motore a vapore monocilindrico a distribuzione oscillante 
di: Francesco Nicelli
 
 
NOTA: è possibile che compaia segnalazione per aggiunta di componente aggiuntivo, permettetelo, serve a visualizzare i filmati eventualmente presenti in questa pagina. 
 
 
In questo motore alcune parti, quali le spalle di sostegno e la piastra oscillante della luce di travaso, sono realizzate con vetronite biramata per circuiti stampati ad uso elettronico. Possono essere realizzate anche in ottone ma la scelta è caduta sulla vetronite in quanto si salda più facilmente, è facilmente reperibile ed ha un costo decisamente accessibile. 
Seguendo il progetto, che conviene stampare subito, si inizia da questi due pezzi. Il progetto che si vede come piano di appoggio è stato, in corso d'opera, sottoposto a migliorie e non va preso come riferimento assoluto. 
Si sono usati attrezzi molto semplici con il fine voluto di evitare l'uso del tornio del quale non tutti dispongono.  
 
 Il filmato ha risoluzione di 480 x 360 pixel e dura 3,44 minuti. E' possibile scaricare il filmato originale cliccando di seguito: 
 
file zippato wmv 14,466 MB
 
 
 
Iniziamo col tagliare una coppia (per prudenza) della piastra d'oscillazione ed una spalla di sostegno. 
Il progetto è in scala 1:1 quindi se i pezzi tagliati sono precisi devono poter essere sovrapposti al progetto. Si segnano sulla vetronite le quote dei fori che verrano praticati e si taglia la L in alluminio del basamento.
Tutti i fori vengono eseguiti con un mandrino a mano e punta da 1 mm di diametro per ridurre la possibilità di errore. In seguito alcuni vengono allargati portandoli alle dimensioni del progetto. Da notare come la spalla si appoggi all'interno della L in alluminio e lì venga forata.
Due identiche L vengono contemporaneamente poste in morsa e forate per essere certi del corretto allineamento dei fori, quindi bloccate provvisoriamente con corte viti di 3 mm di diametro. Proprio da una di queste viti deriverà la manovella. La testa della vite viene spianata ed il filetto abraso. Uno dei supporti ad L presenta 1  foro centrale per il fissaggio a terra. Si tratta di una soluzione che verrà in seguito abbandonata, per il fissaggio a terra praticate due fori.
La sequenza sovrastante indica la costruzione del piccolo volano su cui vengono saldati l'albero motore e la manovella per la biella. Anche questo pezzo è eseguito in vetronite. Praticati due fori del diametro di 1 mm, alla giusta distanza (come da progetto), vengono in seguito allargati, quello dell'albero motore viene portato a 3 mm di diametro, quello della manovella a 2 mm di diametro. Questo pezzo si può facilmente eseguire senza tornio, semplicemente avvitando al centro una vite, bloccandola con un dado e fissando questa al mandrino di un trapano. La vetronite si lavora facilmente ed ha il vantaggio di potersi saldare con facilità. Nella seconda fotografia si nota la vetronite che è stata stagnata (deve essere ben pulita e non ossidata), come stagnate sono le teste delle viti dell'albero motore e della manovella. Si usa un saldatore par circuiti elettronici, anche di bassa potenza ed un filo di stagno, sempre per circuiti elettronici, che ha un'anima di pasta per saldature. Per prima si salda la manovella, quindi, usando dei distanziatori, l'albero motore.
Nelle immagini precedenti si vede come si salda la manovella. Questa presenta una testa che appoggia ed è saldata sul piccolo volano in vetronite. Saldando ora l'albero motore sull'altra faccia della vetronite (vetronite ramata su entrambe le superfici, biramata) si deve tenere conto della sporgenza della testa della manovella per ottenere una giusta posizione dell'albero motore. Si usa quindi una rondella spessa come la testa della manovella (rondella sporgente nella prima foto) quindi la si tiene ferma con una rondella più grossa attraversata dall'albero motore e bloccata inferiormente con un dado. Dopo aver verificato che l'albero motore sia ortogonale al piccolo volano si salda la testa della vite dell'albero motore inglobando anche nella saldatura la prima parte della manovella
Si intravede il volano del motore. Questo è stato, per pigrizia, realizzato al tornio, ma si può utilizzare, adattandola, una carrucola su cui passa la corda per stendere i panni ad asciugare.
Dopo aver sovrapposto ed allineato i fori della spalla del motore e della piastra oscillante  li si allargano portandoli al diametro di 3 mm.  La  testa della vite della piastra oscillante è stata spianata e nella piastra oscillante è stato creato un alloggio per la testa che dovrà essere non sporgente. Per creare tale alloggio si è usata una punta da trapano (diametro 5,5 mm) che prima è stata segata, quindi si è utilizzata solo la parte che si avvita sul mandrino del trapano creando in punta uno scalino del diametro interno di 3 mm. 
Vite, cilindro e piastra oscillante devono essere saldati assieme in un sol tempo. Bisogna prima stagnare separatamente la base del cilindro, la testa della vite e la piastra. Si blocca la vite alla piastra con un dado e si creano due mollette di filo d'acciaio per tenere in posizione il cilindro, si salda quindi prima un lato poi l'altro aiutandosi con una pinza che tenga inclinato il pezzo sì da facilitarne la corretta saldatura. 
Il cilindro è ottenuto da un tubo di ottone avente diametro interno di 6 mm., esterno di 7 mm. (il diametro esterno può essere anche di 8 mm, dipende da quel che trovate in commercio.
Una volta saldato il pezzo si verifica che questo combaci perfettamente alla spalla, eventualmente si ripassa con carta vetrata sottilissima. 
Iniziamo la costruzione della biella. Questa si compone di un tubo di ottone del diametro esterno di 2 mm. diametro interno 1 mm, ed è lo stesso tipo di tubo che useremo per le condotte in entrata ed uscita del vapore. Nell'ultima foto si nota anche un tondino d'acciaio che vi viene infilato dentro, ma che può essere omesso viste le esigue forze in gioco. Le due foto a seguire mostrano come venga infilato a piccoli colpi di martello.
Che abbiate o no infilato il tondino di acciaio è ora il momento di inserire i distanziatori-bronzine. L'operazione viene eseguita solo ora poiché avrete avuto, in questo tempo, già modo di verificare che gli allineamenti siano stati corretti. Se così non fosse la saldatura di questi pezzi potrà rimediare a qualche piccolo difetto. Allarghiamo quindi i fori a mano, controllando che i distanziatori-bronzine vi entrino sforzando un po' in modo da restare nella giusta posizione durante la saldatura. 
Per migliorare l'allineamento dei distanziatori-bronzine dell'albero motore queste vengono attraversate e quindi automaticamente allineate, da un tondino del diametro di 3 mm.  Prima di completare il gruppo pistone-biella bisogna praticare il foro di travaso che attraversa la piastra oscillante ed il cilindro. Bisogna usare una punta da 1 mm ben affilata e non esercitare una grande pressione durante la foratura. La posizione del foro deve essere centrata rispetto al cilindro. Il cilindro dovrebbe essere perfettamente al centro della piastra oscillante. Se vi fosse qualche piccola discrepanza voi forate tenendo quale riferimento (anche solo a vista) il centro del cilindro. 
Vi consiglio di fare un click qui per rinfrescarvi l'immagine di progetto.
A partire da un tondino del diametro di 6 mm si ricavano il pistone ed il tappo di chiusura del cilindro. Il pistone presenta al centro un foro non passante ove si infila l'asta della biella. La porzione della biella che si inserisce sulla manovella si crea da un foglio di ottone dello spessore di 3 decimi di mm. ove viene prima praticato un foro da 2 mm. Si taglia con una forbice e si smussa con una lima. Infilate la sola asta della biella nel foro del cilindro e saldatela ( magari sul fornello del gas se il vostro saldatore scalda poco) non prima di aver verificato sul progetto l'esatta sporgenza dell'asta della biella. Non saldate ora il lamierino forato.
Con il lamierino incastrato nella feritoia dell'asta della biella ed infilato nella manovella, portate il pistone in alto, al punto morto superiore. Il pistone deve trovarsi 3 o 5 decimi di mm. al di sotto del foro di travaso. Una volta determinata questa posizione (regolandola  inserendo di più o di meno il lamierino nella sua feritoia) potrete procedere alla saldatura con il solito saldatore elettrico. Rimontato il tutto, girando l'albero motore, otterremo l'oscillazione del cilindro. Valutate il punto di massima oscillazione verso sinistra, introducete uno spillo ricurvo nel travaso del cilindro e segnate questa posizione. Eseguite un'oscillazione nell'altro senso e segnate l'altro punto di massima oscillazione. Queste sono le posizioni esatte ove praticare i fori delle luci di entrata-uscita del vapore sulla spalla (ingrandisci ed osserva la prima foto qui sotto).
E' pur vero che la posizione dei travasi è indicata sul progetto, ma questo è il modo più preciso di procedere poiché piccoli errori sono inevitabili. Sempre a mano e con una punta del diametro di 1 mm pratichiamo i due fori di travaso quindi rimontiamo il gruppo cilindro-biella e verifichiamo che i travasi siano aperti in massima oscillazione. Con una punta da 1,5 mm allarghiamo sia i travasi di entrata-uscita del vapore sia il foro del travaso del cilindro. In tale modo piccole discrepanze di allineamento saranno rettificate.
Usiamo un tubo di diametro esterno 2 mm ed interno 1 mm per costruire i collettori di entrata ed uscita del vapore che si raccorderanno al tubo proveniente dalla caldaia ed al tubo di scarico. Per rendere più affidabile la tenuta ai tubi  si creano due olive lunghe 5 mm del diametro interno di 2 mm ed esterno di 3 mm che vengono saldate.  Un collettore viene piegato a L.  I travasi della spalla, che avevano diametro di 1,5 mm vengono, con cautela, allargati a 2 mm. Con cautela poichè è opportuno che inserendovi i collettori questi sforzino nell'entrare.
Si saldano i collettori quindi si gira la spalla e con la punta da 2 mm si crea uno svaso sui collettori medesimi. Tale svaso serve ad anticipare leggermente sia la fase di espansione sia quella di scarico. Non ci resta che mettere il tappo di chiusura del cilindro. Infilando una punta da 1,5 mm nel gruppo oscillante (piastra d'oscillazione e cilindro) saremo sicuri che durante la saldatura in tappo non scivoli in basso, si mantenga nella corretta posizione e non occluda il travaso del cilindro. I pezzi da saldare (tappo e cilindro) devono essere puliti e senza ossido. La saldatura sarà così semplicissima.
 Il motore è stato fissato ad un tavolo con un semplice morsetto e collaudato con l'aria compressa di un apparecchio per aerosol.