Alberi a camme - progettare la potenza!!!

La distribuzione con alberi a camme in testa è riconosciuta come la più efficiente. Per incrementare le prestazioni dei nostri motori si va a modificare il profilo camma, lavorando sull'ampiezza delle fasi e sull'alzata valvole.

Al fine di ottenere le migliori prestazioni le valvole di aspirazione devono assicurare il massimo riempimento e quelle di scarico offrire la minor resistenza possibile al passaggio dei gas combusti. Fondamentale è che apertura e chiusura delle valvole siano il più rapide possibile in modo da avere la massima sezione di passaggio durante la maggior parte del tempo a disposizione per aspirazione e scarico.

Definite alzata e ampiezza della fase, la forma della camma viene quindi ricavata a partire dall'andamento desiderato di accelerazione della valvola, da cui conseguono l'andamento della velocità e dell'alzata.

Il profilo camma andrà poi valutato non solo dal punto di vista cinematico ma anche da quello dinamico, per ricavare il moto reale della valvola (ma qui torniamo a parlare, di molle, desmo, valvole pneumatiche..... ;) ).

Quindi l'alzata massima sarà la minore tra l'alzata massima consentita dalla dinamica del sistema di distribuzione e l'alzata oltre la quale il coefficiente d'efflusso non aumenta più.

La larghezza della camma è definita per permettere una lubrificazione ottimale del contatto camma-bicchierino.

La realizzazione

La prima fase è la foratura del tondo d'acciaio di partenza, la fase seguente è la tornitura dei diametri di base dell'albero a cui segue una prima fresatura dei profili. Per ottenere i profili gli alberi vengono montati su una speciale rettifica a copiare, dove è montato un eccentrico in scala maggiorata che funge da copiatore. Si fa una prima sgrossatura e si passa ai trattamenti termici. Dato che i trattamenti termici inducono delle lievi deformazioni, gli alberi vanno poi controllati e raddrizzati. Si passa poi alla rettifica di finitura dei boccioli e dei perni. La fase successiva prevede il rivestimento dei profili, che può essere PVD (Physical Vapour Deposition) e DLC (Diamond Like Carbon). Non resta che lappare i supporti e l'albero è pronto al montaggio.

Ovviamente per la foto ho scelto degli alberi con DLC, adoro il nero.... peccato che gli alberi non siano ben in vista nei motori...

Sistemi di comando della distribuzione di tipo classico

Non c'è nulla di più divertente che giocare con le molle...

La distribuzione di un motore, è quel sistema di comando delle valvole che gestisce l' apertura e la chiusura dei condotti di alimentazione, tale da far rispettare le quattro fasi di un motore a scoppio: Aspirazione, Compressione, Scoppio ed espansione, Scarico dei gas combusti.

I sistemi di comando classici si suddividono in 2 tipi:

1. sistema ad aste e bilancieri
2. sistema ad albero a camme in testa

Il sistema ad aste e bilancieri può essere costituito in due tipi di schemi:

1. Il primo costituito da un solo albero a camme alloggiato nel basamento, a sua volta gli eccentrici (camme) dell’albero a contatto con le punterie, azionano le valvole attraverso le aste dei bilancieri, ed a sua volta i bilancieri con il relativo albero di sostegno ne trasmettono il comando agendo sullo stelo della valvola.
2. Il secondo schema è caratterizzato da un doppio albero, di cui uno per il comando delle valvole di aspirazione e l’altro per quelle di scarico.

Il sistema ad alberi a camme in testa o comando diretto delle valvole, è ormai un sistema molto diffuso nei moderni motori in quanto ne semplifica notevolmente il sistema, riducendo al minimo l’inerzia. Anche in questo caso sono possibili due schemi:

1. Il primo dal funzionamento molto semplice, l’albero a camme è alloggiato direttamente sulla testa, e le camme sono a diretto contatto con le punterie a bicchiere trasmettendo direttamente il comando alle valvole, e può essere caratterizzato da due diverse configurazioni, di cui a singolo o doppio albero.
2. Il secondo schema è altrettanto semplice, l’albero a camme non è a contatto diretto, ma ne trasmette il comando attraverso i bilancieri.

In questi sistemi di comando le camme comandano solo la fase di apertura della valvole, mentre la chiusura è affidata ad una molla di richiamo che viene compressa durante l'apertura e torna ad estendersi durante la chiusura in modo da garantire un costante collegamento tra valvola e camma.
Detto così sembra che vada tutto benissimo, ma allora perchè qualcuno usa il Desmodromico??