Il funzionamento della macchina a stantuffi liberi

La macchina a stantuffi liberi rappresenta una scelta industriale alternativa che è caratterizzata da due cilindri di tipo coassiale e che sono disposti in tandem: in ciascuno di essi scorre appunto uno stantuffo che è collegato all’altro da un unico stelo. Uno dei cilindri è motore, mentre il secondo è in grado di funzionare come una vera e propria macchina operatrice, ad esempio come compressore del gas, ma anche come una pompa idraulica. Non esiste alcun sistema di rinvio caratteristico delle macchine a stantuffo, come può essere il tipo biella-manovella.

Di conseguenza, non si pone proprio il problema degli attriti e della manutenzione dei meccanismi a cui si sta facendo riferimento. D’altra parte, è piuttosto problematico riuscire a equilibrare nel modo giusto il movimento e anche comandare la distribuzione dei fluidi. Le realizzazioni più moderne di tale macchina riguardano quasi esclusivamente l’impiego del ciclo Diesel a due tempi, il quale consente di semplificare in maniera notevole i meccanismi in questione, andando a sfruttare per lo scarico e per l’ammissione del fluido le luci scoperte che si trovano appunto sullo stantuffo. Il modo per riuscire a smorzare le sollecitazioni dovute alle brusche inversioni di corsa, tra lo stantuffo e il fondo del cilindro della macchina operatrice, si lascia una certa quantità di fluido.

Tutto questo che si è appena descritto, nel momento in cui lo stantuffo è in fondo di corsa, viene compresso andando ad assorbire molta energia, la quale restituisce nella successiva fase di espansione. Per poter equilibrare le sollecitazioni, in genere si tende a disporre in parallelo due meccanismi, i quali sono collegati tra di loro per mezzo di un dispositivo del tipo del parallelogramma articolato. In tutti gli altri casi, gli stantuffi sono collegati a due dentiere e poi ingranati in unico rocchetto. Tra le macchine termiche si parlava di essa parecchio anche e soprattutto una trentina di anni fa.