Gli organi di distribuzione o più semplicemente distribuzione, è l'insieme degli organi meccanici predisposti al controllo dei gas che entrano e/o escono nei cilindri, questo sistema è usato sui motori a quattro tempi, sui motori a sei tempi e parte dei motori a due tempi unidirezionali.
Componenti della distribuzione
La distribuzione comprende:
valvole di aspirazione,utilizzate per la regolazione del flusso di benzina miscelata all'aria.
valvole di scarico,utilizzate per la regolazione del flusso dei gas di scarico.
albero a camme o albero degli eccentrici che regola la fasatura di distribuzione.
aste di distribuzione, utilizzate in quei motori dove le camme si trovano sull'estremità dell'albero motore (non è presente l'albero a camme)
bilancieri quando presenti permettono il funzionamento di un cilindro a quattro valvole con un solo albero di distribuzione.
Posizionamento della distribuzione
La distribuzione a seconda di come è concentrata, si può definire:
In testa si definiscono così tutti quei sistemi, dove l'albero a camme si trova sulla testata
Laterale quando si ha l'organo di distribuzione del moto dall'albero a gomiti e albero a camme spostato a un lato di questi o dove l'intera distribuzione si sviluppa tutta a un lato del cilindro
Centrale quando si ha l'organo di distribuzione del moto dall'albero a gomiti e albero a camme spostato al centro di questi
In blocco si definiscono così tutti quei sistemi, dove l'albero a camme si trova dentro il blocco motore
Tipologie di trasmissioni per la distribuzione
Per trasmettere il moto dall'albero a gomiti alla distribuzione esistono vari metodi:
Catena di distribuzione. È la soluzione più antiquata che causa elevata rumorosità, ma offre grande resistenza al tempo ed all'usura.
Cinghia dentata. Costruita in gomma, è molto silenziosa, ma non garantisce la durata, in quanto invecchiando, la gomma s'indurisce, rischiando di causare rotture improvvise della cinghia stessa con gravi conseguenze per il motore.
Cascata d'ingranaggi è la soluzione più costosa che è generalmente relegata alle competizioni, ma che facilita le operazioni di revisione non avendo bisogno del tendi catena/cinghia, ha pochissimo gioco d'accoppiamento e per questo è molto precisa nel trasmettere la rotazione. Un tempo utilizzata anche su alcune sofisticate moto di serie, è stata poi abbandonata in quanto la precisione dei meccanismi tende a diminuire per usura e le periodiche operazioni di regolazione, con questo sistema, risultano particolarmente complicate e difficoltose.
Mista ingranaggi-catena, è una soluzione recente, utilizzata dalla Aprilia a partire dal 1998 su propulsori bialbero, dove si ha il collegamento diretto con l'albero motore tramite cinghia (o catena) per uno degli alberi a camme, mentre il secondo albero viene mosso dal primo tramite un sistema a ingranaggi. In questo modo vengono evitati i problemi di tensionatura della catena.
Coppie coniche si utilizza un sistema ad asta e ingranaggi conici, dove l'albero motore trasmette il moto all'asta tramite una coppia di questi ingranaggi e quest'asta la trasferisce all'albero a camme tramite una seconda coppia conica.
Coppia di bielle il sistema di trasmissione viene affidato a un doppio sistema biella-manovella, dove l'albero motore e l'albero di distribuzione utilizzano le manovelle e le bielle venivano usate per collegarli.
Nessuna, si ha quando le camme sono ricavate direttamente sull'albero a gomiti e non si necessita alcuna distribuzione all'albero a camme, questo perché è appunto ricavato direttamente sull'albero a gomiti
Tipo d'azionamento delle valvole a fungo
Per azionare tali valvole si possono usare diversi sistemi:
Camme, si utilizzano dei lobi di un albero a camme il quale agisce direttamente sulla valvola. Il sistema è utilizzato in parte per la distribuzione IOE e sulle distribuzioni DOHC e SV.
Bilancieri, si tratta d'utilizzare un elemento interposto tra i lobi dell'albero a camme e la valvola stessa, in modo da utilizzare un solo albero e d'ampliare l'effetto dell'eccentricità dei lobi, sistema utilizzato parzialmente per la distribuzione IOE e sulle distribuzioni SOHC e Desmo. In pratica si tratta di una leva, infulcrata tra l'albero a camme e la valvole.
Misto, si tratta d'utilizzare un albero a camme che aziona direttamente le valvole di un lato del cilindro, mentre per le valvole del lato opposto si utilizzano i bilancieri.
Aste e bilancieri, è una variazione del sistema a bilancieri, dove viene interposta un'asta tra il bilanciere e i lobi dell'albero a camme, questo perché tale albero è disposto lontano dalla valvola, come nel sistema OHV.
In questo tipo di sistemi si possono azionare le valvole Singolarmente, ogni camma o bilanciere aziona una singola valvola, o In coppia dove ogni camma o bilanciere aziona una coppia di valvole del medesimo lato e funzione.
Parametri molto importanti in questo tipo di sistemi sono:
La Velocità d'alzata, il tempo impiegato (fasatura), per azionare completamente la valvola alla sua alzata massima, deve essere il più ridotto possibile, dato che l'alzata così come il diametro della valvola, implica la velocità di riempimento del cilindro.
L'Alzata massima, l'alzata massima è generalmente compresa tra 0,28 e i 0,32 volte il diametro del fungo. Per valori di diametro minori l'alzata sarebbe il fattore di maggiore peso per la determinazione del flusso, mentre a valori superiori diventerebbe il valore di minore importanza per la determinazione del flusso.
Tipo di richiamo delle valvole a fungo
er far ritornare le valvole a fungo alla loro sede e chiudere il passaggio dei gas si possono utilizzare varie tecniche:
Elastica, è la tecnica più antica e consiste nell'utilizzo di una o più molle elastiche per valvola, che possono essere costruite in vari materiali, generalmente acciaio armonico o titanio, per far chiudere la valvola.
Pneumatica, è una tecnica molto costosa, generalmente riservata alle competizioni, e consiste nell'utilizzo di una molla pneumatica che ha lo stesso funzionamento della molla elastica, ma migliorando la chiusura ad elevati regimi elimina il rimbalzo della valvola dalla sede.
Desmodromica, è una tecnica poco utilizzata, sia in ambito civile che competitivo, il quale consiste nel comandare tramite bilancieri la chiusura della valvola.
Tipo di fasatura
controllo delle valvole a fungo durante i vari regimi del motore può essere:
Fisso, le valvole hanno sempre gli stessi valori d'azionamento per tutto l'arco di funzionamento del motore
Variabile, le valvole hanno valori d'azionamento diversi a seconda del regime di funzionamento del motore
Posizionamento delle valvole
Le varie valvole possono essere poste in vario modo:
Laterale, disposizione classica, dove le valvole d'aspirazione o di scarico sono confinanti tra loro, utilizzata su tutti i motori aspirati e sulla quasi totalità dei motori sovralimentati.
A flussi incrociati, dove le valvole d'aspirazione non sono posizionate tutte dallo stesso lato sul cielo della camera di combustione e quindi affiancate, ma disposte in modo alternato, in modo da avere ogni valvola d'aspirazione posta a 180° rispetto al centro del cilindro e affiancata da valvole di scarico e viceversa.
Questo è il sistema utilizzato per i motori sovralimentati da competizione.
Tipi di distribuzione
Motori volumetrici endotermici:
Distribuzione desmodromica, è un tipo di distribuzione dove la posizione di valvola chiusa o aperta è determinato dal solo albero di distribuzione
Distribuzione DOHC (Bialbero), è un tipo di distribuzione munito di 2 alberi a camme in testa (Double Over Head Camshaft).
Distribuzione SOHC (Monoalbero), è un tipo di distribuzione munito di 1 albero a camme in testa (Single Over Head Camshaft).
Distribuzione OHV (Valvole in testa), è un tipo di distribuzione dove gli alberi a camme non sono sopra la testa ma sono vicini all'albero motore (Over Head Valves). Nei motori prodotti prima degli anni '50 era lo stesso albero motore a fungere da albero a camme.
Distribuzione SV (Valvole laterali), questo tipo di distribuzione è andato in disuso prima del 1950, perché prevedeva che le valvole, invece che essere posizionate sopra la testa fossero posizionate ai lati della testa e del cilindro.
Distribuzione IOE (Intake Over Exhaust), questo tipo di distribuzione è andato in disuso prima del 1970, perché prevedeva che le valvole, invece che essere posizionate sopra la testa fossero posizionate ai lati della testa e del cilindro.
Distribuzione RCV (Cilindro ruotante), è un tipo di distribuzione munita di 1 sola valvola a fodero che chiude le luci d'aspirazione e scarico, rappresentando un sistema alternativo rispetto alle solite valvole.
Inoltre, esistono anche tecnologie relative alla distribuzione che permettono di variare la fasatura delle camme in funzione del carico del motore. I dispositivi che sfruttano tali tecnologie sono noti come variatori di fase e sono stati introdotti per la prima su un'auto di serie dall'italiana Alfa Romeo nei primissimi anni ottanta. In seguito, tale tecnologia si è progressivamente diffusa. I tardi anni '80 hanno visto anche la giapponese Honda sviluppare un suo sistema di fasatura variabile, mentre gli anni novanta hanno visto la tedesca BMW proporre il suo sistema VANOS. Anche diverse altre Case automobilistiche hanno nel frattempo sviluppato altri sistemi di fasatura variabile.
Fasatura di distribuzione.
La fasatura (o fase) viene intesa come punto di ottimale apertura delle varie valvole di un motore a quattro tempi e si ottiene con la sincronia dell'albero a camme all'albero motore, questa sincronia si ottiene con una catena, cinghia o con ingranaggi.
Ciclo termico di un motore 4T
1=PMS
2=PMI
A: Aspirazione
B: Compressione
C: Espansione
D: Scarico
Tipo di fasatura
La fasatura di distribuzione, può essere di due tipi
Fasatura fissa
Questo tipo di fasatura è caratterizzato da un albero a camme di tipo semplice che ha un'altezza fissa, quindi non diminuisce le varie fasi del ciclo, da una fasatura costante, non posticipa o anticipa né l'apertura né la chiusura delle valvole a seconda del regime, quindi con questo tipo di fasatura si ha un motore con una distribuzione classica, questo tipo di fasatura viene utilizzata nelle competizioni data la sua compattezza e semplicità.
Fasatura variabile
Un motore a fasatura variabile ha uno schema di distribuzione che varia al variare dei regimi, generalmente si utilizzano degli ausili o speciali alberi a camme che in determinate condizioni o modificano la fasatura o il numero di valvole che lavorano, consentendo di ottimizzare le prestazioni e i consumi (riducendo quindi anche l'inquinamento), un altro motivo per cui si può utilizzare questo schema è perché permette un comportamento differenziato del motore, in modo che fino a un determinato numero di giri o impostazione elettronica ad esempio si abbia un comportamento "dolce" del motore.
Tipo di controllo
La modifica della fasatura può avvenire per:
Rotazione dell'albero a camme, con questo tipo di controllo si riesce a spostare la fasatura senza però ridurne l'ampiezza.
Ingranaggio a doppia dentatura, in questo caso si utilizza un ingranaggio interposto dentro l'ingranaggio che viene mosso dalla distribuzione e ha la possibilità di scorrere sull'albero di distribuzione. Tale ingranaggio per far sì che trasmetta il moto è dotato di una doppia dentatura, la quale può essere del tipo elicoidale esterna e dritta interna (o invertita), oppure può avere entrambe le dentature del tipo elicoidale, ma con un verso di elica opposto tra esterno ed interno.
Variazione dell'effetto delle camme, si attuano delle soluzioni in modo tale che la camma agisca di più o di meno sulla valvola a fungo e quindi di poter variare l'ampiezza della fasatura e sull'apertura delle valvole.
Camme doppie, si utilizzano più camme per l'azionamento delle valvole dello stesso lato, queste camme hanno profili diversi, a seconda della situazione grazie a un sistema interposto tra i lobi e le valvole, si avrà un azionamento da parte della camma meno pronunciata o più pronunciata.
Bilancere, si utilizza una sola camma, ma si utilizza un bilanciere per l'azionamento delle valvole, il quale viene regolato da un secondo sistema a lobi, il che permette l'aumento o la diminuzione dell'effetto dei lobi del sistema di distribuzione.
Sistemi di fasatura variabile [modifica]
Esistono vari sistemi di fasatura, con azioni diverse l'un dall'altra, bisogna comunque ricordare che fu Alfa Romeo a inventare tale sistema e a mettere sul mercato la prima auto a fasatura variabile:
VVT-i e VVT-iE, sono dei sistemi progettati da Toyota
VTEC, è un tipo di sistema progettato da Honda e prodotto in molte varianti, tra cui il 3-stage VTEC
MIVEC, è un tipo di sistema progettato da Mitsubishi
VarioCam e VarioCam Plus, sono dei sistemi progettati da Porsche
VVL, N-VCT, CVTC e VVEL, sono dei sistemi progettati da Nissan
VANOS e Valvetronic, sono dei sistemi progettati da BMW
AVCS e AVLS, sono dei sistemi progettati da Subaru
S-VT, è un tipo di sistema progettato da Mazda
VCT, è un tipo di sistema progettato da Ford
VVC, è un tipo di sistema progettato da Rover
VFD è un sistema di variazione fasatura valvole progettato da FIAT, come il Multiair, che permette di variare qualsiasi parametro dell'apertura delle camme.
Variatore di fase Alfa Romeo è un sistema di variazione fasatura valvole progettato da Alfa Romeo, il primo adoperato in un'autovettura di produzione di serie.
Regolazione della fasatura.
La fasatura si può regolare in modo che l'apertura/chiusura avvenga in momenti diversi, adoperando in vari modi:
Modificando il collegamento
Questo tipo d'intervento, fa si che venga sfalsata l'intera fasatura, in modo che questa risulti maggiormente anticipata o posticipata in egual modo a ogni regime rispetto a quella standard.
Per far ciò è sufficiente spostare in anticipo o posticipo l'albero a camme rispetto all'organo di giunzione con l'albero motore, questa modifica è più o meno facile da effettuare a seconda del sistema che si ha per la sincronizzazione dell'albero a camme con l'ingranaggio che la pilota che può essere:
Fori asolati: i fori presenti sull'ingranaggio d'accoppiare sull'albero sono asolati, in modo da poter variare facilmente e velocemente la fasatura
Chiavetta di Woodruff sfalsata, l'ingranaggio viene accoppiato tramite questa chiavetta, oppure ogni lobo è provvisto di una chiavetta propria
Nonio o Verniero, prevede l'unione dell'albero all'ingranaggio tramite dei fori presenti su entrambi, ma che hanno numero diversi tra loro (20 a 19, ecc...)
Sostituendo l'albero a camme
Questo tipo d'intervento è il più costoso, ma si ottiene una migliore regolazione della fasatura, infatti permette:
Regolare l'ampiezza della fasatura, il lobo può essere più esteso, mantenendo aperta più a lungo la valvola
Spostare la fasatura, il lobo può essere spostato rispetto all'originale, quindi avere il centro della fase centrale d'apertura della valvola più anticipato o posticipato
Regolare l'apertura massima della valvola, si possono utilizzare dei lobi più pronunciati, che aumentano l'apertura della valvola
Misurazione della fasatura.
La misurazione della fasatura può essere necessaria per controllare il corretto sincronismo della distribuzione, questa misurazione viene fatta tramite un disco goniometrico applicato all'albero motore e con la rotazione del motore controllare a quale angolatura avviene la chiusura e apertura delle relative valvole.
Questo tipo di controllo generalmente non è necessario nel caso d'utilizzo di componentistica di serie, per via delle punzonature o segni presenti sui vari organi della distribuzione, che permettono la messa in fase in pochi attimi.
Le fasature d'aspirazione e di scarico non sono simmetriche e quindi per ogni apertura e chiusura della valvola, va specificato oltre che al punto morto, anche se questo fenomeno avviene prima o dopo (Valvole d'aspirazione scarico: apertura 36° PPMS, chiusura 70° DPMI; Valvole di scarico: apertura 64° PPMI, chiusura 28° DPMS).
Tipi di sitribuzione.
Distribuzione desmodromica:
In meccanica. la distribuzione desmodromica è un tipo di distribuzione che può essere SOHC o DOHC, ma che ha come caratteristica il controllo della corsa d'apertura e chiusura delle valvole d'immissione della miscela aria/carburante ed espulsione dei gas combusti dai cilindri; i motori a combustione interna a 4 tempi che utilizzano questo sistema vengono comunemente definiti "desmo.
Etimologia.
Il nome "desmodromico" deriva dalle parole greche "desmos"=controllata e "dromos"=corsa. Già dal nome, quindi, si intuisce che si tratta di un sistema di distribuzione dove la corsa della valvola è controllata sia durante la fase di apertura che in quella di chiusura.
Funzionamento.
Nella distribuzione desmodromica la molla che fa rientrare la valvola chiudendo l'apertura del cilindro viene tolta e viene usato un complesso meccanismo con due braccetti (bilancieri), collegati all'albero a camme, che presenta oltre alla solita camma a forma di ovulo la camma complementare, comandando la valvola sia in apertura che in chiusura.
Il sistema attuale utilizza anche una molla che agisce sul bilanciere che chiude la valvola, in modo da garantire la perfetta chiusura della valvola a fungo.
Vantaggi:
Il vantaggi che questo sistema offre sono molti:
Regimi di rotazione più elevati, rispetto ai motori con molle o con il più complesso e molto costoso sistema a "valvole pneumatiche", (tecnologia di derivazione Formula 1, portata in MotoGP, anche se con scarsi risultati, da Aprilia con la RSCube prima e Ilmor Engineering con la 4 cilindri 800 del motorista svizzero Mario Illien, con passato in F1, poi).
Questo perché il richiamo della valvola è preciso ed evita che ci sia un urto tra il pistone e la valvola, mentre con gli altri sistemi, si è limitati a rispettare la velocità di richiamo della valvola, dato che ad elevati regimi di rotazione si manifestano fenomeni di sfarfallamento (irregolare chiusura delle valvole, fuorigiri).
Consumi più ridotti: questo vantaggio è molto lieve, ed è dato dal fatto che per azionare tale sistema si impiega molta meno energia, che andrebbe altrimenti assorbita dal motore.
Prestazioni superiori minori attriti: rispetto ad un equivalente motore con richiamo tradizionale delle valvole, si può far funzionare un motore ad un regime superiore, il che se sfruttato a dovere permette d'avere una potenza superiore, data anche dal fatto che tale distribuzione assorbe meno energia dal motore. L'assorbimento dato dagli attriti tra gli elementi risulta inoltre essere proporzionale al numero di giri del motore, cosa che permette, a differenza di azionamenti tradizionali, minori perdite ai bassi e medi regimi.
Alzata valvole piu rapida: rispetto ai sistemi tradizionali, si può imprimere un'accelerazione superiore alla valvola, permettendone un'apertura e chiusura piu rapida.
Quindi non è casuale l'utilizzo del sistema "desmo" in motori motociclistici, che raggiungono tipicamente regimi superiori rispetto ai motori automobilistici.
Svantaggi:
Alti costi di progettazione e realizzazione: rispetto al normale sistema di richiamo mediante molle, si ha un costo maggiore nella progettazione e realizzazione di alberi a camme e valvole.
Chiusura imperfetta: rispetto al normale sistema di richiamo mediante molle, si ha un'imperfetta chiusura della valvola, dato sia dalle dilatazioni termiche che dai giochi di produzione, per risolvere/limitare il problema si utilizza una molla, che solleva il bilanciere inferiore e migliora la chiusura della valvola, ma questa molla va a ridurre i vantaggi del sistema desmodromico.
Uso attuale
È molto poco diffuso (produzioni di serie vengono fatte solo dall'italiana Ducati) in quanto si preferisce l'utilizzo del meccanismo con ritorno a molla per maggiori facilità di progettazione.
Attualmente Ducati usa la distribuzione desmodromica in tutta la sua produzione motoristica, oltre che nei motori da competizione (Superbike, MotoGp), finalmente con eccellenti risultati anche in MotoGp, dove la Desmosedici (4 cilindri a V di 90°, 16 valvole con comando desmodromico) ha dimostrato di essere la moto più potente del lotto dei concorrenti e soprattutto la meno assetata di combustibile, portando Casey Stoner alla vittoria nel campionato del mondo 2007
Doppio albero a camme in testa:
La distribuzione con doppio albero a camme in testa, spesso definita con l'abbreviazione bialbero o con l'acronimo inglese DOHC (Double Over Head Camshaft), è un sistema meccanico utilizzato nei motori a quattro tempi di elevata potenza.
Tecnica dei motori bialbero
La distribuzione bialbero consta di due alberi a camme posizionati sopra la camera di combustione, ovvero sulla cosiddetta "testa". I due alberi a camme possono essere comandati da una catena che trasmette il moto dell'albero motore, da una cinghia dentata in gomma, oppure da una cascata d'ingranaggi, tecnica generalmente riservata alle competizioni. La prima soluzione, più antiquata, causa maggiore rumorosità ma è più resistente al tempo ed all'usura; la cinghia dentata in gomma è maggiormente silenziosa ma non garantisce la durata, in quanto, invecchiando, la gomma si indurisce, rischiando di causare rotture improvvise della cinghia stessa con gravi conseguenze per il motore.
Tale tipologia di distribuzione migliora la potenza e la durata del motore, in quanto ci sono meno dispersioni d'energia per regolare il moto delle valvole, avendo una punteria con meno parti in movimento, contrariamente ai motori con distribuzione ad aste e bilancieri, e la distribuzione stessa è meno bisognosa di manutenzione, in quanto le camme sono a diretto contatto con le valvole. Con alcuni "distinguo" che si possono leggere sotto, specie per i motori in grado di raggiungere elevati o elevatissimi regimi di rotazione (e quindi sottoposti a maggior "usura").
Non mancano però esempi che potremmo definire "atipici", con distribuzioni bialbero che però comandano le valvole tramite bilancieri. Un esempio abbastanza noto è il potente (e quasi indistruttibile) motore SACS della Suzuki, il celeberrimo ed apprezzato "aria-olio" che per oltre 20 anni ha equipaggiato svariati modelli e tipologie di motociclette, dalle race replica GSX-R alle turistiche Bandit. Sul quattro cilindri SACS la distribuzione era appunto bialbero, con le camme che comandano sedici bilancieri (addirittura nell'ultima e più raffinata versione i bilancieri sono del tipo "a rullo" per diminuire gli attriti). Con questa configurazione la casa di Hamamatsu ha creato un motore ben lungi dall'essere povero di cavalli (ad esempio la potenza specifica degli ultimi "1100 SACS" era prossima ai 135 cavalli litro in configurazione originale) e in grado di raggiungere, sempre in configurazione di serie, regimi di rotazione prossimi ai 12.000 giri per le versioni 1100 cc ed anche superiori per le 750 cc più spinte. Tale soluzione, certamente più costosa e difficoltosa delle ormai classiche punterie "a bicchierino" ha però l'indubbio vantaggio di permettere una agevolissima regolazione del gioco valvole tramite comuni registri a vite, un particolare che potrebbe sfugire ai più ma che si rivela abbastanza determinante durante le manutenzioni programmate, poiché "fare la distribuzione" di un 16 valvole "a bicchierini" richiede tempo, capacità e pazienza nel saper "giocare" con le varie pastigliette calibrate. Tutte cose che aumentano notevolmente i costi di manutenzione e che a volte spingono a soprassedere o a rimandare questa operazione fondamentale per la resa ottimale di un motore quattro tempi
Utilizzi
Questa distribuzione è la più usata in campo motociclistico e automobilistico per motori ad alte prestazioni, infatti si presta molto bene con motori a quattro o cinque valvole per cilindro, come le moto ipersportive, e la maggior parte delle automobili.
I bialbero più famosi
Case automobilistiche come l'Alfa Romeo e la Fiat adottarono, nel secondo dopoguerra, per alcuni dei loro modelli, motori a benzina bialbero, che sarebbero poi diventati famosi nel corso degli anni per le loro peculiari caratteristiche di potenza, brillantezza, elasticità di marcia e tipica "sonorità". Per quanto riguarda i costruttori d'oltre manica ricordiamo le storiche case MG (Morris Garages), Triumph Motor Company e Lotus Cars che adottarono in molti dei loro modelli sportivi il doppio albero a camme in testa.
Il bialbero Alfa Romeo
La prima versione del bialbero Alfa Romeo venne presentata sulla 1900 nel 1950, con basamento in alluminio, comando della distribuzione tramite catena, testata di lega leggera e camere di combustione emisferiche. Rimase in produzione, opportunamente aggiornato, fino al 1994, in varie configurazioni: sedici valvole, doppia candela per cilindro (Twin Spark), accoppiato a turbina.
Fu montato su tutte le vetture Alfa Romeo dal 1950 al 1994 (escluse quelle che montavano il motore boxer):
1900
Matta
Giulietta Sprint
Giulietta e derivate
Giulia
Giulia GT
Giulia GTA
Gran Sport Quattroruote
Duetto
1750
2000
Alfetta
Nuova Giulietta
90
75
164
155
Il bialbero Fiat "Lampredi"
In Fiat il più famoso bialbero è stato quello progettato da Aurelio Lampredi, da cui il soprannome, prodotto dal 1966 al 2000. Il comando degli alberi avveniva con cinghia dentata in gomma, soluzione che all'epoca della sua uscita apparve all'avanguardia. Fu prodotto in varie tipologie di versioni: 16 valvole, accoppiato a turbina, con contralberi d'equilibratura. Esordì in produzione montato sulla Fiat 124 Sport Coupe e Sport Spider, equipaggiando poi negli anni moltissimi modelli di vetture Fiat e Lancia, vetture sportive estreme e fuoristrada. Di seguito vengono elencate le vetture che montavano quel tipo di motore.
Il bialbero Ford DOHC
La Ford, nel 1970, debuttò con il primo motore bialbero sulla Ford Escort RS 1600, con motore bialbero di 1601cc da 110cv. Nel '91, uscì il nuovo motore bialbero 16v di 1998cc da 147cv, che sarà successivamente applicato anche alla Ford Scorpio (ridotto a 136cv e prodotta fino al 1998). Nel '92 la gamma Escort fu ulteriormente arricchita: il 1600 8v benzina fu sostituito da un nuovo 4 cilindri (bialbero) 16 valvole di 1798cc da 105cv. La versione cabriolet, inoltre, fu dotata di un bialbero 1800 16v da 126cv. Fu lanciata inoltre la versione più sportiva, la Escort Cosworth, che dal punto di vista meccanico era identica alla Ford Sierra Cosworth. Era dotata di un 4 cilindri bialbero 16v sovralimentato (con turbocompressore e intercooler) di 1993cc da 220cv (con trazione integrale permanente). Nel '95 il motore 1800 16v era disponibile solo con testata bialbero e potenza di 115cv.
I principali modelli Ford a montare motori DOHC (esclusi quelli del mercato americano, come il V8 5.2L) furono:
Ford Escort RS 1600
Ford Escort RS 1800
Ford Escort RS 2000
Ford Escort RS 2000 16v
Ford Escort '92 4 cilindri 1800 105cv
Ford Escort Cosworth 16v sovralimentato
Ford Escort RS 2000 DOHC
Ford Sierra Cosworth
Ford Scorpio 2000 DOHC 8v / 16v
Ford Scorpio 2.3 DOHC 16v
Ford Scorpio 2.9 DOHC 12v V6
Ford Scorpio Cosworth 2.9 DOHC 24v V6
SOHC:
SOHC, acronimo dell'inglese Single Over head Camshaft, designa la distribuzione nei motori 4 tempi con 1 albero a camme sopra la camera di combustione, ovvero sulla cosiddetta "testa".
La traduzione in italiano, Monoalbero, viene spesso sottointesa, limitandosi a sottolineare la presenza di un sistema alternativo di distribuzione: il doppio albero a camme o DOHC.
Descrizione e tipologia
Questo sistema di distribuzione è caratterizzato da un solo albero a camme, che può essere:
ad azione diretta caratterizzato dall'uso di due camme e di due sole valvole per cilindro
Tramite bilancieri, caratterizzato dalla presenza di altri due alberi di supporto per la rotazione dei bilancieri, che vanno ad azionare le valvole
Misto o Unicam dove l'albero a camme è posto in modo decentrato, per poter azionare direttamente le valvole poste a un lato del cilindro (le valvole piu grandi e pesanti, generalmente quelle d'aspirazione), mentre per le valvole poste al lato opposto si usano dei bilancieri.
Il suo utilizzo
Questa distribuzione quasi sempre utilizza i bilancieri per aprire le valvole, raramente le camme agiscono direttamente sulle valvole, in passato era la soluzione più usata per motori motociclistici e automobilistici di modeste prestazioni, soprattutto a 2 valvole per cilindro, ma viene ancora utilizzato, come ad esempio nel sistema Desmo della Ducati, sia nella configurazione a 2, 3 e 4 valvole cilindro.
Vantaggi
Esistono varie motivazioni per cui viene utilizzato ancora questo sistema:
Rispetto al Bialbero, ha un minor peso e un minor volume della struttura
Ha una minor necessità del tendicatena o tendicinghia, nel primo caso (distribuzione a catena) si può additittura omettere.
Per il sistema desmo si può utilizzare solo questo tipo di distribuzione, dato che utilizza i bilancieri per spostare le valvole.
Svantaggi
Difficile da sviluppare, soprattutto per motori a 4 valvole per cilindro.
Punteria piu complessa rispetto al sistema DOHC.
Limitato accesso alla candela.
Valvole in testa
Valvole in testa, o in inglese Over Head Valves (OHV), è un particolare tipo di distribuzione utilizzata sui motori a quattro tempi.
Tecnica costruttiva
La distribuzione OHV consta di uno o due alberi a camme posizionati vicino all'albero a gomiti, ovvero nel carter motore o in alcuni casi le camme possono essere posizionate sull'albero motore, questo sistema permette d'avere 2 o 4 (solo con due alberi a camme) valvole per cilindro. Nel caso si utilizzi uno o più alberi a camme, questi sono comandati da una ingranaggio che trasmette il moto dell'albero motore, le quali comandano un sistema a punteria, costituito da aste che azionano i bilancieri, che comandano l'apertura delle valvole, che vengono tenute chiuse dalle molle.
Tale tipologia di distribuzione migliora la resa del motore e riduce i consumi d'olio, in quanto permette d'avere un rapporto di compressione più elevato, delle fasi d'aspirazione e di scarico ottimizzate, dato il minor ingombro e quindi miglior posizionamento dei condotti, inoltre la distribuzione stessa è meno bisognosa di manutenzione, in quanto le camme sono in un ambiente più fresco e quindi sono soggette ad uno stress minore.
Vantaggi
Dimensioni totali ridotte, questo sistema per come è fatto, permette un ingombro minore del motore, riducendo soprattutto le dimensioni della testata.
Sistema meno complesso, rispetto al sistema DOHC, risulta essere piu facile da progettare, dati i minori ingombri.
Tempi di manutenzione ridotti, questa velocità di manutenzione è data dal tipo di struttura e di comando di tale sistema, che permette di sostituire le guarniuzioni o altri componenti, senza dover per forza di cose smontare tutta la trasmissione.
Svantaggi
Limitazione del regime (rpm) massimo del motore, ciò è dato dalla maggiore inerzia di questa distribuzione, la quale viene aggravata dal tipo di punteria, che presenza delle aste che comandano il bilanciere delle valvole.
Utilizzi
Questa distribuzione è quasi in disuso, ma viene ancora utilizzata sia in campo motociclistico che automobilistico per motori lenti, infatti si presta molto bene con motori due valvole per cilindro, come le moto americane (chopper), e alcune automobili.
Infatti nelle auto con un'architettura a V del motore, l'albero a camme può essere collocato nel basamento all'interno della "V", questa soluzione è stata abbandonata in Europa e Giappone, ma ancora assai diffusa negli Stati Uniti (anche per modelli sofisticati), un esempio classico è il motore V8 dell'attuale Chevrolet Corvette.
Un esempio di motore in linea con questa architettura è il diffusissimo 4 cilindri Fiat che, in varie cilindrate, ha equipaggiato le utilitarie del passato (600, 850, 127, Uno e Cinquecento).
Valvole laterali.
Tecnica dei motori a valvole laterali.
La distribuzione SV può avvenire con 1 o 2 alberi a camme posizionati lateralmente all'albero motore e comandati dallo stesso tramite un ingranaggio o avere le camme posizionate direttamente sull'albero motore (esattamente come nel sistema OHV), le camme di tali alberi di distribuzione vanno o a governare direttamente la valvola a fungo.
Le valvole sono posizionate lateralmente al cilindro e aprono il passaggio dei gas, con un movimento diretto dal PMI al PMS (contrario rispetto al sistema DOHC), le molle che permettono la chiusura di tali valvole, sono poste esternamente e in alcuni motori è possibile regolare il precarico delle valvole, andando a svitare o avvitare dei dadi posti.
Varianti
Motore a valvole laterali del motore Lanchester del 1912Questo sistema come variante, invece che essere con le valvole parallele al cilidnro, possono essere perpendicolari a esso, in modo da ridurre la larghezza della camera di combustione, che così ha una forma piu "sferica".
Vantaggi
Maggiore libertà della dimensione delle valvole
Presenta meno componenti
Più semplice da fabbricare
Nessun rischio di collisione tra il pistone e le valvole durante il funzionamento
Svantaggi
Flusso dei gas di qualità minore
Minore rapporto di compressione
Fronte di fiamma (combustione) non ottimale
Piano di giunzione cilindro e testata facilmente deformabile (scarsa stabilità termica)
Utilizzo
Questo sistema è stato utilizzato tra il 1900 ed il 1940 circa, sia su moto che su auto; generalmente sulle moto si aveva parte del sistema a vista, sulle auto (come il Ford Modello T) era coperto
Distribuzione IOE.
IOE, acronimo dell'inglese Intake Over Exhaust, designa la distribuzione nei motori 4 tempi con una o piu valvole (a doppia funzione) al lato del motore.
Tecnica dei motori IOE
Questo tipo di distribuzione è un'evoluzione della distribuzione SV, la quale sfrutta un sistema a doppia valvola, costituito da 2 valvole a fungo, dove la valvola d'aspirazione posizionata lateralmente al cilindro, mentre la valvola di scarico è generalmente posizionata centralmente sulla testata, ma si può avere anche un'aspirazione e scarico invertiti di posizione, come nel motore in foto, questa disposizione, permette d'avere da un numero minimo di 2, fino a un numero massimo di 5 valvole cilindro, ma venne utilizzata quasi esclusivamente in configurazione due valvole.
La distribuzione IOE può avvenire con 1 o 2 alberi a camme posizionati lateralmente all'albero motore e comandati dallo stesso tramite un ingranaggio oppure avere le camme posizionate direttamente sull'albero motore (esattamente come nel sistema OHV o SV), da qui all'apertura della valvola ci sono due tipi di comandi differenti, a seconda della valvola da comandare.
Nel caso si debba comandare la valvola in basso, con movimento d'apertura dal PMI al PMS, le camme dell'alberi di distribuzione vanno o a governare direttamente la valvola a fungo (esattamente come nella distribuzione SV).
Nel caso si debba comandare la valvola in alto, con movimento d'apertura dal PMS al PMI, le camme dell'alberi di distribuzione vanno o a governare direttamente la valvola a fungo tramite un'asta ed un bilanciere (esattamente come nella distribuzione OHV).
Le molle che permettono la chiusura di tali valvole in alcuni motori ne è possibile regolare il precarico delle valvole, andando a svitare o avvitare dei dadi posti, le molle delle valvole inferiori potevano essere a vista, mentre le molle delle valvole superiori erano coperte dal condotto d'aspirazione.
Vantaggi
Maggiore libertà della dimensione delle valvole
Permette d'avere fino a 8 valvole per cilindro
Presenta meno componenti
Più semplice da fabbricare
Nessun rischio di collisione tra il pistone e le valvole durante il funzionamento
Peso contenuto
Ingombro contenuto
Svantaggi
Flusso dei gas di qualità minore
Minore rapporto di compressione
Fronte di fiamma (combustione) non ottimale
Piano di giunzione cilindro e testata facilmente deformabile (scarsa stabilità termica)
Utilizzo
Questo sistema è stato utilizzato tra il 1900 ed il 1960 circa, sia su moto che su auto; generalmente sulle moto si aveva parte del sistema a vista, come le molle delle valvole inferiori, l'asta e il bilanciere, sulle auto era coperto.
Cilindro ruotante.
Il cilindro ruotante, o in inglese Rotating Cylinder Valves (RCV) è un particolare tipo di distribuzione utilizzata sui motori a quattro tempi negli anni trenta e quaranta e che sta ritornando in voga
Tecnica costruttiva
Questo sistema non utilizza le solite valvole a fungo e gli alberi a camme, ma utilizza una valvola a fodero (cilindro ruotante), la quale ruota dentro ad un secondo cilindro, il quale è esterno ed ha il compito d'integrare la funzione della valvola e di raffreddamento del motore. La rotazione della valvola a fodero fa aprire a seconda della sua posizione le varie luci d'aspirazione o di scarico.
Questa valvola (cilindro), che costituisce il cuore di questo sistema, è governata nel suo ruotare da un ingranaggio, che fa presa su tale valvola tramite dei normali denti d'ingranaggio presenti su di essa. Quest'ingranaggio viene mosso direttamente dall'albero motore.
Le caratteristiche costruttive di tale motore lo rendono confrontabile con un motore classico a 2 valvole cilindro, questo perché la grandezza delle luci della valvola e del cilindro devono avere delle posizioni e dimensioni precise, del tutto paragonabili a quelle presenti sui normali motori a 2 valvole.
Variazioni
Motore RCV con manicotto a valvola ruotanteIn passato per rendere ancora più semplice e affidabile tale motore, anche se a discapito di alcuni suoi vantaggi, si sono visti:
Manicotto a valvola ruotante il manicotto è in realtà una valvola posta lateralmente al cilindro, che apre le diverse luci e canali, determinando le diverse fasi
Motori con il manicotto posizionato sulla testata, in modo che il pistone non vada a gravare su questa valvola ma solo sul cilindro;
Testa motore completamente ruotante, ma il sistema risultava meno efficace del precedente e quindi era scarsamente utilizzato.
Vantaggi
Esistono varie motivazioni per utilizzare questo sistema:
Minore peso rispetto a qualsiasi altro sistema
Minore volume d'ingombro rispetto a qualsiasi altro sistema
Minori componenti e parti in movimento
Minori vibrazioni
Libertà totale della forma della camera di combustione
Libertà totale della forma del cielo del pistone
Libertà totale della posizione della candela
Maggiore affidabilità
Ridotto assorbimento di potenza rispetto alle distribuzioni con valvole a fungo
Non necessita di punteria
Svantaggi
Elevato consumo d'olio
Valvola (cilindro) rotante difficile da progettare
Tenuta dei gas minore rispetto alle valvole a fungo
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Titolo: Re: Distribuzione. 
Sab Set 04, 2010 12:44 am
