oleomotóre

Definizione

sm. [oleo-+motore]. Motore volumetrico in cui il liquido di lavoro è l'olio; può essere classificato come motore idraulico a energia potenziale. Data l'analogia costruttiva e di funzionamento, nella pratica vi sono unità che possono svolgere a scelta la funzione sia di pompa sia di motore. Il ciclo di lavoro di un oleomotore può essere rappresentato in un piano P-V dove V è il volume di liquido motore nella camera (V_I=volume minimo o iniziale; V_F=volume massimo o finale; V_F-V_I=V cilindrata) e P è il valore del livello energetico idraulico costituito da due termini: p, che è la pressione, e ρgz che è la quota piezometrica (ρ=densità del fluido; g=accelerazione di gravità; z=quota geometrica del fluido rispetto ad un riferimento costante e arbitrario). Alla quota 1 il fluido viene immesso nel motore con l'energia p₁+ρgz₁, e scaricato alla quota 2 con l'energia residua p₂+ρgz₂ supponendo che non vi siano variazioni di ρ durante il ciclo. Il lavoro eseguito dal fluido è quindi

Nella realtà si devono conteggiare due perdite: quelle per attrito interno e riscaldamento del fluido, e quelle per attrito e per trascinamento di organi ausiliari del motore. Queste perdite vengono misurate da due rendimenti: quello idraulico η_i e quello organico η_o. Negli oleomotori la pressione p viene fornita da una pompa azionata da un motore primo che può essere elettrico o termico. Il termine principale da considerare nel progetto di costruzione è la pressione, mentre la quota piezometrica è generalmente trascurata in quanto, entro ragionevoli margini, è imposta dalle necessità dell'impianto, di cui è completamente arbitro l'utente dell'oleomotore. Gli oleomotori possono produrre un moto alternativo o rotativo. I primi sono praticamente martinetti idraulici assiali; dei secondi, invece, esiste una casistica assai vasta e le classi si distinguono in funzione dell'elemento sul quale agisce il fluido e dal suo moto (alternativo o rotativo).

Tipologia

Negli oleomotori rotativi a ingranaggi esterni, interni, a vite senza fine e a lobi, il moto è prodotto dal momento, rispetto agli assi delle ruote, della risultante delle forze prodotte dalla pressione del fluido all'ingresso (alta pressione) e all'uscita. Hanno basso costo, semplicità costruttiva e, a parità di potenza, limitate dimensioni, ma le spinte sugli ingranaggi non sono bilanciate e la tenuta tra l'alta pressione e la bassa pressione è affidata alla forma dei denti e alla finitura superficiale degli ingranaggi che, quindi, per evitare fughe devono essere particolarmente curate. La coppia istantanea fornita oscilla tra un valore massimo e uno minimo poiché varia la superficie su cui agisce la pressione tra gli imbocchi di due denti successivi. Gli oleomotori a vite presentano le migliori caratteristiche di regolarità e silenziosità. Degli oleomotori a palette, con rotore eccentrico o pista eccentrica, il primo tipo non ha le spinte bilanciate e la pressione di alimentazione non è conseguentemente alta (<100 kg/cm²) ma se ne può variare la cilindrata variando l'eccentricità del rotore; nel secondo le spinte sono bilanciate, in quanto vi sono due ingressi e due uscite di fluido simmetrici. La tenuta delle palette è affidata a molle, a guide e alla pressione dell'olio ed è molto scarsa; quando il motore è fermo, causa le fughe, non si può mettere in pressione, quindi questi oleomotori non presentano mai elevate coppie di spunto. Gli oleomotori a capsulismi sono di impiego limitato perché non possono funzionare a pressioni troppo elevate. Tra gli alternativi vi sono motori con pistoni assiali, radiali, in linea. Nei motori con pistoni assiali il moto alternativo è assicurato dal movimento di un disco con asse inclinato rispetto a quello dei pistoni che vi si appoggiano. Variando l'inclinazione del disco rispetto ai pistoni si ottiene la variazione di cilindrata del motore. I sistemi per realizzare questo moto relativo tra pistoni e disco sono tre: i pistoni scorrono in un barilotto, nel quale sono ricavati i cilindri, coassiale e solidale con l'albero e il disco inclinato è fisso con la cassa; il disco è coassiale con l'albero, ma l'asse del barilotto è inclinato rispetto all'albero; il disco è inclinato e ruota con l'albero, pistoni e barilotto sono coassiali con la cassa. Gli oleomotori a pistoni assiali sono impiegati dove si richiedono alte potenze (4000 CV), alte velocità (fino a 4500 giri al minuto) con pressioni di alimentazione elevate (250-340 atm). Nei motori a pistoni radiali questi hanno disposizioni stellari a più cilindri (4-5-8, ecc.) con cilindri esterni o interni. Nel primo caso i pistoni agiscono direttamente su un eccentrico dell'albero; mancano infatti bielle e manovelle perché si possano ottenere condizioni di lubrificazione molto favorevoli. Nel secondo caso i pistoni poggiano su una cassa cilindrica, ma le loro camere di espansione sono ricavate radialmente in un barilotto rotante interno eccentrico, e, variando la sua eccentricità, si varia la portata. Per piccole potenze i pistoni possono essere sostituiti da sfere: in questo caso la pista della cassa su cui rotolano è sagomata a lobi. Esistono infine motori a pistoni in linea che somigliano in tutto ai motori termici. La distribuzione nei motori radiali è prevalentemente a disco rotante, oppure a pistone guida, quando il pistone precedente funge da cassetto di distribuzione per quello successivo. Negli oleomotori a pistoni in linea si ricorre a valvole. Vi è poi una categoria di oleomotori detti semirotativi che sono in grado di far ruotare un albero in un senso o nell'altro per un numero limitato di giri. Possono essere di due tipi: a cremagliera, nei quali il pistone attuatore è a doppio effetto cioè può scorrere in un senso o nell'altro e mediante una cremagliera agisce su un pignone solidale con l'albero; a martinetto rotante, nei quali l'albero è inserito in un cilindro; albero e cilindro recano ciascuno un setto a tenuta; le due camere divise dai setti possono essere messe in pressione separatamente; il setto mobile solidale all'albero ruoterà fino alla posizione di equilibrio. I motori idraulici sono di impiego diffuso come attuatori in dispositivi automatici e in unità motrici semoventi, per esempio gru, autopale, ecc., in cui annullano i problemi di controreazione che intervenivano quando vi era un motore termico con complicati rinvii.