Ogni appassionato di auto che si rispetti ha in mente almeno tre tipologie principali di motori per auto:  il motore coi cilindri “in linea”, quello coi cilindri “a V” e il motore “boxer”. I motori  “boxer” sono così famosi e noti dall’appassionato medio che qualunque motore “piatto” viene subito bollato come “boxer” e come tale rimane impresso nella mente. E invece no, ci sono motori piatti che non sono boxer.

E uno dice: ok ma chissene io vivo la mia vita un quarto di miglio alla volta, nel senso del cereale, cosa mi interessa? Ti interessa per fare bella figura sul gruppo whatsapp , alla macchinetta del caffè, o quando capiterà la domanda a Trivial Pursuit e finalmente, per la prima volta, sarai in grado di dare una risposta.

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Boxer vs V di 180°: versione lunga

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Tra le varie forme dei motori a combustione interna per veicoli, esiste la grande famiglia dei motori  a cilindri contrapposti, ovvero quella famiglia di motori per cui i cilindri si trovano disposti su due file e gli assi dei cilindri di entrambe le file giacciono tutti sullo stesso piano. Le file, in gergo, si chiamano bancate. Si può dire anche che l’angolo formato tra le bancate è di 180°, l’angolo piatto, da cui deriva che i motori a cilindri contrapposti sono spesso chiamati “piatti” o “flat”.

Esempio di motore boxer, il classico 4 cilindri Subaru:

I motori a cilindri contrapposti hanno diversi vantaggi: sono più corti dei corrispettivi motori con cilindri in linea, esattamente come i classici motori a V. Rispetto ai classici motori a V hanno anche il vantaggio di essere piatti e di consentire quindi di abbassare molto il baricentro del mezzo in cui vengono installati e, una volta, permettevano di realizzare cofani motore molto bassi, quando questi motori erano installati anteriormente.

Condividono con i più classici V lo svantaggio di dover ricorrere a due linee di scarico separate, una per “bancata”, e di avere due testate da gestire (e quindi, raddoppio degli alberi a camme o degli organi di distribuzione fino alle valvole, raddoppio delle guarnizioni di testa ecc), rispetto alle più semplici installazioni in linea.

Rispetto ai motori a V e soprattutto rispetto a quelli in linea, installati longitudinalmente, hanno lo svantaggio di occupare molto spazio in larghezza, togliendolo a sospensioni e, nel caso di installazioni anteriori, all’angolo di sterzo.

Questo vale per tutti i motori a cilindri contrapposti, di cui però esistono appunto due tipologie:

  • quelli che in realtà sono dei motori a V di 180°, ovvero concettualmente simili ad un motore a V il cui angolo tra le bancate è stato “aperto” fino ad arrivare all’angolo piatto
  • i motori cosiddetti “boxer”

Quello che rende speciale i motori boxer è il movimento in opposizione dei pistoni contrapposti. Questo movimento è ottenuto tramite un apposita sagomatura dell’albero motore, che deve prevedere un perno di biella dedicato ad ogni pistone, e questi perni sono “sfasati” di 180° tra loro. Viceversa, ovvero quando le bielle sono montate a due a due sullo stesso perno di biella o su due perni di biella diversi ma non sfasati di 180° , il motore a cilindri contrapposti non è un “boxer” ma un V di 180°.

Esempio facile con motore 2 cilindri a V di 180° VS 2 cilindri boxer

Boxer VS V 180°

Questa animazione mostra il boxer sopra e il V2 sotto

 

Nel motore boxer pistone e biella si muovono con legge identica ma contrapposta, questo causa un naturale bilanciamento che invece è assente nei motori a V, soprattutto in quelli con numero dispari di cilindri per bancata (V2, V6, V10). Ciò significa che si avranno meno vibrazioni sul boxer, indipendentemente dal numero di cilindri, rispetto al caso di motore a V di 180°, quindi sarà possibile fare meno di utilizzare contralberi di equilibratura, che invece saranno necessari nei motori a V. Niente contralberi vuol dire anche risparmiare peso e risparmio di potenza sprecata.

Inoltre il diverso imbiellaggio farà sì che le fasi di accensione sul motore boxer si alternino nei vari cilindri in modo diverso dai motori con cilindri a V, e in modo più simile a motori in linea con albero motore “piatto”, perché proprio come i boxer questi motori vedono una singola biella per ogni supporto e i supporti sono sfasati di 180°.

Per questo motivo i boxer hanno una sonorità e un’erogazione tutta loro: non suonano come i V per via del diverso ordine di accensione dei cilindri, ma nemmeno come i motori in linea con albero piatto per via della doppia linea di scarico. Questo è particolarmente evidente quando si ascoltano motori a 2 o 4 cilindri nelle diverse configurazioni.

Rispetto ai motori con cilindri a V di 180° i boxer presentano un albero motore più lungo, e quindi in generale sono più lunghi di ipotetici motori a V simili.

Inoltre nel motore boxer i pistoni contrapposti sono molto più disallineati in senso longitudinale, a causa della maggior distanza tra i perni di biella. Questo fa si che la risultante delle forze agente sui pistoni nelle varie fasi di combustione, moltiplicata per la distanza tra gli assi dei pistoni, origina momenti perpendicolari al piano delle bancate.

Da questo si capisce che le due tipologie di motore sono molto diverse, con le loro peculiarità, ma che è anche facile far confusione e appioppare la nomenclatura “boxer” a motori che invece non lo erano.

Boxer VS V di 180°: molto in breve

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  • Boxer e motori a V di 180° sono entrambi motori a cilindri contrapposti
  • Boxer e motori a V di 180° sono esteticamente simili tra loro, anche se i boxer sono lievemente più lunghi rispetto a motori a V comparabili
  • I Boxer hanno un supporto di biella dedicato ad ogni biella, i supporti dei cilindri contrapposti sono sfasati di 180°, invece i motori a V di 180° hanno 1 supporto di biella condiviso da 2 bielle
  • I Boxer sono più regolari e bilanciati rispetto a quelli a V, si possono costruire dai 4 cilindri in senza necessità di contralberi di equilibratura
  • Boxer e V di 180° sono funzionalmente diversi, ma esteticamente simili. E’ facile prender fischi per fiaschi e bollare per boxer motori che non lo erano.

Motori boxer che non lo erano: F1

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Alfa Romeo

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Alfa Romeo è stato uno dei produttori più prolifici in ambito sportivo, tra le Case fondatrici di quella che oggi chiamiamo Formula 1. Nella sua storia agonistica in F1 ci sono almeno 3 esempi di motori piatti a 12 cilindri, di cui solo uno ha però realmente corso in campionato.

La Tipo 512 GP

Tra i primati che spesso si attribuiscono all’Alfa Romeo Tipo 512 GP c’è quello di essere la prima monoposto con motore boxer a 12 cilindri. E infatti un cartellone del vecchio allestimento del museo Alfa Romeo recitava “il primo motore Boxer a 12 cilindri”, datato 1940

(scusate la qualità della foto, scattata 13 anni fa con mezzi di fortuna e con l’illuminazione pessima dell’allora Museo Storico Alfa Romeo. Ancora non sapevo che avrei scritto questo articolo)

E infatti da fuori si direbbe proprio che è un boxer, 12 cilindri, 1.5 di cilindrata con doppio compressore volumetrico:

Però a guardare bene nel vecchio allestimento, dietro al modello, c’era anche un bel disegno tecnico, una sezione del motore, che possiamo rivedere riprodotto qui sotto:

Eh boom! Lo vedete? Proprio al centro, si vedono le bielle che condividono lo stesso perno.

Quindi la dicitura corretta (tra l’altro richiamata nei pannelli del primo allestimento) doveva essere “IL PRIMO MOTORE A 12 CILINDRI CONTRAPPOSTI”, o a V di 180°… anche se di 12 cilindri a V, non a 180°, ne erano scesi in campo già diversi, tra cui  quelli sulle Alfa Romeo 12C e le Alfa Romeo Tipo 312, e di boxer a 12 cilindri invece, come vedremo, non ne scenderanno mai in pista.

La cosa interessante di questa vettura è che oltre a non essere un boxer, non ha mai nemmeno corso in pista ufficialmente: a causa delle vicissitudini della Seconda Guerra Mondiale la momoposto rimarrà solo uno studio, della Tipo 512 GP esistono infatti solo due esemplari, entrambi al Museo Alfa Romeo. Di quel periodo sono diverse le idee e i prototipi rimasti solo sulla carta o poco più, tra cui una vettura stradale sportiva biposto con la meccanica della Tipo 512 GP, motore incluso, la Tipo 163. Ma questa è un’altra storia.

La Tipo 160

Dopo la guerra, nei primi anni ’50, fu studiato da Giuseppe Busso e dal suo team un altro 12 cilindri che gli appassionati si ostinano a chiamare boxer, destinato al prototipo da gran premio Tipo 160 di cui ho parlato brevemente qui, e che anche in quel caso era evidentemente un motore a V di 180°

Questo propulsore, accoppiato ad uno schema di trazione integrale con cambio posteriore, 4 freni entrobordo, e il differenziale anteriore posto davanti al motore, non verrà mai usato in gara.

La Tipo 160 rimarrà un disegno su carta, i cui concetti saranno parzialmente trasferiti su un prototipo allestito sulla base della Tipo 159.

 

La BT45, BT46 e le Tipo 177

Nella seconda metà degli anni ’70 l’Alfa Romeo torna nel mondiale di Formula 1, sia come fornitore di motori, sia più tardi con un team ufficiale, quello della scuderia Autodelta (di Carlo Chiti… ricordatevi questo nome!)

Il motore è il “Tipo 115.12”, un 12 cilindri spesso denominato “boxer”. Le monoposto che per prime in F1 usarono questo motore sono le arcinote Alfa Romeo – Brabham BT45 in livrea Martini del 1976:

E poi le Alfa Romeo – Brabham BT46, con e senza “ventolone”:

E infine anche le 177 della Scuderia Autodelta

Il ventolone delle BT46B (poi vietato) si era reso necessario perché in quegli anni si facevano avanti le monoposto con deportanza ottenuta per effetto suolo, che si realizzava tramite minigonne ad effetto “sigillante” e un vistoso fondo vettura a rampa o scivolo che dal centro della vettura saliva verso la coda, quello che oggi è noto come “estrattore”. La configurazione piatta del motore però non consentiva di creare uno scivolo sul fondo della vettura, che era tutto ingombrato in pianta dal motore stesso, mentre era possibile realizzarlo su configurazioni a V o in linea. Questo è uno dei motivi che portarono all’abbandono di tale motore tipologia di motore in F1 e non solo.

Comunque c’è talmente confusione sul 115.12 che pure sul libro di Luigi Fusi “Alfa Romeo – Tutte le vetture dal 1910”, una vera e propria bibbia, compaiono queste due affermazioni contrastanti:

Insomma o è a V di 180° o è boxer… beh, è a V, lo sappiamo perché è derivato direttamente da quello della Tipo 33 SC12 di cui parlerò dopo, che è fatto così:

si notano le teste di biella montate a coppie sullo stesso supporto condiviso.

Ferrari

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Nel 1970 Ferrari introdusse per il campionato F1 la Tipo 312 B, monoposto rinnovata rispetto alla precedente Tipo 312F1 anche nel motore, che invece che essere un 12 cilindri a V di 60° è un 12 cilindri piatto.

La Tipo 312 B3-74 di Lauda

Il motore noto come “boxer” al grande pubblico, tanto che la la “B” nel nome della monoposto starebbe proprio per “Boxer”, era denominato internamente Tipo 001 e con le sue varianti, tra cui Tipo 011 e Tipo 015, finì per motorizzare le monoposto del Cavallino Rampante per una decade. Dopo la 312 B vennero le 312 B2, 312 B3, 312 B3-74, 312 B4 e poi le 312 T, 312 T2, 312 T3, 312 T4 e 312 T5. Se la “B” nel nome sta proprio per “Boxer”, la “T” dei modelli successivi sta per Trasversale, ed indica la particolare disposizione del cambio (trasversale, appunto) per compattare le dimensioni in lunghezza dell’auto.M

Mai virgolette furono più meritate, infatti il “boxer” non è un boxer ma un motore a V di 180°

Subaru

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Nel 1990 la Subaru volle provare a fare bella figura nel campionato F1. Avendo visto i successi delle varie iterazioni di 312 e volendo presentarsi con un design del motore che richiamasse i boxer montati sulle auto di serie, si guardò in giro alla ricerca di un fornitore di motori piatti adatti alla Formula 1. Lo trovò nella “Motori Moderni”, azienda fondata qualche anno prima da Piero Mancini, socio Minardi, e alla cui direzione tecnica sedeva il buon Carlo Chiti. Sì, proprio l’uomo Autodelta. Uscito dall’Alfa, entrò in Motori Moderni, che tra l’altro nasceva per fornire i motori proprio alla scuderia Minardi che non riusciva a farseli fornire dall’Alfa Romeo stessa, ormai entrata nel gruppo FIAT che scelse di continuare in F1 solo con Ferrari.

Chiti confezionò un bel “pacco” a Subaru: un bel flat 12, chiamato 1235 (12 cilindri, 3.5l). Purtroppo però il motore era più pesante dei rivali, meno potente, pare anche per la necessità di usare contralberi di equilibratura, e aveva lo svantaggio di impedire la realizzazione dell’estrattore per la deportanza. Non solo… non era un boxer. Lo possiamo dire con certezza, anche se non abbiamo disegni, perché Chiti non aveva nessuna esperienza coi boxer, ma ne aveva tantissima con i “boxer” o meglio coi 12 cilindri a V di 180° dell’Alfa Romeo

Questo sfortunato motore trovò impieghi anche su una vettura per campionato Sport Prototipi, la Alba AR20, su un offshore da competizione,  su una vettura giapponese ad alte prestazioni chiamata Jiotto Caspita (sì: Jiotto e sì: Caspita) e, in tempi più recenti, ne fu installato uno nel prototipo della Koeniggseg CC.

In tutti i casi fu abbandonato in favore di altri motori più “convenzionali” e prestazionali.

Motori boxer che non lo erano: Sport Prototipi

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Porsche

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Porsche è famosa ovunque per i suoi “Flat 6”, ovvero i boxer sei cilindri. Partendo dal Maggiolino Porsche 356 fino alle recenti 911, Cayman e Boxster, praticamente tutti i modelli a motore centrale o posteriore della Casa della Puledra di Stoccarda hanno usato motori boxer a 4 o 6 cilindri.

Naturalmente quando si è trattato di scendere in campo nel campionato Sport Prototipi, Porsche lo ha fatto portando l’architettura boxer, col 4 cilindri sulla bellissima 904,

Porsche 904

Porsche 904

il boxer 6 cilindri sulla 906,

Porsche 906

Porsche 906

il boxer 8 cilindri sulla 908

Porsche 908

Porsche 908

Sul wiki Tech-Racingcars è possibile trovare anche le sequenze di accensione del boxer 8 cilindri a seconda della conformazione dell’albero motore e lo spaccato in cui si vedono i supporti biella 1 per pistone.

Fin qui solo boxer veri. Poi è arrivato il momento dei dodici cilindri e Porsche ha presentato le velocissime 917 con il mostruoso “flat-12”

La 917/20 anche detta “scrofa” per via della livrea… un inside joke dovuto al fatto che l’aerodinamica fu pesantemente rivista, la carrozzeria allargata e ingoffita fino a farla sembrare una scrofa e per cui si decise di farla correre “vestita” come un porcello, nel senso del maiale.

Auto a dir poco pazzesche, come era pazzesco il motore che le spingeva, che il Museo Porsche mostra in tutto il suo splendore:

Motore Flat 12 "Tipo 912"

Motore “Tipo 912”

Cosa notate, soprattutto nell’ultima immagine? Sì, sullo stesso supporto ci sono 2 bielle, quindi è un V12 e non un boxer. 🙂

Mercedes

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All’appassionato di automobili suonerà strano non aver ancora letto di Mercedes… In effetti quello fondato da Karl Benz è il marchio che ha praticamente plasmato l’automobile come la conosciamo oggi, ci sarà pur stato, ad un certo punto, un connubio Mercedes – Boxer.

Beh sì, e non solo ad un certo punto, ma proprio agli albori! Infatti l’invenzione del motore a cilindri contrapposti orizzontali è da attribuire proprio a Karl Benz! Non solo, il suo “Contramotor” era proprio un bicilindrico boxer, quando ancora la nomenclatura “boxer” non esisteva

Contramotor di Karl Benz

Il “Contramotor” di Karl Benz esposto al Museo di Stoccarda

Per trovare un motore piatto nelle Mercedes più recenti bisogna invece aspettare la sfortunata Mercedes-Benz Sauber C291, sviluppata per il campionato Sport Prototipi del ’91

col suo poderoso 12 cilindri piatto da 3.5 litri, con un giro di tubi di scarico che rasenta la pornografia!

 

 

Questo motore, con funzione portante, aveva tutta una serie di particolarità costruttive, che rispondevano a diverse esigenze, tra cui quella di dover essere installato non in orizzontale ma fortemente inclinato:

L’inclinazione, con la parte anteriore del motore in basso e la parte posteriore e il cambio più in alto, era necessaria per permettere di realizzare un’ampia superficie di “scivolo” per l’estrattore aerodinamico, un’astuzia ideata per aggirare il problema dell’ingombro del motore in larghezza. Purtroppo questa disposizione fu anche causa inizialmente di problemi di lubrificazione che hanno minato l’affidabilità delle prime versioni di questo motore.

Però sentite che suono:

E’ un boxer? No. Si tratta sempre di un V di 180°.

Alfa Romeo

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Come abbiamo visto, Alfa Romeo ha praticamente inventato la categoria dei motori boxer che non lo erano. Tra questi, abbiamo già menzionato il “Tipo 115.12” impiegato sulle Formula 1 dalla metà degli anni ’70. Prima di arrivare in F1, però, il motore era già stato usato dalle ultime varianti della Tipo 33 usate per i vari campionati Sport Prototipi.

In particolare il Tipo 115.12 nasce per essere applicato sulla Tipo 33/TT 12, in configurazione 3.0 aspirato. TT non sta per TwinTurbo, ma per Telaio Tubolare. Vi lascio un bel video “POV” della 33/TT 12

 

Se dovesse capitarvi di andare al Museo Alfa Romeo (andateci! Appena potete ANDATECI) vedreste che la targhetta sotto al motore Tipo 115.12 richiama la dicitura “Boxer”.

l’Alfa Romeo Tipo 115.12 in tutto il suo tripudio di magnesio

Anche qui Fusi fa confusione sul suo libro, prima dicendo che il motore della tipo 33 TT 12 è un boxer

E poi inserendo l’immagine di un motore a V di 180°

Che poi è la riproduzione dell’immagine già inserita sopra quando si parlava di 177 e BT45/BT46

Successivamente la 33 TT 12 fu evoluta nell’ultima variante di Tipo 33, la 33 SC 12, dove SC sta per SCatolato, come il telaio di cui è dotata, realizzato da profili scatolati e non da tubolari, e non per SuperCharged. In questa configurazione il Tipo 115.12 3.0 aspirato ha una potenza di 530 CV, ma viene testata in gara una versione 2.1 con doppio turbocompressore, uno per bancata, che arriva a 640 CV. Il motivo della riduzione di cilindrata era dovuto ai regolamenti dell’epoca per cui un motore turbo era equiparato ad uno aspirato avente cilindrata di 1.4 volte quella del turbo, e quindi all’aspirato 3.0 corrispondeva il turbo 2.1

Ecco qui una Tipo 33 SC 12 ad Imola:

Ovviamente il motore è sempre a V di 180°, in questo caso Fusi si limita alla dicitura corretta.

Motori boxer che non lo erano: Stradali

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A mia conoscenza solo un costruttore ha montato su auto stradali motori piatti che non erano boxer in tempi moderni, e soprattutto richiamando direttamente la nomenclatura, e si tratta di…

Ferrari

Ebbene sì! Tutto quello che sapevate sulle “Berlinette Boxer” è FALZO! O, almeno, non è vero che il motore è un boxer.

Infatti sia le 365 GT4 BB

sia le 512BB

sia la Testarossa e derivate

Montano tutte un motore piatto che però non è un boxer.

Ce lo spiega benissimo il libro Jonhatan Thompson dall’evocativo titolo “BOXER” e che in copertina presenta un motore che non è un boxer, ma un V di 180°

Dal bel disegno dello spaccato del motore, molto dettagliato, si possono notare le bielle montate a 2 a 2 sullo stesso perno condiviso… CVD.

In conclusione

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Bene, adesso ne sapete di più del generico appassionato di auto medio e potrete usare queste informazioni per pavoneggiarvi e vincere discussioni da bar, quando riapriranno i bar, o vincere le sessioni di Trivial Pursuit, quando riapriranno le ludoteche.

Una cosa degna di nota è che tutti i motori che vi ho mostrato qui sopra hanno una caratteristica comune, sono tutti 12 cilindri. Perché ci sono così tanti finti-boxer a 12 cilindri? E’ abbastanza semplice: i motori a 12 cilindri, soprattutto con cilindrate unitarie “basse” come i 3000, e con corsa corta o cortissima, sono già molto bilanciati per costituzione. Nei motori da competizione tutte le componenti in moto alternativo sono alleggerite, e poi si può anche accettare qualche vibrazione in più. Inoltre i 12 cilindri a V hanno già per loro natura un discreto sviluppo in lunghezza, in configurazione boxer sarebbero sensibilmente più lunghi, andando a vanificare gli sforzi per “compattare” il package.

Per questi motivi credo che non esistano “flat-12” che siano realmente boxer. Se ne doveste trovare uno, vi prego di segnalarmelo 🙂

’nuff said