Quante volte vi sarà capitato di sentir parlare di motori boxer e di motori a V di 180°? Purtroppo però sempre più spesso questi due termini vengono utilizzati in modo erroneo. Molte volte, infatti, il loro significato viene invertito o confuso o, ancor più grave, alle due terminologie viene assegnato lo stesso significato come se tra un motore boxer e un motore a V di 180° non vi sia alcuna minima differenza. Cerchiamo quindi di capire qualcosa di più in merito a queste due diverse architetture. Sicuramente entrambi i propulsori, sia quello boxer che quello a V di 180°, possono essere inseriti all’interno della categoria dei motori piatti o a pistoni contrapposti. Questo perché entrambe le unità hanno gli assi dei cilindri che giacciono sullo stesso piano orizzontale e i sopra citati cilindri disposti in due direzioni contrarie. Se il layout esterno rimane sempre quello a 180°, dove l’unica differenza è il maggiore ingombro longitudinale del motore boxer causato dal disassamento dei cilindri, all’interno vi sono però alcune differenze progettuali e di architettura che portano a nominare i due motori in modo diverso.

Alla base di tutto vi è un diverso imbiellaggio. Nel motore boxer troviamo una sola manovella per ogni singola biella e tutte le manovelle sono disposte a 180° tra di loro. Nel motore a V di 180°, invece, a una sola manovella vengono collegate due diverse bielle, soluzione che ritroviamo in tutti i motori a V. Quindi, se nel motore boxer le bielle di ciascuna coppia di cilindri contrapposti si impegnano su due perni dell'albero motore ben distinti e opposti, perni che quindi appartengono a due manovelle differenti e sfalsate di 180 gradi, nel motore a V di 180° le bielle dei cilindri contrapposti sono appaiate sullo stesso perno di biella, quindi sulla stessa manovella dell'albero motore. A questo punto si capisce bene come nel motore boxer i pistoni dei cilindri contrapposti si muovano uno contro l’altro cioè nel percorrere la loro corsa si muovano contemporaneamente e all’unisono verso il PMS o verso PMI. Al contrario nel motore a V di 180° i pistoni dei cilindri contrapposti si muoveranno nella stessa direzione, entrambi o verso destra o verso sinistra, poiché vincolati alla stessa manovella.

Questa diversità conferisce un notevole vantaggio al motore boxer perché con questa architettura i pistoni dei cilindri contrapposti si muovono con due leggi di moto uguali ma opposte quindi le forze alterne d'inerzia risultano automaticamente equilibrate lasciando spazio solamente a piccole coppie alterne, tanto più piccole quanto più vicini sono gli assi dei cilindri contrapposti. Grazie a questa caratteristica nei motori boxer non vengono adottati contralberi di bilanciamento (equilibratura) o altri dispositivi aventi la stessa funzione mentre nei motori a V di 180°, motori dove permangono delle vibrazioni a causa della non naturale equilibratura, questi dispositivi devo essere adottati per annullare sia le forze che le coppie alterne d’inerzia. Entrambe le tipologie di motore, grazie alla configurazione piatta, garantiscono comunque un baricentro più basso rispetto ai motori in linea o a V di minore angolo rispetto al 180° ma generano purtroppo un maggiore ingombro trasversale ed una maggiore complessità tecnica di realizzazione rispetto ad un motore in linea. Infatti, la complessità nel progetto di aspirazione e scarico e nella relativa loro installazione è causata dalla elevata distanza tra le due bancate e dalla modesta distanza da terra.

Tra i motori attualmente in commercio quelli che adottano un’architettura di tipo boxer sono per esempio il sei cilindri (flax six) adottato dalla Porsche 911, il quattro cilindri installato sulla Porsche 718, il quattro cilindri utilizzato sulla Subaru Impreza o ancora il quattro cilindri sfruttato dalla Toyota GT86 o Subaru BRZ. Attualmente, invece, non si segnalano in commercio motori che adottano motori con architettura di tipo a V di 180° mentre in passato questa tipologia di architettura è stata usata più volte e pure su vetture di una certa caratura: stiamo parlando, infatti, delle Ferrari 312B, 365BB e 512BB, sportive che adottavano motori 12 cilindri a V di 180°. In conclusione vi segnaliamo che spesso alcuni motori vengono etichettati come motori a “V impropria” cioè motori che hanno la caratteristica di avere i cilindri disposti a V ma l'albero a gomiti con le manovelle separate come nei motori in linea. Questo stratagemma è utilissimo per equidistanziare gli scoppi e quindi rendere più regolare il funzionamento di motori con un angolo della V particolarmente stretto. Un classico esempio di motore a “V impropria” era quello installato sulla Lancia Fulvia, un quattro cilindri a V strettissima, denominato per l’appunto V4, che adottava un angolo tra le due bancate di soli 13°.

Rammentiamo che le forze alterne di inerzia sono causate dal movimento alterno dei pistoni nei cilindri e di quella parte della massa delle bielle ad essi collegata e si distribuiscono sulle armoniche dei giri motore. Accanto a tali forze viene a generarsi anche una coppia alterna che si somma all'effetto generato dalle combustioni. Le forze alterne di inerzia, in motori a più cilindri, si compongono in funzione dell'architettura e possono originare un momento in direzione perpendicolare all'asse dell'albero motore. Le eccitanti centrifughe, invece, sono dovute alla rotazione delle masse delle manovelle dell'albero motore e della parte delle bielle che ad esse sono collegate. Si manifestano alla frequenza di rotazione dell'albero e vengono equilibrate mediante l'applicazione di contrappesi o mediante un’adeguata disposizione delle manovelle in motori a più cilindri. La teoria dell'equilibratura afferma che un albero è equilibrato quando il suo baricentro cade sull'asse di rotazione e, per un numero di manovelle maggiore di due, quando ammette un piano di simmetria perpendicolare all'asse di rotazione, rispetto al quale le manovelle risultino simmetriche in numero, forma e posizione.

Matteo Di Lallo