LA LUBRIFICAZIONE NEI MOTORI PER USO MODELLISTICO

di Jerry Stanco

Un annoso problema, del resto mai del tutto risolto, è quello della lubrificazione. Quale olio usare e in che percentuale, per ottenere il giusto compromesso tra prestazioni e lubrificazione ottimale?

Bisogna premettere che circa il 97 % dei motori per uso modellistico oggi in commercio, fatta esclusione per quelli di grossa cilindrata, non prevede cuscinetti nel punto, secondo me, più critico, in quanto soggetto a maggiore usura,cioè nell’accoppiamento bottone di manovella – piede di biella.

Questo è a mio giudizio il punto cardine in cui aumentate tolleranze  di accoppiamento dovute all’usura, determinano scompensi che si palesano, via via, con andamento esponenziale in tutto il motore.

Nell’accoppiamento testè citato, ci troviamo di fronte al più deleterio esempio di attrito, presente in un meccanismo, quello radente; cioè causato da due o più elementi la cui connessione è ottenuta tramite un assemblaggio di superfici il cui contatto avviene per strisciamento.

La ricerca ha fatto passi da gigante nella sintesi di leghe speciali (il cosiddetto “BRONZO PNG”), da cui si ottengono cuscinetti a bronzina eccellentemente resistenti ma tutto ciò non è ancora sufficiente a garantire una buona durata di tali strutture.

Il problema più grande da affrontare in un motore denominato endotermico come il caso che ci riguarda, è quello della dissipazione del calore generato dal suo funzionamento, sia dalla combustione del propellente, che dai vari attriti propri della struttura; nel nostro caso esso avviene tramite il cosiddetto “raffreddamento ad aria” ,che come noto ai più, non garantisce mai un omogeneo smaltimento del calore, essendo questo un sistema la cui efficienza è legata direttamente al giusto calcolo della sua configurazione geometrica, oltre alle concentrazioni di masse in movimento, dislocate in punti necessariamente diversi nell’ambito della suddetta struttura.

Esaminando un motore usurato, per valutarne, ad occhio il grado di consunzione, si corre sempre a tastarne il gioco angolare dell’albero motore, preso dalla sua parte terminale (attacco elica), quando il pistone è al punto morto superiore.

E’ in questo punto, del resto l’unico raggiungibile, senza smontare niente, dove si apprezzano, immediatamente, eventuali esagerate tolleranze di accoppiamento albero – biella, alle quali si aggiungono le loro dirette conseguenze e cioè quelle che riguardano, da un lato gli ulteriori accoppiamenti del pistone (pistone – cilindro biella – spinotto ecc.), dall’altro quelle proprie dei cuscinetti di banco.

Quest’ultime, però, necessitano di una valutazione più approfondita, per apprezzarne la reale misura, effettuabili con adeguate strumentazioni, solo dopo lo smontaggio del motore.

Proseguendo nel discorso “calore” quindi, diremo che il calore costituisce una conditio sine qua non, i motori GLOW non possono funzionare perché, come si sa, la loro accensione dipende al 100% dal mantenimento dell’incandescenza indotta, dapprima artificialmente, in seguito spontaneamente, in una piccolissima resistenza a forma di spirale, opportunamente inserita a livello della testata, ed è chiaro che ciò presuppone l’immagazzinamento di una adeguata, minima quantità di questo calore; ma quando però essa eccede la soglia superiore del giusto intervallo di esercizio, alterando la struttura molecolare delle leghe impiegate nei punti di attrito ed alterando soprattutto quella dei lubrificanti, induce il danneggiamento delle parti in attrito.

Attualmente in commercio esistono ottimi lubrificanti di origine sintetica, la cui qualità non è sempre in diretta proporzione con la grandezza delle cifre che ne compongono il prezzo, ma che vanno, invece testati mediante lunghe sessioni di prove pratiche effettuate sui propulsori in nostro possesso, in modo tale da adattarli ai nostri bisogni, e mediante il riscontro fisico delle usure nonché della caratteristica di conservazione del loro grado di viscosità dopo l’uso.

In merito a questo, premetto che tutti gli oli sintetici da me testati risultano partecipare attivamente alla combustione, per cui fuoriescono dal sistema di scarico sotto forma di gas, perdendo così le caratteristiche proprie di lubrificazione, a meno che non siano aggiunti alla miscela in una proporzione eccessiva, il caratteristico fumo che esce dallo scarico costituisce la prova evidente di quanto poc’anzi accennato e la sua maggiore o minore quantità e consistenza non deve indurre a collegarla alla sua capacità lubrificante, ma alla percentuale più o meno alta di elementi o addirittura impurità presenti nella sua composizione che sono soggetti al fenomeno della combustione ed al loro conseguente accumulo sulle pareti interne del terminale di scarico (residui carboniosi), i quali quando invece si presentano all’esterno dello stesso indicano una eccessiva proporzione di olio o quantomeno la presenza nella miscela di un tipo di olio che non brucia come ad esempio quello di ricino.

Detto ciò, si deduce che la quantità o la densità del fumo che fuoriesce dallo scarico, non costituiscono parametri validi sui quali basarsi per determinare la bontà di un olio, quindi occorre individuare altre procedure.

Io per esempio per valutare la percentuale di olio più o meno prossima al livello ideale che occorre per comporre la miscela per un determinato motore, mi leggo attentamente, prima di tutto, il suo libretto uso e manutenzione, cioè quello in cui sono elencati i consigli del produttore per individuare uno standard dal quale partire.

Fatto ciò inizio la difficile fase dei test degli oli e per valutare questo uso fare una prova pratica di semplicissima attuazione tesa ad individuare fisicamente la presenza, in percentuale di questi ultimi alla fine del processo e cioè all’uscita dal sistema di scarico, come? Semplicemente opponendo , a breve distanza dal foro di uscita della marmitta il palmo della mano quando il motore è in funzione e ripeto la suddetta operazione a diversi regimi di giri.

In questo modo mi è possibile, in base all’esperienza accumulata negli anni di pratica con motori a lubrificazione mediante miscela, di diverso tipo, anche saggiarne il grado di viscosità alla fine del processo.

Ma comunque, per i meno esperti, ma accaniti empiristi come me, basti dire che la prova sopra descritta, serve soprattutto a determinare praticamente una buona percentuale di olio nella miscela, in quanto, se allo scarico non esce null’altro che fumo, potrebbe significare che la lubrificazione è insufficiente, perché evidentemente l’olio immesso in miscela si è completamente bruciato con essa e siccome non possiamo determinare a che livello della meccanica esso ha finito di bruciare, conviene aggiungerne ancora, fino od ottenerne una piccola fuoriuscita dallo scarico a testimonianza dell’effettuazione dell’intero percorso ad esso destinato, ma comunque attenzione a non esagerare, perché questo provoca  altri problemi.

Il più evidente dei problemi provocati dall’eccesso di olio è quello di indurre un minore rendimento del motore, perché sporca, incrostandola, la resistenza in platino della candeletta, contribuendo così, anche al suo raffreddamento con la diretta conseguenza di una ridotta capacità di quest’ultima di indurre l’accensione ottimale della miscela.

Inoltre il richiamato eccesso incrosta le strutture con le quali viene a contatto ed i condotti che attraversa, riducendone, per i primi l’intervallo di escursione, per quanto riguarda i secondi, il lume.

Un’altra questione spesso dibattuta e quella secondo cui la percentuale di olio che esige un motore a 2 tempi per uso modellistico, per alcuni è diversa da quella destinata all’impiego in uno a 4 tempi.

La vera differenza, secondo la mia modesta opinione, risiede nel fatto che i due sistemi di lubrificazione sono un tantino diversi.

Nel 2 tempi la miscela entra attraverso un condotto praticato all’interno dell’albero motore, quando essa è ancora fresca, investe per sbattimento la parte più sollecitata del banco, cioè il suo cuscinetto più grande ed in special modo il famigerato accoppiamento piede di biella - bottone di manovella, nonché l’altro accoppiamento superiore, spinotto – testa di biella, in seguito travasa e termina nel cilindro lubrificando quest'ultimo.

Questo sistema risulta notevolmente efficiente.

Nel 4 tempi per uso modellistico, invece la lubrificazione inizia nel cilindro dove arriva attraverso la valvola di aspirazione e solo successivamente l’olio, una volta privato della sua parte combustibile ed una volta scissosi dall’alcool che nel frattempo è bruciato, passa nel basamento, attraversando dei piccoli fori o feritoie, ad opera della pressione generata dallo scoppio della miscela, passando quindi a lubrificare le parti in esso contenute ma ad una temperatura più alta di quella alla quale lubrifica la stessa zona nel 2 tempi.

Da qui si evince che la scelta dell’olio destinato alla lubrificazione di un 4 t deve essere più accurata, perché il suo punto di collasso deve necessariamente trovarsi ad una gradazione molto alta, ma per quanto riguarda le percentuali io personalmente, non vedo differenze sostanziali, perché se il suo costruttore ne ha calcolato bene il percorso, in sede di progettazione, una buona lubrificazione non è tanto in diretta relazione con una eccessivamente abbondante quantità del lubrificante, quanto, piuttosto al suo ottimale sfruttamento.

Una accortezza che merita particolare attenzione da parte dell’utilizzatore di un 4 t, è quella di individuare i punti in cui l’olio travasa nel basamento e controllarne la perfetta attraversabilità ad evitare i danni irreversibili dovuti alla inadeguata o addirittura mancata lubrificazione, oltre chiaramente al controllo del nipple di uscita dell’olio in eccesso, il quale deve risultare sempre libero da ostruzioni, perché esso oltre a permetterne l’uscita, determina, essendo posto alla fine del percorso, anche la sua direzione, garantendo un regolare attraversamento, che cioè tocchi tutti i punti in attrito.

Un altro punto dolente della questione, è quello dell’uso o meno dell’olio di ricino, nella lubrificazione.

A mio parere, considerato il fatto che quest’ultimo, sicuramente non partecipa alla combustione e che risulta ancora oggi insuperabile, oltre che come lubrificante, soprattutto come sottrattore di calore e considerato altresì che comunque, fortunatamente esso è già presente, per legge, nell’alcool normalmente venduto per uso aeromodellistico, nella percentuale del 2% del suo volume, la sua eventuale ulteriore aggiunta di altro 2% alle miscele destinate all’impiego durante la stagione calda, non costituisce pregiudizio alcuno, anzi certamente contribuirà a mantenere la temperatura di esercizio del motore entro livelli ottimali ma anzitutto, garantirà la certezza di una minima ineludibile lubrificazione.

A proposito di quanto sopra detto, che sono sicuro, urterà la suscettibilità di qualcuno, il quale sostiene che il ricino generi fastidiosissimi residui carboniosi gommosi, mi sento di poter affermare che gli oli di ricino oggi in commercio, sono talmente degommati, che i  residui che essi originano al loro passaggio sono del tutto assimilabili a quelli di tutti gli altri oli sintetici, quindi niente paura se il motore potrebbe sporcarsi un tantino, del resto esso costituisce il punto cardine del nostro hobby e deve funzionare alla perfezione e noi d’altro canto gli dobbiamo offrire una vita lunga e agevole, adottando tutte le cautele possibili a che ciò possa essere, ivi compreso il fastidio di lavarlo di tanto in tanto, per restituirgli un look ottimale, da servire solo quando lo portiamo alle feste, perché del resto, il suo aspetto, per me, quanto deve lavorare è poco importante e del tutto secondario.

Considerando tutte queste premesse la cui necessaria elencazione spero non vi abbiano annoiato, passo a descrivervi la miscela ottimale, secondo me:

Premettendo che essa può variare da un minimo di 15% ad un massimo di 20% di lubrificante, a seconda della stagione e delle sollecitazioni inflitte alla meccanica dalla eventuale aggiunta di nitrometano , possiamo stabilire che una ottima miscela possa essere composta da 14% olio sintetico 2% olio di ricino che aggiunto al 2% generalmente presente per legge nell’alcool compongono un totale del 18% di lubrificante, il resto da dividere opportunamente tra alcool ed eventuale nitrometano.

A proposito di “nitro”, va detto che la sua introduzione nella miscela fino a percentuali massime del 15%, non induce necessariamente, secondo me, una proporzionale ulteriore aggiunta di lubrificante, se poi si eccede il 15% è buona norma innalzare la quantità di lubrificante.

Ancora a proposito di “nitro” è bene comunicarvi una mia convinzione, secondo la quale, esso deve essere introdotto nelle miscele destinate a motori per uso aeromodellistico sempre in quantità modica cioè mai eccedente il 15%, meglio ancora se si rimane intorno all’08 – 12% che assolva quindi solo la funzione di stabilizzare il minimo del motore e fornisca quel giusto apporto di ossigeno alla combustione che possa garantire un bruciamento ottimale della miscela.

Se un motore risulta poco potente per una data configurazione aeromodellistica, è inutile, oltre che dannoso nonché innaturale pretendere da esso prestazioni “super” aggiungendo “nitro” alla miscela, bisogna pensare solo ad acquistarne un altro più potente.

Le alte percentuali di questa sostanza lasciamole ai “Macchinettari”, quelli, cioè che si divertono a spremere potenza, a più non posso, peraltro distruggendoli in pochissimo tempo, da  piccoli motori a 2 tempi installati su quelle automobiline R/C che si vedono sfrecciare, come impazzite sulle piste di mezza Italia. “non me ne vogliano”!!!

Spero che questa mia relazione possa essere di aiuto a quanti, come me, amano i loro motori e chiedono ad essi giuste prestazioni, unite alla certezza di una loro lunga vita.

Geremia Stanco