Motori start e stop a cinghia: tenditore dell'avvolgitore laterale e altre innovazioni

Ricordate i bei vecchi tempi in cui dovevate fermarvi davanti a un semaforo rosso o rimanevate bloccati nel traffico e spegnevate il motore per risparmiare carburante? La sensazione di fare qualcosa per il nostro pianeta era meravigliosa, e lo è ancora. Fortunatamente, prendersi cura dell'ambiente è diventato più facile che mai. Infatti, le case costruttrici sono riuscite a rendere lo spegnimento e l'accensione automatici. Si è trattato di un miglioramento significativo, sebbene all'inizio la prima accensione era accompagnata da uno spiacevole rumore metallico. Successivamente è stato introdotto il tempo di avviamento che ha aumentato ulteriormente il comfort di guida, anche se continuava a essere presente un rumore fastidioso. Curiosi di sapere perché le cose sono cambiate con i moderni motori start e stop e qual è stato il ruolo di Gates? Continuate a leggere per scoprirlo!

 

Nel 2003, Gates ha lanciato il suo primo sistema start e stop a cinghia. Questa innovazione è stata ispirata dall'idea che i generatori e i motori elettrici non sono in realtà così diversi. I generatori sono azionati meccanicamente e forniscono energia elettrica, mentre i motori elettrici assorbono carica elettrica e la convertono in movimento meccanico. Gli ingegneri si sono resi conto che, apportando solo una piccola modifica, il generatore poteva effettivamente svolgere entrambe le funzioni. Quindi, perché non utilizzare il generatore come motore? Poiché la cinghia scanalata collega già tutto, è possibile utilizzarla anche per la trasmissione di potenza! 

 

Nel primo motore start e stop a cinghia di Gates, ad avviare il motore ci pensava un gruppo motore-generatore, ora detto BSG (Belt-Driven Starter Generator, generatore di avviamento a cinghia). Grazie al miglior rapporto di trasmissione tra il gruppo motore-generatore e il disco dell'albero motore, rispetto al motorino di avviamento convenzionale, il motore si avviava molto più velocemente. Ci volevano meno di 0,3 secondi per alzare il numero di giri del motore al di sopra della normale velocità di accensione di circa 300 giri/min fino a raggiungere quasi il regime minimo. Inoltre, il conducente a stento si accorgeva dell'avviamento grazie alla riduzione del rumore. 

 

Quindi, perché non utilizzare il generatore durante il normale funzionamento? Se si vuole accelerare l'auto basta utilizzare entrambi i motori per ottenere maggiore potenza. Inoltre, si evita lo spreco di energia preziosa quando si frena l'auto. Oggi è possibile ottenere entrambe le funzioni con le modalità "boost" e "recupero", che riducono l'inquinamento e il consumo di carburante.

 

Nei motori start e stop a cinghia, la cinghia scanalata viene tirata alternativamente in entrambe le direzioni, cosa mai accaduta prima. Infatti, quando si usa il motorino di avviamento, si avvia dall'albero motore, ma quando l'automobile si riscalda e si attiva la modalità start e stop, si avvia dalla puleggia del generatore. In altre parole, il tratto teso e il tratto allentato della cinghia si alternano, rendendo difficile il controllo della fluttuazione della forza da parte di un singolo dispositivo di tensionamento. Nel 2007-2008 si è pensato di utilizzare due tenditori, ma questa soluzione presentava alcuni svantaggi: non solo occupava più spazio di prima, ma implicava anche lo sviluppo da parte delle case costruttrici di due configurazioni diverse per lo stesso motore, perché la versione con il sistema start e stop richiedeva punti di fissaggio aggiuntivi. Infine, era risaputo che l'interazione fisica diretta di entrambi i tenditori avrebbe ridotto il necessario livello di tensione della cinghia, per ridurre la perdita di attrito e controllare lo slittamento della stessa. 

 

 

Oggi, i tenditori sui motori offrono modalità funzionali quali "boost" e "recupero", avvio e generazione tramite le cinghie anteriori e ausiliarie del motore. Un avvolgitore laterale installato sull'alternatore/generatore controlla il BSG tramite due diverse pulegge della cinghia che non si muovono indipendentemente l'una dall'altra. Ciò garantisce una tensione della cinghia ottimale con un carico minimo sui cuscinetti, il che significa minore usura del sistema e quindi una lunga vita utile dei componenti.

 

Alcune varianti:

 

 

 

Ovviamente, tutte queste nuove tecnologie sottopongono le cinghie scanalate a sollecitazioni molto maggiori: le cinghie per auto dotate di sistema start e stop a cinghia sono soggette a carichi dinamici e vibranti significativi. Oggi, il motore elettrico eroga fino a 80 Nm su una puleggia piccola, generando forze di taglio all'interno delle scanalature fino a dieci volte superiori. Anche in questo caso è stato fatto un passo enorme nello sviluppo per offrire un'eccellente resistenza e stare al passo con i requisiti. Poiché l'uso delle normali cinghie standard causerebbe rotture, Gates ha sviluppato una speciale cinghia Micro-V^® E-Start^™. Questa cinghia è dotata di un trefolo in aramide che aumenta la resistenza alla trazione. Inoltre, la cinghia Micro-V^® E-Start^™è dotata di una speciale gomma adesiva che ne garantisce la necessaria stabilità. 

 

 

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