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QUESTIONE DI TESTA!
I componenti
meno conosciuti della testa del motore
di
Roberto Maurelli
 In passato abbiamo già descritto il
funzionamento dei più noti componenti collocati nella testa dei motori.
Ora è giunto il momento di volgere la nostra attenzione anche ad organi
meno conosciuti come le punterie, i bilancieri, etc., che svolgono
compiti non trascurabili in termini di affidabilità e di prestazioni
ottenibili. Basti pensare che anche una minima riduzione delle masse di
questi componenti dà luogo ad una riduzione apprezzabile delle forze
d'inerzia e ad un incremento nel regime di rotazione.
Veniamo innanzitutto agli organi sui quali agiscono le
camme per far muovere le valvole di aspirazione e di scarico. Se questi
si muovono secondo un arco di cerchio, vengono definiti bilancieri; al
contrario, se hanno un movimento rettilineo, sono chiamati punterie.
Attualmente la soluzione più adottata è quella della distribuzione con
due alberi a camme in testa che agiscono su punterie "a bicchiere", così
dette per la loro forma caratteristica. La loro diffusione è dovuta alla
semplicità della struttura: si tratta di componenti leggeri, facili da
progettare, sempre realizzati in acciaio.
Sempre più di frequente, nei moderni motori ad elevate
prestazioni, si è tornati ad utilizzare i bilancieri. La loro forma
particolare fa sì che le camme agiscano su un pattino, esercitando una
pressione che, attraverso il caratteristico "effetto leva", regola
l'alzata delle valvole.
Talvolta, nei motori di serie, si preferisce sostituire
al tradizionale pattino un rullo. I rulli sono più pesanti dei semplici
pattini, però sono estremamente vantaggiosi per la riduzione delle
perdite per attrito, il che si traduce in un contenimento dei consumi.
In passato i bilancieri erano utilizzati molto più frequentemente perché
la distribuzione non prevedeva gli alberi a camme. In sostanza un
complesso di aste trasmetteva il moto dell'albero verso la testa, dove
erano alloggiati, appunto, i bilancieri. Oggi tutto questo appartiene ad
un'epoca decisamente lontana, anche se non mancano esempi particolari,
come quelli di alcuni V8 americani (quelli delle Corvette ad
esempio...), che ancora ricorrono a questa soluzione. Naturalmente,
trattandosi di motori destinati ad un utilizzo sportivo, la
componentistica della distribuzione è molto leggera e prevede un
accuratissimo dimensionamento delle lunghezze dei bracci dei bilancieri
al fine di ottenere le migliori prestazioni possibili.
Ma su cosa agiscono, a loro volta, le punterie e i
bilancieri?
La spinta che essi ricevono dall'albero a camme non si
scarica, infatti, direttamente sulle valvole, ma viene preliminarmente
assorbita da piccole molle. Forse ai nostri giorni nessuno si è mai
trovato a dover sostituire delle molle delle valvole, poiché si tratta
di elementi pressoché indistruttibili.
Tuttavia il compito che esse svolgono è decisamente
critico, per cui è indispensabile che siano in condizioni perfette.
Pensate, infatti, a cosa potrebbe accadere se anche una sola di esse
cedesse di colpo: la valvola ad essa collegata non potrebbe più svolgere
il suo faticoso lavoro e nel relativo cilindro non potrebbe più
realizzarsi la combustione. Per questo motivo, quando si prepara un
motore, è opportuno valutare la compatibilità delle modifiche apportate
con il tipo di molla esistente. Naturalmente, esistono numerosissime
tipologie di molle delle valvole, che si differenziano per altezza,
diametro, spessore e di distanza tra le spirali; per esse si pongono gli
stessi problemi già analizzati quando abbiamo parlato delle molle delle
sospensioni.
Procediamo nella nostra analisi, continuando a descrivere
il percorso dell'energia generata dall'albero a camme. Dopo essere stata
raccolta dalla molla, infatti, essa si scarica sulla valvola, in
particolare sul suo stelo che, muovendosi attraverso il percorso
strettamente delimitato dalla guida, compie un moto rettilineo
alternato. Proprio questo movimento consente, dal lato dell'aspirazione,
l'immissione di aria e benzina e, dal lato dello scarico, la fuoriuscita
dei gas combusti. Quando la valvola si chiude, è di fondamentale
importanza che il fungo vada a poggiare su una sede che sia in intimo
contatto con esso. Questo perché una eventuale anche minima fessura
potrebbe generare dei trafilamenti dannosi per l'efficienza del
propulsore. 
Ecco perché vengono realizzati degli anelli-sede in
acciaio, ghisa o bronzo che assicurano un'idonea interferenza e una
notevole durata. Essi svolgono un ruolo di non trascurabile rilevanza
anche nello smaltimento del calore, poiché il fungo delle valvole,
soprattutto di scarico, è lambito da gas a temperature elevatissime, per
cui è opportuno che, quando è a riposo, possa dissipare una parte
considerevole di tutto questo calore accumulato. Anzi, proprio per
accelerare questo fenomeno, le valvole di scarico hanno una superficie
di contatto con gli anelli più larga rispetto a quella adottata per le
valvole di aspirazione.
Roberto
Maurelli |
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