Una
casa motociclistica con una lunga storia alle spalle può vantare
al suo attivo la costruzione di mezzi esclusivi e particolari che, per
le loro caratteristiche, non sfigurerebbero neanche su un trattato di
meccanica.
È questo il caso della Moto Guzzi, che tra le tante prelibatezze
realizzate sia negli anni del pionierismo meccanico che in quello della
travolgente evoluzione tecnologica degli anni ’70, ha prodotto
un pezzo veramente memorabile, forse l’unico vero esempio nel
suo genere: la moto a trasmissione automatica e convertitore idraulico
di coppia.
Negli anni in cui i variatori, oggi onnipresenti su scooter d’ogni
cilindrata e dimensione, erano dispositivi riservati a pochi e complicati
mezzi (anche a quattro ruote…), e comunque non esistevano ancora
le tecnologie per la loro applicazione su motori d’elevata potenza
specifica, chi sperimentava questo tipo di trasmissioni ricorreva a
sistemi di tipo idraulico del genere di quelli già impiegati
sugli autoveicoli e sui mezzi d’opera.
Una tipologia di non facile conciliazione con l’ambito motociclistico,
dato l’ingombro di simili meccanismi e il loro elevato assorbimento
di potenza: tutto ciò fu però realizzato, e con discreto
successo, dalla Moto Guzzi con la sua Idroconvert 1000.
L’obiettivo fondamentale di questo progetto era quello non solo
di eliminare il cambio di velocità a comando meccanico, ma di
accoppiarvi anche i vantaggi di un convertitore di coppia idraulico,
al fine di variare la coppia erogata dal propulsore in funzione della
velocità di rotazione e ridurre così il numero di rapporti
necessari. Per meglio comprendere il funzionamento del dispositivo è
bene ricordare quale sia la funzione del cambio di velocità nei
mezzi a motore, e in base a quali parametri possa essere scelto il numero
dei rapporti e la loro spaziatura.
Non sempre la velocità di rotazione fornita dall’apparato
motore di una macchina può essere integralmente sfruttata dagli
organi utilizzatori. Ciò è particolarmente vero per i
motori alternativi a combustione interna, come quelli montati sulle
moderne motociclette: i motori a ciclo otto (ovvero quelli alimentati
a benzina) soffrono di un campo di velocità piuttosto limitato
entro cui forniscono valori di coppia fruibile. Il che vuol dire che
il regime d’utilizzo è sempre molto limitato rispetto alle
necessità: occorre allora che il motore rimanga sempre intorno
a tale regime di rotazione, mentre la trasmissione possa ruotare a velocità
molto minori o eventualmente maggiori.
Ciò perché agli organi di consumo sono richieste velocità
e potenze enormemente variabili nel tempo, soprattutto alle basse velocità
e alla partenza, quando il loro movimento alla velocità del motore
risulterebbe pericoloso ed incontrollabile. Soprattutto in virtù
dell’alta velocità dei motori odierni, un diretto collegamento
del motore con gli apparati d’utilizzazione sarebbe dannoso per
entrambi. Per tutte queste ragioni, nella trasmissione del movimento
fra motore e utilizzatore s’interpone un cambio di velocità,
che può essere a comando manuale o automatico: in ogni caso,
però, il collegamento viene effettuato principalmente attraverso
ruote dentate (fanno eccezione i variatori continui). La velocità
è dunque regolata dal rapporto tra le velocità angolari
dei due alberi, che uguaglia in valore assoluto l’inverso di quello
tra i denti dei rispettivi ingranaggi.
Il numero di alberi in gioco è condizionato dalla duplice necessità
di non avere rapporti di trasmissione elevati, poiché in tal
caso si porterebbero gli ingranaggi a una rapida usura e si sottoporrebbero
gli alberi ad un momento torcente troppo elevato che supererebbe la
resistenza del materiale, e dall’altra parte dal fatto che, col
crescere del numero delle trasmissioni, cresce anche la perdita di potenza
dovuta all’attrito.
Lo scopo del progetto I-Convert, denominato così ovviamente perché
dotato, come già detto, di un convertitore idraulico di coppia,
era dunque quello di semplificare il funzionamento del motociclo, a
tutto vantaggio della guida turistica e a pieno carico. Ciò si
realizzava mediante l’inserimento, all’uscita dell’albero
motore, di una serie di palettature, immerse in speciale fluido ad alta
densità, con il compito di adeguare gradatamente il momento motore
al momento resistente fornito dall’inerzia del veicolo. A tale
organo era accoppiato un cambio di tipo tradizionale, ma a due soli
rapporti, per le alte e basse velocità.
Ancora oggi, a dispetto delle scadenti prestazioni dovute al basso rendimento
del propulsore e al peso di oltre due quintali e mezzo del solo veicolo,
il sistema rappresenta un raro esempio di funzionalità.
Vediamone il funzionamento nel dettaglio. In una stessa camera sono
alloggiate una pompa e una turbina. La prima è calettata sull'albero
motore e la sua palettatura è affacciata a quella della turbina,
collegata all’albero condotto. L’olio posto in movimento
dalla pompa investe le pale della turbina trascinandola in rotazione.
In questo passaggio l'olio perde velocità e incontra la palettatura
fissa (distributore) di cui è munito l'interno della carcassa,
che lo invia di nuovo verso la pompa dove il ciclo ricomincia.
Lo statore (distributore) è l’elemento chiave del complesso,
che differenzia essenzialmente il convertitore idraulico da un semplice
giunto: la sua funzione principale è quella di assorbire la reazione
dovuta alla differenza fra la coppia dell'albero motore e quella dell'albero
condotto, ovvero tra pompa e turbina. In sua assenza (caso del giunto
idraulico), la coppia motrice verrebbe trasmessa senza variazione tra
i due alberi.
Questo è quello che avviene nei mezzi d’opera, per lo più
dotati di uno statore/rotore, vincolato alla scatola della trasmissione
mediante un sistema a ruota libera in grado di permetterne la rotazione
(e dunque di eliminarne l’efficacia) quando la differenza di velocità
tra pompa e turbina è trascurabile.
La
trasmissione della coppia è pertanto in funzione della velocità
del movimento circolatorio dell'olio, che raggiunge il suo massimo quando
la turbina è ferma. Ovviamente quando il ciclo si inverte, nella
marcia in discesa, ad esempio, oppure in freno motore, le funzioni delle
due giranti si invertono, per cui la turbina funziona come la pompa,
frenando il motore.
In conclusione, il sistema I-Convert non solo sostituisce la frizione
tradizionale, permettendo l’innesto e la trasmissione del moto
tra il motore e la ruota, ma consente di adottare cambi con minor numero
di marce di quelle che sarebbero necessarie se si utilizzasse un cambio
completamente meccanico (dove la coppia disponibile all’albero
secondario è sempre e comunque quella erogata dal propulsore
a quel determinato regime), essendo di fatto in grado di aumentare la
coppia prodotta dal motore (incremento accompagnato da una diminuzione
della velocità di rotazione), assicurando allo stesso tempo il
collegamento, pur nel caso di differenze tra le velocità di rotazione
dell'albero di entrata e quello di uscita, anche di rilevante entità.
Tra i difetti di una simile soluzione, oltre al già citato notevole
ingombro e all’aggravio di peso, occorre rimarcare come un simile
dispositivo generi un collegamento “elastico” tra motore
e trasmissione che non regala eccessiva confidenza al pilota e mortifica
ogni velleità di guida sportiva. Come sempre tutto dipende da
chi regge il manubrio: ecco perché alcune I-Convert sono state
negli anni “convertite” al cambio tradizionale, mentre altre
hanno continuato a macinare chilometri sino ai giorni nostri.
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