta frequenza ....

SKYemiliano

Senza Targa

Ranking: 24

13326540

13326540 Inviato: 8 Mag 2012 9:58

Per vibrazioni ad "Alta frequenza" cosa intendi'? : Vibrazioni ad alto N° di giri?
Quando si passa da normali vibrazioni a vibrazioni ad alta frequenza?.
Comunque ogni motore ha la sua vibrazione, a parità di cilindrata e N° cilindri, alesaggio e corsa. Dipende da come è stato progettato ed eseguito.

BRZLPL

125 Champ

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13329827

13329827 Inviato: 8 Mag 2012 21:44

.... sono le vibrazioni che, in parole povere, ti fanno venire il formicolio alle mani, quelle che non ti fanno vedere le auto dagli specchietti retrovisori, ecc.

SKYemiliano

Senza Targa

Ranking: 24

13329839

13329839 Inviato: 8 Mag 2012 21:45

Ennio71 ha scritto:

Vibrazioni fastidiose in moto:usa la macchina

SKYemiliano

Senza Targa

Ranking: 24

13329946

13329946 Inviato: 8 Mag 2012 22:07

Attenzione a non mescolare i concetti di vibrazione, frequenza e ampiezza (intese come grandezze fisiche)... Senza entrare nei dettagli (sono informazioni che si possono reperire facilmente in rete e su un qualsiasi libro di fisica) ma solo per chiarezza, le vibrazioni ad alta frequenza (poi, "alta" rispetto a cosa?) non sono quelle che muovono gli specchietti!
Gli specchietti li vediamo muversi quando sono soggetti a vibrazioni caratterizzate da una grande ampiezza, non frequenza. L'ampiezza dell'oscillazione degli specchietti è alta quando le forze vibratorie che li sollecitano (che vengono da tutto il resto della moto, motore compreso) sono in un intervallo preciso di frequenze (detto in altre parole "vicine alla frequenza propria dello specchietto"). Per frequenze più grandi o più piccole di questo intervallo, la vibrazione negli specchietti neanche si vede (anche se c'è).
Questa la teoria (o almeno un minimo, insufficiente accenno

)... l'esperienza personale di ognuno sulla propria moto poi ha tutto un altro fascino

kawalberto

Senza Benza

Ranking: 54

13330814

13330814 Inviato: 9 Mag 2012 9:21

Anche perchè nella mia esperienza una moto che mi da formicolio alle mani non fa vibrare gli specchietti, mentre una che fa vibrare gli specchietti (tutte le moto precedenti agli anni '80) non mi ha mai fatto venire il formicolio alle mani.
Sarà forse che le mie mani hanno frequenza diversa dagli specchietti???

AlbertoSSP

Very Important Tinga

Ranking: 6413

13331786

13331786 Inviato: 9 Mag 2012 13:45

Secondo me ci sono vari fattori imputabili di vibrazioni, anche le ruote non equilibrate a un certo numero di giri le generano di conseguenza non mi limiterei al solo motore.

Soitolungo

Senza Benza

Ranking: 69

13332096

13332096 Inviato: 9 Mag 2012 14:57

Il formicolio alle mani nel mio caso è un problema dovuto all'eta.
Non mi compariva neanche quando usavo delle moto precedenti agli anni 80.
Adesso il formicolio mi si presenta anche quando vado in bici, MBK e stradale.
Mi disturbano di piu le vibrazioni delle pedane e anche della sella.
E anche sulla moto attuale diventano rilevabili da 4000 a 5000 giri al minuto in un modo molto soft.

BRZLPL

125 Champ

Ranking: 2260

13333414

13333414 Inviato: 9 Mag 2012 20:11

........l' ampiezza rappresenta, in parole povere la durata della vibrazione stessa, singolarmente, solo quella, mentre la frequenza rappresenta il numero delle oscillazioni (vibrazione) nell' unità di tempo, quindi x vibrazioni ad alta frequenza si intendono proprio quelle che ti fanno "sfocare" un immagine riflessa nello specchietto, sono quelle a bassissima apiezza ed alta frequenza ............ l' ampiezza è una cosa, la frequenza un' altra .......

siete mai saliti sulle pedane vibranti dei luna-park ? nelle giostre "comiche" ......... sono quelle le vibrazioni ad alta frequenza ........

SKYemiliano

Senza Targa

Ranking: 24

13333773

13333773 Inviato: 9 Mag 2012 21:07

SKYtransalp ha scritto:

........l' ampiezza rappresenta, in parole povere la durata della vibrazione stessa, singolarmente, solo quella

riferendosi alla figura, l'ampiezza è la distanza tra il minimo e il massimo raggiunto da ciascun ciclo, mentre la frequenza è l'inverso del tempo tra due picchi

immagini visibili ai soli utenti registrati

bande

Super Sport

Ranking: 715

13334928

13334928 Inviato: 10 Mag 2012 8:51

bande ha scritto:

riferendosi alla figura, l'ampiezza è la distanza tra il minimo e il massimo raggiunto da ciascun ciclo, mentre la frequenza è l'inverso del tempo tra due picchi

Immagine: Link a pagina di Acquaportal.it

BRZLPL

125 Champ

Ranking: 2260

13334987

13334987 Inviato: 10 Mag 2012 9:12

Dipende molto da persona a persona. Ho guidato delle harley che alla massima velocità ti facevano spostare i piedi sulle pedane,e guidato dei mono 125 senza contralberi che vibravano davvero e svitavano i bulloni.
Purtroppo a vibrazione viene percepita diversamente da molte persone.
Ho sentito dei poser (termine dispregiativo metallaro) che si lamentavano delle "tremende vibrazioni" di un monster 600.
Avendo avuto l'elefant 750 (stesso motore) posso dire che il ducati NON vibra,anzi avevo pure tolto i silent block al manubrio e alle pedane.
Un minimo la moto deve vibrare,se no non c'è gusto.

Doc_express

Impennata

Ranking: 320

13335340

13335340 Inviato: 10 Mag 2012 10:56

.....sì mi sono espresso male, ho scritto in modo equivoco,........... comunque, guarda, ti sei risposto da solo, l' ampiezza ti indica l' intensità del fenomeno, più forte o meno forte, cioè più o meno ampio, la frequenza, come nella corrente elettrica (hz), è quante volte si ripete il fenomeno nell' unità di tempo ........... quindi ripeto , e poi basta perchè sta diventando una cosa ridicola, io parlo di vibrazioni ad alta frequenza, cioè quelle che si ripetono centinaia di volte in un secondo, anche se sono di bassa intensità ( ampiezza ) ...............

in un monocilindrico avremo quelle ad ampiezza più alta e frequenza più bassa, mentre in un 4 cilindri sarà il contrario ..........

SKYemiliano

Senza Targa

Ranking: 24

13337962

13337962 Inviato: 10 Mag 2012 21:07

Ecco un copia/incolla di un articolo interessante, in attesa di un file più tecnico che sto ancora cercando in qualche mio vecchio hard-disk .......

"Equilibrare un motore significa progettarlo e realizzarlo in modo che non produca o comunque riduca al minimo le proprie vibrazioni interne, che, oltre a renderlo fastidiosamente rumoroso, potrrebbe divenire causa di rotture per affaticamento di qualche organo.
Tali vibrazioni, inoltre, tendono a conferire un movimento oscillante al motore stesso sui suoi supporti e seppur ammortizzate da quest'ultimi, si possono trasmettere alla scocca.
sotto questo aspetto, il motore a combustione, è svantaggiato rispetto ai motori elettrici, turbine etc..e ciò è dovuto alla particolare forma geometrica degli organi in movimento, che essendo piuttosto assimetrici, sono soggetti a forze centrifughe che, variando continuamente in intensità, causano parecchie vibrazioni.
inoltre, dato che gli organi di un motore non si muovono mai in moto uniforme, si originano anche le forze di inerzia che non sono solo di tipo centrifugo e che sono (almeno alcune) di difficile o impossibile equilibratura.

EQUILIBRIO DELL'ALBERO MOTORE
Un albero motore si dice equilibrato staticamente se, appoggiato orrizzontalmente su 2 appoggi a coltello con coefficente d'attrito trascurabile, esso si mantiene fermo in qualsiasi posizione angolare venga posto.
L'equilibrio statico è legato quindi all'omogenea distribuzione di massa rispetto all'asse di rotazione dell'albero, e lo si può otterere sfalsando opportunatamente le verie manovelle, ma anche ponendo opportuni contrappesi dalla parte opposta rispetto all'asse. In un albero staticamente equilibrato anche la risultante di tutte le forze centrifughe che si manifestano durante la sua rotazione è nulla.
Un albero staticamente equilibrato può anche non essere equilibrato dinamicamente, infatti un albero si dice equilibrato dinamicamente se le forze centrifughe a cui è sottoposto non creano alcun momento rispetto all'asse di rotazione; ciò significa che, ruotando, il motore non dovrebbe trasmettere alcun carico ai supporti, se non quello dovuto al proprio peso.
Tutti gli alberi con più di due manovelle possono essere dinamicamente equilibrati, purchè si rispettino determinate simmetrie, anche se l'equilibrio dinamico di un albero, specie quello di motori veloci, è molto più difficile da realizzare rispetto a quello statico. L'albero infatti, può risultare dinamicamente equilibrato nel suo complesso, ma può non esserlo all'interno di due supporti qualsiasi.

Ordine di scoppio nei cilindri
Da quanto scritto precedentemente, si capisce come nei motori pluricilindrici, l'ordine di scoppio non possa essere assolutamente casuale, ma debba rispettare determinate regole, sia per dare al motore una coppia il più possibile regolare, ma anche per evitare il piu possibile le vibrazioni, le torsioni dell'albero, il sovraccarico dei cuscinetti e altri effetti indesiderati.
Occorre sapere che nel collettore di aspirazione, in prossimità del cilindro che si è riempito, si crea una certa depressione, se il cilindro contiguo (accanto) cominciasse la propria fase di aspirazione subito dopo, inevitabilmente aspirerebbe una quantità di miscela (aria-benzina) inferiore a quella teoricamente aspirabile, facendo così diminuire la potenza del motore.
E' quindi opportuno evitare il più possibile lo scoppio in sequenza nei vari cilindri, a meno che non si utilizzino, per esempio, colettori di aspirazione separati.
Lo scoppio in 2 cilindri contigui, inoltre, può sovraccaricare il supporto di banco che questi hanno in comune, in quanto lo sforzo e le vibrazioni indotte del primo scoppio possono rompere la continuità del velo d'olio di lubrificazione che si forma tra albero e bronzina; quindi un immediato sforzo prima che cessino completamente o in parte tali vibrazioni sarebbe abbastanza negativo.

ordini di scoppio comuni:
3 cilindri in linea--------- 1-3-2
4 contrapposti -------- 1-3-2-4
5 in linea ------- 1-2-4-5-3
6 a V -------- 1-4-3-6-5-2
8 in linea -------- 1-6-2-5-8-3-7-4
8 a V -------- 1-5-4-8-7-2-6-3

Motore 4 cilindri in linea
Data la forma delle manovelle, visto che gli scoppi devono susseguirsi ogni 180° (cioè 720°/4), in un motore a quattro cilindri in linea vi sono due possibili ordini di scoppio razionali: 1-3-4-2 oppure 1-2-4-3. La stragrande maggioranza di motori utilizza il primo ordine, anche se non ha nessun vantaggio effettivo rispetto al secondo.

Motore 6 cilindri in linea
Gli oridini possibili sono: 1-5-3-6-2-4, 1-2-4-6-5-3, 1-2-3-6-5-4, 1-5-4-6-2-3. Il primo è quello più utilizzato anche percheè rispetto agli altri offre i vantaggi maggiori, per i motivi scritti precedentemente.

Equilibratura forze di inerzia alternate
Pistone, spinotto e gran parte della biella sono dotati di motor alternativo e generano quindi forze di inerzia ricavabili semplicemtnete attraverso la classica formula dinamica:

F=ma

dove:
F è la forza
m la massa dell'organo
a la sua accelerazione

queste forze si generano sempre, anche nel caso che il motore giri a regime costante, in quanto il moto di questi orgnai non può mai essere uniforme a causa della sua inversione in prossimità dei punti morti; di conseguenza, il pistone e il piede di biella subiranno punto per punto accelerazioni calcolabili mediante la formula specifica

a=w2r(cosb+ycos2b)

dove:
w è la velocità angolare dell'albero motore (ricavabile dividendo il fattore 2π (pi greco) per il tempo che l'albero impiega a fare un giro)
r è il raggio della manovella
y è il rapporto tra il raggio della manovella e la lunghezza della biella

la forza di inerzia si trova moltiplicando l'espressione dell'accelezione per la massa del pistonde e del piede di biella.
Dall'espressione precedente si può anche vedere come l'accelertazione, e quindi la forza di inerzia, si può dvidere in 2 componenti. La prima, la cui espressione è:

F1=w2rmcosb

dipende dall'angolo b e dal raggio r della manovella e viene chiamata forza alterna del primo ordine.
La seconda la cui espressione è:

F2=w2rmycos2b

dipende dal doppio dell'angolo b e dal fattore y e viene chiamata forza alterna del secondo ordine, la cui intensità è circa un quarto rispetto a quella del primo ordine.
Le forze di inerzia, sia del primo sia del secondo ordine, generano anch'esse vibrazioni abbastanza fastidiose e dannose per il motore; devono perciò essere il più possibile attenuate ed eventualmente eliminate.
Le forze del primo ordine possono essere equilibrate con opportuni contrappesi sull'albero motore, i motori pluricilindrici equilibrano naturalmente questo tipo di forze e le coppie da esse generate, quando l'albero motore risulta staticamente e dinamicamente equilibrato.
Le forze del secondo ordine, invece, non possono essere equilibrate mediante i contrappesi, l'unico sistema efficace per poterle attenuare sono i contralberi rotanti. Poichè tale soluzione risulta costosta, buona parte dei motori non la utilizza, rinunciando di fatto a equilibrare queste forze che in ogni caso non producono grandi vibrazioni; utilizzando poi bielle lunghe, si riesce a ridurle, anche se, il rapporto manovella/biella non viene in genere spinto sotto lo 0.22.
Tra tutti i motori, il 4 cilindri in linea è quello in cui l'azione di questi dipi di forze è piu intensa che in ogni altro.
Utilizzando contralberi con massa appropriata e diversa rispetto a quelli usati per le forze del secondo ordine, è possibile bilanciare anche quelle del primo; questa soluzione non viene praticamente mai usata se non in casi eccezionali, dato che esistono metodi molto più semplici e economici per raggiungere tale scopo.

i controalberi
Alcuni motori, in particolare a 4 cilindri in linea e di potenza medio-alta, utilizzano controalberi o alberi equilibratori allo scopo di smorzare alcune vibrazioni prodotte delle parti in movimento (dovute alle forze di inerzia del secondo ordine). In genere i controalberi sono 2 e hanno una forma a gomiti, ruotano in senso contrario l'uno all'altro e vengono trascinati da una cinghia simile a quella di distribuzione. Il loro movimento deve avere un determinato sincronismo rispetto all'albero motore e devono avere un numero di giri doppio rispetto a quest'ultimo."

SKYemiliano

Senza Targa

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13337996

13337996 Inviato: 10 Mag 2012 21:14

x chi non fosse ancora soddisfatto ecco un interessantissima spiegazione da wikipedia......

Link a pagina di It.wikipedia.org

, eccola :

"Contralbero
Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
Contralbero, evidenziato dal rettangolo nero

Il contralbero, o albero d'equilibratura, è un componente del motore utile per ridurre le vibrazioni provocate dal suo squilibrio, che genera delle forze alterne del secondo ordine e delle forze d'inerzia. Il contralbero, limitando le vibrazioni, riesce ad allungare la vita, migliorare le prestazioni del motore e il comfort del pilota.
Indice

1 Causa delle vibrazioni
2 Tipo di vibrazioni
3 Funzionamento
4 Forma
4.1 Accorgimenti
5 Numero di masse
6 Azionamento
7 Vantaggi & Svantaggi
8 Alternative
9 Note
10 Collegamenti esterni

Causa delle vibrazioni

Le vibrazioni principali del motore non sono dovute dalla combustione della miscela nei cilindri, anche nel caso in cui il monoblocco del propulsore sia particolarmente rigido e non sono causate neppure dalla rotazione dell'albero motore, che è equilibrato con appositi contrappesi o forme particolari (a meno che non sia studiato assieme al contralbero o meno per equilibrare le forze che generano le vibrazioni), ma sono determinate invece dal movimento alterno dei pistoni che accelerano sotto la spinta del gas, rallentando bruscamente e riprendendo velocità invertendo il loro senso di marcia.
A ognuno di questi cambiamenti di velocità corrisponde una spinta sull'albero motore che tende a scuotere il blocco: per esempio, nella fase di combustione, il pistone, "sparato" via come un proiettile, viene richiamato indietro dal sistema biella-manovella, che sopporta il conseguente "colpo di frusta" e lo trasmette, sotto forma di spinte (dette forze d'inerzia), al complesso del motore, ecco perché il propulsore viene agganciato al corpo della vettura con supporti elastici che smorzano, ma non annullano, il disturbo delle vibrazioni.

Il pistone provoca le scosse più violente quando inverte il senso di marcia: in ogni istante del suo movimento, però disturba l'equilibrio del sistema perché non è mai fermo o a velocità costante: è infatti sempre in una fase di accelerazione o di rallentamento che genera a sua volta una spinta sul blocco.
Partendo se ad esempio dal punto morto superiore (PMS), cioè dal punto in cui il pistone arresta la sua corsa verso l'alto e supponendo che il motore giri a velocità costante, il pistone ha una velocità intensa a circa la metà della sua corsa (quando si trova a metà tra i due punti morti, leggermente spostato verso il punto morto superiore, questo dipende dalla lunghezza della biella rispetto alla manovella), seguita da una fase lenta all'avvicinarsi del punto morto, ma per quanto riguarda l'accelerazione del pistone si hanno i valori massimi ai punti morti ed è nulla quando si trova a metà della sua corsa (dove si ha la velocità massima), queste accelerazioni tanto sono accentuate e tanto maggiore sarà la forza d'inerzia (dipende anche dalla massa in movimento alternativo, pistone in primis) e la vibrazione.

Questa disparità di velocità e di accelerazioni e la conseguente disuguaglianza delle forze d'inerzia rendono necessario equipaggiare con alberi speciali di equilibratura (detti appunto "controalberi") anche motori ben equilibrati come il diffusissimo "quattro cilindri in linea", in cui due pistoni salgono mentre altri due scendono, si ha un equilibrio perfetto per quanto riguarda le forze di prim'ordine, ma si generano comunque sia forze di secondo ordine.
Il disturbo in questo caso è cancellato creandone uno uguale e contrario, per esempio facendo ruotare due alberi di masse eccentriche a velocità di rotazione doppia e che ruotano in senso opposto tra loro.
Per evitare l'uso di questo contralbero nei motori pluricilindrici equilibrati alle forze di prim'ordine (con due cilindri o più), si dovrebbe usare un albero a gomiti con una manovella per pistone ed equamente sfalsate tra loro lungo tutto l'albero motore (ne è un esempio tipico il motore Boxer e i tricilindrici), come nel caso di un motore quadricilindrico con albero motore a crociera, il che permette anche una rotazione più costante del motore, ma richiede una maggiore resistenza dell'albero motore. [1]

Nel caso dei motori in linea bicilindrici, questi potrebbero essere perfettamente equilibrati per le forze di secondo ordine, ma potrebbe comunque sia verificarsi una forza o coppia laterale (ai lati dell'albero motore), data dalla posizione affiancata dei pistoni, dove portano ad alzare un lato dell'albero motore ed abbassare l'altro, il che eviterebbe la forza di vibrazione dall'alto verso il basso, ma genera una forza di rotazione del motore, al quale si può contrastate utilizzando un contralbero.
Tipo di vibrazioni

Le vibrazioni generate nei motori a moto alternativo possono essere di diverso tipo:[1][2][3]

Forze di prim'ordine: le forze di secondo ordine sono quelle causate dall'inerzia dei organi in movimento alternativo, in particolar modo il pistone, un altro componente che determina questa forza è la biella, queste forze sono quelle di maggiore impatto nella generazione delle vibrazioni e si sviluppano lungo la corsa del pistone, seguendo il verso del pistone stesso e assumendo la massima forza ai PMS e PMI, in caso di motori pluricilindrici, queste forze devono essere sommate tramite il metodo del "parallelogramma delle forze".
Forze di second'ordine: hanno un modulo della forza pari a circa 1/3 rispetto alle forze di prim'ordine, ma una frequenza doppia, corrispondenti alla rotazione del motore, queste forze si sviluppano lungo la corsa del pistone, assumendo ampiezza (modulo) massima al PMS, PMI e a metà della corsa, con il vettore forza diretto al PMS quando il pistone si trova al PMS e PMI, mentre assume il verso opposto quando il pistone si trova a metà della corsa, in caso di motori pluricilindrici, queste forze devono essere sommate tramite il metodo del "parallelogramma delle forze".

Funzionamento

Un contralbero è concepito per vincere le forze d'inerzia di prim'ordine e second'ordine, ma ogni singolo contralbero può intervenire su un singolo ordine, inoltre a seconda del motore può essere necessario un diverso funzionamento e azionamento del contralbero; in particolare nei motori monocilindrici è possibile utilizzare un contralbero che per correggere le forze di prim'ordine ruota alla stessa velocità dell'albero motore e, dato che in questo caso il suo funzionamento è coadiuvato dall'albero motore (albero motore sbilanciato per correggere parte della vibrazione), ruoterà in senso opposto ad esso, e poiché il pistone svilupperà una vibrazione verso il basso e verso l'alto (cresce e decrescerà raggiungendo il massimo ai punti morti e il minimo a metà della corsa), un contralbero svilupperà una forza che ruoterà sull'asse dello stesso.
Nei bicilindrici a V di 90° con i pistoni mossi dalla stessa manovella si genererà una vibrazione di prim'ordine caratterizzata da una forza costante e che ruoterà sincrona al motore, in questo caso è possibile usare solo l'albero motore o agire tramite un contr'albero che ruoterà nello stesso verso e con la stessa velocità del motore.

Una forza di second'ordine si svilupperà invece sempre lungo una linea che corre lungo la corsa del pistone, con una intensità di molto minore di quella del prim'ordine, ma con velocità doppia, quindi per la correzione richiederà contralberi meno squilibrati, ma fatti ruotare con rotazione doppia oppure una particolare configurazione del motore.
Forma

Il contralbero non è altro che un albero che ruota tra due cuscinetti di supporto (posti alle estremità), munito di una massa eccentrica, la quale gli conferisce la funzione di albero equilibratore.
Accorgimenti

Dato che il contralbero è posizionato nel carter e quasi sempre è a bagno nell'olio assieme al cambio, la sua forma fa sì che con la rotazione, vada a sbattere e muovere l'olio, creando una dispersione d'energia e mutando la sua azione antivibrante, quindi sarà necessario vestire tale contralbero con un cilindro e chiudere le estremità, facendo rimanere l'olio al di fuori di tale rivestimento, in modo che scivolando sulla superficie del cilindro, l'olio non interferisca né con il suo ruotare ne sulla sua azione antivibrante.
Numero di masse

Il sistema antivibrante, quando è presente, generalmente è formato da un solo elemento, che nel caso dei monocilindrici invece di ruotare nello stesso verso del motore ruota nel senso opposto, perché viene coadiuvato dall'albero motore, ma in alcuni casi, come nei motori per mezzi più costosi e destinati a un acquirente attento alle vibrazioni e comfort di guida, si possono avere anche due contralberi, dove un contralbero vince le forze del 2º ordine, mentre l'altro le vibrazioni date per inerzia dei componenti a movimento lineare (pistone), volendo si possono utilizzare un numero ancora superiore di contralberi, ma generalmente risulta essere troppo costoso e con vantaggi troppo limitati, preferendo utilizzare anche l'albero motore come parte attiva per contrastare le vibrazioni.
Azionamento

Il contralbero può essere azionato in vari modi:

Cinghia dentata, è la maggiore silenziosità del sistema
Catena, si ha un collegamento più flessibile, il quale permette posizioni più consone
Cascata d'ingranaggi, risulta leggermente più complesso da utilizzare, ma garantisce maggiore sicurezza, dato che può garantire una maggiore resistenza agli sforzi

Vantaggi & Svantaggi

La necessità di ricorrere a questo accorgimento, porta ad avere come svantaggio:

Maggior costo
Maggior ingombro
Maggior peso

Mentre come vantaggi si ha:

Comfort: le vibrazioni del motore sono fastidiose, soprattutto quelle che scorrono in senso verticale.

Alternative

Il contralbero perde la sua importanza quando il motore diventa più frazionato, perché maggiore è il numero di cilindri e meno c'è necessità di contralberi visto che i pistoni sono più piccoli e perché, studiando opportunamente la disposizione e la sequenza dei loro movimenti, si può arrivare a una perfetta compensazione interna, come avviene per il "sei cilindri in linea" che non presenta questi problemi.[1]"

SKYemiliano

Senza Targa

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13338015

13338015 Inviato: 10 Mag 2012 21:18

Riassumendo è impossibile equilibrare al 100% un motore a scoppio, si può arrivare al 99% (

) con l' ausilio di tanti alberi di equilibratura, ma questo alzerebbe i costi di produzione, quindi come dicevo all' inizio la differenza tra una marca e l' altra la fa proprio la cura costruttiva, la scelta dei materiali e l' accuratezza delle masse, ed il loro assemblaggio, è chiaro che siamo su una moto e quindi le vibrazioni sono anche "piacevoli" ............. immaginate una moto con un motore rotativo elettrico a vibrazioni pari a zero ................

a presto ............ amici.

SKYemiliano

Senza Targa

Ranking: 24

13338948

13338948 Inviato: 11 Mag 2012 8:22

Entro solo per puntualizzare che è vero che l'uso di opportuni contralberi di equilibratura può ridurre quasi a zero le vibrazioni ed è anche vero che aumenta il costo di costruzione del motore.
Ma dovete anche tenere conto che ogni contralbero aggiunto.... succhia potenza!

I motori con contralbero vanno "meno" di quelli senza.

Un esempio???
Il motore 1.600 della Harley Davidson (quello fino al 2010, il 96, poi sono passati al 103 ma la storia non cambia).
Sulle Dyna il motore è connesso al telaio tramite silent block: le vibrazioni sono smorzate dai tamponi di gomma.
Sulle Softail il motore è fissato rigidamente al telaio e ha al suo interno il contralbero (altrimenti la moto sarebbe come una lavatrice con la centrifuga sbilanciata!

)
La parte termica dei due motori, Dyna e Softail, è IDENTICA, differendo solo per la presenza del contralbero che, nella Softail, smorza le forti vibrazioni del bicilindrico americano.
Ebbene, il motore della Softail ha un po' meno potenza e coppia di quello Dyna!

ugocon

Ginocchio a Terra

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13339613

13339613 Inviato: 11 Mag 2012 12:10

Quoto quanto hai detto, ottima puntualizzazione, ciao.

SKYemiliano

Senza Targa

Ranking: 24

13340448

13340448 Inviato: 11 Mag 2012 15:39

ugocon ha scritto:

Il controalbero non necessita di una potenza esagerata ,
ho letto una prova al banco per una mito 125 che togliendolo , il valore e' aumentato di 0,5 cv
e la potenza assorbita non aumenta direttamente con la cilindrata .

Inoltre nelle 125 gp hanno usato il controalbero nonostante la potenza era " abbastanza " ridotta , perche' i vantaggi erano piu' consistenti .
Se fosse un problema di costi , ci sarebbero un mucchio di cose che non sarebbero necessarie ,
ma al quale non si rinuncia

snowstorm

Esperto di Meccanica

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13340838

13340838 Inviato: 11 Mag 2012 17:55

snowstorm ha scritto:

ugocon ha scritto:

Ebbene, il motore della Softail ha un po' meno potenza e coppia di quello Dyna!

ugocon

Ginocchio a Terra

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13340898

13340898 Inviato: 11 Mag 2012 18:12

Io penso che se si riducono le vibrazioni con degli alberini controrotanti gli atriti interni diminuiscono e forse la potenza aumenta.

BRZLPL

125 Champ

Ranking: 2260

13340935

13340935 Inviato: 11 Mag 2012 18:24

BRZLPL ha scritto:

Io penso che se si riducono le vibrazioni con degli alberini controrotanti gli atriti interni diminuiscono e forse la potenza aumenta.

Non credo...
Le vibrazioni con le prestazioni del motore centrano poco...
Ogni ingranaggio in più invece aumenta le perdite

ugocon

Ginocchio a Terra

Ranking: 295

13341280

13341280 Inviato: 11 Mag 2012 19:32

Sicuramente aumenta l' efficienza del pilota e questo vale piu' di 20cv extra .
Questo e' una cosa che molti sottovalutano , una posizione comoda , vibrazioni ridotte ,
temperature non eccessive , meno rumore , rendono molto piu' piacevole ed efficiente la guida
La moto e' piacere , non sofferenza.

O.T. qualche anno fa nel campionato superturismo un pilota svenne in corsa , non si capiva il motivo , poi misurarono la temperatura interna all' abitacolo e la temperatura si stabilizzava a 70° C .
Questo avveniva perche' erano state chiuse tutte le prese d' aria ed aperture per rendere piu' aerodinamica l' auto .
A questo punto , conviene avere un mezzo super efficiente ma che rende impossibile il compito del pilota ,che naturalmente non puo' rendere il massimo alla guida?

snowstorm

Esperto di Meccanica

Ranking: 1772

15322340

15322340 Inviato: 22 Apr 2015 9:14

utilizzando un olio piu' denso, un 15-40 al posto di un 10-40 potrebbe ridurre le vibrazioni?

boezium

Super Sport

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