Tecnica

Tecnica e storia: l'evoluzione della distribuzione (Quarta parte)

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La superiorità delle teste bialbero e gli ultimi sviluppi

Con il passare degli anni il numero dei motori dotati di due alberi a camme in testa è andato via via aumentando fino a che questo tipo di distribuzione si è affermato universalmente.

Le ragioni di questa superiorità sono fondamentalmente due; rispetto agli altri schemi le masse in moto alterno sono minori e la rigidezza è maggiore. In pratica, le parti che vengono mosse dagli eccentrici durante la loro rotazione sono ridotte al minimo e così pure il loro peso. Ciò significa forze d’inerzia inferiori, a parità di regime di rotazione e con una stessa legge del moto delle valvole. La cosa ha una importanza duplice: da un lato è possibile raggiungere regimi di rotazione più elevati e di adottare diagrammi delle alzate molto radicali (senza essere costretti ad impiegare molle dal carico troppo elevato), cosa essenziale quando si cerca la massima potenza. Dall’altro, nei modelli di serie senza particolari pretese prestazionali è possibile ridurre l’assorbimento di energia da parte della distribuzione (e quindi migliorare il rendimento meccanico del motore). Le minori masse in gioco infatti consentono di adottare molle con un carico inferiore, ferma restando la velocità di rotazione.

Vengono detti cedenti gli organi sui quali agiscono direttamente gli eccentrici dell’albero a camme. Se hanno un movimento rettilineo alternato si tratta delle punterie. Se invece sono fulcrati, e quindi le loro estremità si muovono secondo un arco di cerchio, si tratta dei bilancieri. Nei motori con albero a camme nel basamento e nella maggior parte di quelli con distribuzione monoalbero si impiegano bilancieri a due bracci; nei bialbero invece si utilizzano invariabilmente quelli a dito, con il fulcro a una estremità e il punto di contatto con la valvola all’altra.

Il primo motore bialbero risale al 1912; si tratta del famoso Peugeot GP, progettato da E. Henry. Le camme comandavano le quattro valvole di ogni cilindro agendo su bilancieri a dito. Pure le punterie a bicchiere sono nate, poco dopo, in Francia. Il brevetto di Morin risale al 1916 e il primo motore che le ha impiegate è stato il Ballot da corsa del 1919. Da lì in poi le preferenze dei tecnici si sono alternate tra questi due sistemi, ai quali per molto tempo se ne è aggiunto un terzo pressoché “diretto” (punterie tipo Jano). Quest’ultimo, largamente utilizzato dalla Ferrari per i suoi motori da competizione, è scomparso dalla scena all’inizio degli anni Sessanta. In seguito per lungo tempo la scena è stata dominata dalle classiche punterie a bicchiere.

Le distribuzioni bialbero hanno iniziato realmente a dimostrare di essere adatte anche a motori costruiti in gran serie durante gli anni Cinquanta per merito della Jaguar e della Alfa Romeo. Nel decennio successivo la comparsa delle cinghie dentate ha aiutato in misura fondamentale l’affermazione delle teste con uno o due alberi a camme.

Con le punterie a bicchiere regolare il gioco delle valvole non è semplice, a differenza di quanto accade quando vengono impiegati i bilancieri, che possono essere dotati di pratici registri filettati. La soluzione più ovvia è quella di impiegare pastiglie calibrate; la loro sostituzione con altre aventi diverso spessore consente di variare il gioco come opportuno. Si possono utilizzare pastiglie di grandi dimensioni piazzandole sopra le punterie, in modo da poter eseguire la regolazione senza dover togliere gli alberi a camme. In questo modo però aumentano le masse in moto alterno.

Ben più piccole e leggere sono le pastiglie calibrate che si piazzano sotto le punterie, ovvero sopra l’estremità degli steli delle valvole. Questa soluzione, che da tempo si impiega universalmente sui motori di alte prestazioni, complica però le cose quando si deve regolare il gioco. Occorre infatti rimuovere gli alberi a camme, sostituire le pastiglie e quindi rimontarli, facendo bene attenzione a mantenere la corretta messa in fase. Per fortuna oggi questa operazione si rende necessaria piuttosto di rado, principalmente grazie ai grandi progressi compiuti nel campo dei materiali per le sedi.

In passato sono stati sviluppati alcuni sistemi alternativi per regolare il gioco nei motori bialbero con punterie a bicchiere, dotando queste ultime di dispositivi di vario genere (a grano filettato, a vite cuneiforme…), ma nessuno ha avuto una vita lunga; aumentavano infatti la complessità e la massa in moto alterno. Pure le punterie con fondelli di differenti spessori, che venivano sostituite all’atto della regolazione, non hanno avuto una diffusione realmente degna di nota. In seguito per alcuni anni hanno avuto invece largo impiego le punterie idrauliche, che eliminano completamente la necessità di effettuare periodicamente controlli e regolazioni del gioco. Esse causano però un considerevole aumento delle masse in moto alterno (proprio ciò che si vuole evitare, con le distribuzioni bialbero!). Occorre perciò impiegare molle con carico maggiore, il che causa un maggiore assorbimento di energia da parte della distribuzione.

La soluzione definitiva si è avuta con il passaggio dalle punterie ai bilancieri a dito, dapprima dotati di registri filettati e poi montati su fulcri idraulici con incorporato un gruppo telescopico per la ripresa automatica del gioco.

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