DEFINIZIONE: trasmettere il moto significa che si fornisce energia ad una massa affinchè si metta in movimento ed essa a sua volta metta in movimento un'altra massa, che a sua volta .... Si ottengono così i "treni di ruote" (o di altri organi di trasmissione) che trasmettono il movimento da un punto ad un altro (se si tratta di ruote, da un asse primario agli altri).

IL SISTEMA BIELLA - MANOVELLA

PREMESSA Le ruote dentate trasmettono un moto già rotatorio. Il sistema biella-manovella invece è atto a trasformare un moto rettilineo in rotatorio o viceversa. Esamineremo l'applicazione del sistema nei motori a combustione interna; l'insieme è costituito da: cilindro - pistone - biella - manovella - albero motore (figura in basso).
DESCRIZIONE: nel cilindro viene creata, mediante la combustione per esempio della benzina, una grande pressione che agisce sul pistone; esso è libero di scorrere, con moto rettilineo, lungo il cilindro, spingendo la biella, la quale è collegata alla manovella. La manovella è una "protuberanza" dell'albero motore, il quale quindi, sotto l'azione della biella, è costretto a ruotare.
FUNZIONAMENTO: la pressione p esercitata dal gas combusto sulla superficie A del pistone genera una forza (spinta) S = p * A, che ha la direzione dell'asse del cilindro. Ad ogni giro due volte la biella è in linea con la manovella (punti morti) e due volte è perpendicolare ad essa (punti di massima azione).

(da M. VALENTINIS - IL MOTORISTA E IL MECCANICO D'AUTO - SAN MARCO EDITRICE - 1976)

Quando la biella non è verticale, la spinta si può scomporre (vedi la figura a destra) lungo la biella (componente S_b) e perpendicolarmente al cilindro (componente S_c). La componente S_c costringe il pistone a "raschiare" il cilindro, il quale tende ad ovalizzarsi. La componente S_b a sua volta si può scomporre in S_br, lungo l'asse della manovella, e in S_bn, perpendicolare alla manovella. La componente S_br tende a piegare l'albero motore, mentre la componente S_bn è quella che davvero produce il momento motore.
PROGETTO: il progetto della biella e della manovella si svolge essenzialmente tenendo conto delle forze massime agenti e cioè: al momento della massima pressione, per un cattivo funzionamento degli anticipi, biella e manovella possono essere allineati in sovrapposizione (punto morto superiore) e quindi entrambe sotto l'azione di S_max: il calcolo va eseguito con il metodo w. L'albero a sua volta è sottoposto al massimo di flessione e di taglio. Per lo stesso motivo (cattivo funzionamento) la S_max può verificarsi quando biella e manovella sono perpendicolari fra loro e quindi sulla manovella agisce la S_bn,max, e sull'albero è presente il massimo momento motore M_m,max. Ci sono naturalmente anche numerosi altri problemi (per esempio l'equilibratura delle forze d'inerzia), ma gli aspetti principali sono quelli esposti.
E' importante però tenere presente che il problema del funzionamento di un motore non può essere concluso in progetto: per queste macchine è essenziale la verifica con la costruzione di prototipi da sottoporre ad una infinità di prove (ciò accade ad esempio nelle fabbriche di automobili).
OSSERVAZIONE: aspetti fondamentali dei motori sono anche i materiali adoperati, le azioni dovute al calore, un ottimo impianto di lubrificazione, la scelta del lubrificante, l'impianto di raffreddamento, ecc. Gran parte di questi problemi sono stati accennati in altre pagine.