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Modifiche alla Distribuzione – Controlli Vitali – Parte 1

Negli scorsi articoli abbiamo parlato delle modifiche agli alberi a camme. Qui affrontiamo il capitolo dei controlli successivi, senza i quali sono altissimi i rischi di rottura.

L‘installazione di un nuovo albero a camme non è un’operazione che si esaurisce con la messa in fase. Dopo averla effettuata è indispensabile infatti procedere a una serie di accuratissimi controlli, per evitare ogni rischio di incappare in seri guai meccanici. In seguito al montaggio di alberi a camme più spinti, risultano maggiori gli anticipi di apertura e i ritardi di chiusura delle valvole (e, in genere, cresce anche l’alzata). Di conseguenza risulta più lunga anche la fase di incrocio, ovvero il periodo a cavallo del punto morto superiore (PMS) durante il quale le valvole di aspirazione hanno già iniziato a sollevarsi dalle sedi mentre le valvole di scarico non hanno ancora terminato di chiudersi. In prossimità del PMS il pistone si muove ben poco lungo la canna del cilindro.

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Un comparatore accuratamente piazzato indica con precisione estrema di quanto si sposta la valvola.

Con una biella lunga 1,87 volte la corsa, a una distanza angolare di 10° (dal PMS) corrisponde uno spostamento del pistone dell’ordine dell’1% della corsa stessa e a una distanza di 20° uno spostamento pari al 3,8% soltanto. Questo vuol dire che, ad esempio, in un motore con una corsa di 55 mm, 10° prima (o dopo) il PMS il pistone si trova a circa 0,55 mm soltanto dal PMS medesimo! Dunque, se si montano alberi a camme spinti, il periodo di incrocio diventa critico in quanto le valvole sono più sollevate dalle sedi tanto al PMS quanto nelle sue immediate vicinanze (in corrispondenza delle quali lo spostamento del pistone è minimo).

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SI DEVONO SCAVARE Gli incavi sul cielo del pistone servono a mantenere una distanza minima di sicurezza con le valvole. Con alberi a camme spinti spesso vanno approfonditi.

È pertanto indispensabile accertarsi che tra i componenti in questione (valvole e pistone) esista una certa distanza minima di sicurezza. Questa è necessaria per tre diverse ragioni. Tanto per cominciare, in seguito alle sollecitazioni meccaniche e alle dilatazioni termiche, la distanza tra pistone e testa può subire variazioni non proprio trascurabili (è per questo motivo che, all’atto del montaggio, non si può scendere al di sotto di un determinato valore minimo, per quanto riguarda l’altezza di squish). In secondo luogo, la fasatura può subire dei lievi cambiamenti in condizioni dinamiche, per via dei giochi nel sistema di comando, ovvero delle “oscillazioni” della catena o della cinghia. Poca roba, ma anche questo contribuisce a spiegare per quale ragione per i motori delle MotoGP (e delle auto di Formula Uno) i tecnici preferiscano adottare comandi della distribuzione a ingranaggi. Infine, è indispensabile avere un certo margine di sicurezza onde evitare il rischio che a seguito di eventuali perdite di contatto tra la punteria (o il bilanciere), che si possono verificare tipicamente in condizioni limite, come una scalata alla morte o una sfollata, le valvole possano andare ad urtare contro il pistone. Certo, se un fuorigiri è davvero di notevole entità, le conseguenze in genere sono comunque catastrofiche, ma se non è così drammatico, è bene non ci siano rischi di questo tipo.

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SOLLEVATE Con alberi a camme più spinti, durante la fase di incrocio le valvole sono più sollevate dalle sedi.

La distanza minima di sicurezza va controllata dopo la messa in fase degli alberi a camme e la verifica deve coprire un arco che va da 20° prima a 20° dopo il PMS. I valori indicati in genere differiscono a seconda dei motori. Non sarebbe del tutto logico, infatti, che fosse rigorosamente eguale per un grosso monocilindrico e per un ultraveloce quadricilindrico di media cilindrata. Inoltre, c’è da osservare che il più delle volte i preparatori e i fabbricanti di alberi a camme indicano valori diversi per le valvole di aspirazione e per quelle di scarico. Ciò si spiega col fatto che, mentre le prime hanno appena iniziato il sollevamento e quindi è ben difficile che il loro movimento si distacchi da quello previsto in fase di progetto, le altre (cioè quelle di scarico) stanno tornando verso le sedi ed è quindi più facile che, se il regime di rotazione è molto alto, non seguano perfettamente la legge del moto prestabilita. Per quanto riguarda la distanza minima, sotto la quale non si deve mai scendere, i valori raccomandati possono variare in una certa misura da caso a caso. È quindi bene fare sempre riferimento a quanto prescritto dal fabbricante degli alberi a camme. Nella maggior parte dei casi si tratta di qualcosa attorno a 1,5 mm per l’aspirazione e di 2,0 mm per lo scarico.

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REGOLAZIONE PREVENTIVA Prima di controllare la distanza pistone/valvole, occorre regolare il gioco di queste ultime al valore corretto.

Per i loro motori quadricilindrici con cilindrate unitarie di 150 – 215 cm3 (quindi con valvole relativamente piccole), i costruttori giapponesi però, assieme ai kit di potenziamento e/o agli alberi a camme speciali, in genere raccomandano di non scendere mai al di sotto di circa 1,0 mm alla aspirazione e di 1,5 mm allo scarico.

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MISURAZIONE Per rilevare la possibilità di movimento della valvola (ovvero la sua distanza dal pistone) si usa una leva di dimensioni adatte.

Il controllo della distanza minima di sicurezza può essere effettuato in due modi. Il primo prevede l’impiego di un pezzo di plastilina (ma qualcuno utilizza del filo di stagno) piazzato provvisoriamente sul cielo del pistone. Si monta la guarnizione (se è integra, per effettuare questo controllo, come pure quello relativo all’altezza di squish, è meglio impiegare quella vecchia, già “schiacciata”) e quindi si installa la testa e si serrano le viti di fissaggio. Si montano gli alberi a camme, mettendoli in fase con cura, si impartisce alla catena di distribuzione la corretta tensione e si regola il gioco delle valvole al valore di funzionamento. A questo punto, si ruota lentamente l’albero a gomiti, avendo cura di fargli compiere almeno due giri completi. Fatto ciò, si rimuove la testa. La plastilina avrà subito un certo schiacciamento, a causa del movimento delle valvole. Basta quindi misurare il suo spessore nelle zone in corrispondenza dei funghi delle valvole stesse per conoscere la distanza minima (dal pistone) alla quale questi ultimi vengono portati durante la fase di incrocio. L’altro sistema prevede semplicemente di piazzare un comparatore contro lo scodellino della molla della valvola (o contro la punteria a bicchiere). Logicamente, questo va fatto con la testa montata, gli alberi a camme perfettamente in fase, la catena alla corretta tensione e il gioco delle valvole accuratamente regolato. Si ruota lentamente l’albero a gomiti portandolo a 20° dal PMS di fine corsa di scarico. In tale posizione si legge di quanto la valvola può essere ulteriormente sollevata, dalla posizione alla quale è stata portata dall’albero a camme, prima di andare a urtare contro il pistone. Per sollevare la valvola si impiega una leva adatta. Questo controllo si ripete ogni circa, da 20° prima a 20° dopo il PMS.

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CONSEGUENZE Se la distanza minima tra le valvole e il pistone è insufficiente, le conseguenze possono essere assolutamente tragiche.

A questo punto, se la distanza è insufficiente, occorre riportarla al valore corretto (ossia, al minimo raccomandato). Per fare questo, in genere si approfondiscono, mediante fresatura, gli incavi per le valvole presenti sul cielo del pistone. Se il materiale da togliere è poco, usualmente non ci sono problemi: lo spessore del cielo non viene diminuito che di poco e quindi non viene indebolito in misura significativa. È comunque sempre importante misurare lo spessore in questione onde non correre rischi. Nel caso in cui gli incavi fossero già piuttosto profondi e lo spessore del cielo fosse relativamente modesto in tali zone, conviene senz’altro cambiare pistone. Non è però detto che si riesca sempre a trovarne uno davvero adatto. Per quanto riguarda gli incavi, devono avere un diametro leggermente superiore a quello del fungo della valvola (in genere sono OK un paio di millimetri in più). È anche bene che i loro margini non siano a spigolo vivo, ma risultino leggermente arrotondati. In seguito all’approfondimento degli incavi la capacità della camera di combustione aumenta, e quindi il rapporto di compressione diminuisce. Di questo ovviamente è indispensabile tenere debito conto.

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SMUSSARE I margini degli incavi sul pistone vanno leggermente smussati impiegando un raschietto o della tela abrasiva.

Fine prima parte

La seconda parte di questo articolo la puoi trovare QUI

About TDM Staff

Sono un motociclista a tempo pieno. Adoro condividere le mie esperienze scrivendo articoli sul web grazie anche alla collaborazioni di realtà importanti nel settore. Fin da bambino ho sempre sognato di fare qualcosa a contatto con le moto, e ora eccomi qua a condividere la mia passione più grande. Con Voi.

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