Le punterie idrauliche sono oggi presenti nella stragrande maggioranza dei motori moderni, mentre in passato erano una prerogativa dei motori sportivi. Lo scopo principale di una punteria idraulica è mantenere costante il gioco tra la punteria e la camma, sostituendo le classiche punterie a pasticca.
Funzionamento delle Punterie Idrauliche
La punteria idraulica è costituita da due corpi cilindrici che scorrono l'uno dentro l'altro. Tra questi corpi è interposto l'olio motore, che entra dai canali presenti nella testata tramite un apposito forellino. Con l'aumentare del regime di rotazione, l'olio entra in pressione, distanziando i corpi cilindrici e annullando il gioco indesiderato. Questo sistema assicura che la fasatura del motore non subisca variazioni con il tempo e l'usura, evitando funzionamenti irregolari.
Il ritorno delle valvole è garantito da due molle per ogni valvola nelle normali distribuzioni. Si ricorre, a livello stradale, a molle più rigide che garantiscono maggiore precisione agli alti regimi ma al tempo stesso perdite meccaniche per il maggiore sforzo necessario a comprimerle.
Punterie Pneumatiche
Nelle corse ai livelli "top" si ricorre alle punterie pneumatiche. Le molle sono sostituite da un cilindretto a tenuta stagna contenente gas (aria o azoto). Questo cilindretto è dotato di speciali guarnizioni polimeriche che permettono l'alloggiamento della valvola senza la fuoriuscita del gas durante il funzionamento del motore. La differenza sostanziale tra la configurazione a molla elicoidale e la configurazione a molla pneumatica, risiede nel fatto che il disco "spingi-molla" viene trasformato in uno stantuffo a tenuta che comprime un gas.
Il cilindretto (ovvero il corpo della punteria pneumatica) è collegato a due regolatori di pressione. Il primo si occupa di regolare la pressione dell'aria in entrata, mentre l'altro regola la pressione dell'aria in uscita dal cilindretto stesso. L'intero sistema è collegato ad un serbatoio contenente il gas ad alta pressione. Al contrario di quanto molti pensano non è assolutamente presente, a bordo di vetture munite di distribuzione pneumatica, un compressore per la ricarica del serbatoio dell'aria compressa. Nel momento in cui la camma abbassa la punteria pneumatica, il gas (che comunque fuoriesce a pressioni elevate) viene recuperato dal serbatoio.
I due regolatori di pressione servono per tenere sotto controllo la pressione all'interno della punteria pneumatica e quindi correggere carenze o eccessi di pressione; ma non solo...Variando la pressione del gas di richiamo si può variare la rigidezza in funzione del regime di rotazione del motore.
Componenti del Sistema di Distribuzione
I bilancieri e le punterie idrauliche sono componenti fondamentali del sistema di distribuzione del motore. La loro funzione è di garantire il trasferimento dell’energia meccanica dall’albero a camme alle valvole, permettendo l’apertura e la chiusura delle valvole stesse in modo preciso e sincronizzato.
Cos’è un bilanciere?
Il bilanciere è una leva meccanica che trasferisce il movimento rotatorio dell’albero a camme alle valvole, trasformandolo in un movimento lineare. Questo meccanismo consente l’apertura e la chiusura delle valvole nei tempi richiesti dal ciclo del motore. Esistono fondamentalmente due tipologie di balancieri: i Bilancieri a dito che sono compatti e utilizzati in molti motori moderni.
Quando una camma dell’albero a camme preme sul bilanciere, questo trasferisce il movimento alla valvola, spingendola verso il basso per aprirla. Una volta che la camma si allontana, il bilanciere permette alla valvola di richiudersi grazie alla spinta della molla di richiamo.
Cosa sono le punterie idrauliche?
Le punterie idrauliche sono dispositivi che si inseriscono tra l’albero a camme e il bilanciere o direttamente sulla valvola. Il loro scopo principale è di mantenere automaticamente il gioco zero tra le parti in movimento del sistema di distribuzione.
Il “gioco zero” delle punterie idrauliche è una caratteristica che elimina il gioco meccanico tra le parti in movimento nel sistema di distribuzione delle valvole. In un motore con punterie meccaniche, il gioco deve essere regolato manualmente per compensare la dilatazione termica e garantire che ci sia sempre un contatto efficace tra i componenti. Le punterie idrauliche, invece, utilizzano la pressione dell’olio per regolare automaticamente questo gioco, mantenendolo a zero.
Il funzionamento delle punterie idrauliche si basa sulla pressione dell’olio motore: nella fase di carico l’olio motore entra nella punteria attraverso un piccolo foro, riempiendo una camera interna.
Problemi Comuni
I principali problemi legati ai bilancieri sono l’Usura dovuta al contatto continuo con le camme, la Rottura per cause da ricercarsi in materiali di scarsa qualità o sollecitazioni eccessive ed il Rumore dovuto ad un gioco eccessivo. Per quanto riguarda invece le punterie idrauliche, i problemi che si riscontrano solitamente possono essere l’Intasamento dovuto all’olio sporco che può ostruire i passaggi dell’olio, e una pressione insufficiente dell’olio può impedire il corretto funzionamento del pistoncino e portare al mancato assorbimento del gioco.
Le punterie idrauliche risolvono in maniera automatica sia la rumorosità a freddo sia la necessità di regolare periodicamente il gioco delle valvole. Grandi vantaggi e una lunga storia alle spalle non rendono però le punterie idrauliche perfette (nessuna cosa umana lo è) e quindi le espone a guasti e all’usura del tempo.
Un’altra loro funzione è quella di regolare lo spazio che rimane libero quando la valvola è chiusa, per evitare il rischio che il motore possa ingolfarsi. Anche se apparentemente sembrano simili a quelle tradizionali, le punterie idrauliche sono dotate di un serbatoio autonomo (“bicchierino”) dentro al quale si trova un piccolo pistone che scorre su un cilindretto.
Nei moderni motori forniti di punterie idrauliche, il loro malfunzionamento si evidenzia con l’emissione di rumori dapprima quasi impercettibili e poi sempre più evidenti. I due difetti più comuni di una punteria idraulica malfunzionante si traducono in un aumento di temperatura del motore e nella persistenza di rumori anomali durante la marcia.
Additivi per Punterie Idrauliche
Esistono diversi additivi specifici per la cura delle punterie idrauliche. Tra i più efficaci troviamo:
- Liqui Moly 2770: Garantisce risultati a lunga durata ed è compatibile con motori benzina e diesel.
- Wynns Additivo per Punterie Idrauliche: Permette di ripristinare la salute delle valvole e riduce il rumore prodotto.
- TUNAP 957: A base di olio a viscosità zero con principi detergenti di alta qualità, riduce il rumore delle punterie.
- Bardahl Pulitore per Punterie Idrauliche: Efficace azione pulitrice.
Riduzione della Rumorosità Meccanica
La riduzione delle emissioni acustiche degli autoveicoli è un obiettivo importante. Le principali cause delle rumorosità meccaniche sono i veri e propri urti che possono aver luogo tra i vari organi accoppiati con gioco, o comunque i carichi impulsivi, esercitati dalle parti mobili su quelle fisse, con conseguente trasmissione del “disturbo” attraverso le strutture e quindi all’aria. Analogamente a ciò che accade all’interno degli altoparlanti, le pareti del basamento, la coppa dell’olio, il carter della distribuzione e il coperchio della testa possono fungere da pannelli vibranti, che trasmettono il suono all’ambiente esterno. Le fonti principali di queste emissioni acustiche sono state per lungo tempo le valvole con il relativo sistema di comando e i pistoni che “scampanavano” all’interno delle canne dei cilindri.
Alle punterie idrauliche, che consentono di eliminare l’esigenza di controlli e regolazioni periodiche e al tempo stesso assicurano una ripresa automatica del gioco delle valvole, e quindi la massima silenziosità di funzionamento, si era già pensato nei primi anni del XX secolo (il brevetto di Amédée Bollée è del 1907). Per vederle utilizzate in pratica si sono dovuti attendere però gli anni Trenta, quando negli USA questi dispositivi hanno iniziato ad essere impiegati, imponendosi rapidamente.
Una punteria idraulica è nettamente più pesante di una normale punteria “meccanica”, e questo nel caso di realizzazioni di notevole potenza specifica è uno svantaggio. Nei motori destinati a raggiungere regimi di rotazione molto elevati le masse in moto alterno devono infatti essere ridotte al minimo. Ciò ha portato i costruttori a sviluppare distribuzioni nelle quali al posto delle punterie vengono impiegati bilancieri a dito montati su supporti idraulici con fulcro sferico.
Una punteria idraulica è costituita da un corpo principale dentro il quale è ricavato un vano cilindrico in cui è alloggiato, con ridottissimo gioco diametrale, un pistoncino che va ad agire sullo stelo della valvola (o sull’asta, se la distribuzione è ad aste e bilancieri). A tale vano arriva olio dal circuito di lubrificazione del motore (tramite una piccola canalizzazione ricavata nel corpo della punteria), passando attraverso una valvolina unidirezionale a sfera. Quando la camma inizia a muovere la punteria per far sollevare la valvola a fungo dalla sede, l’olio resta intrappolato nel vano interno perché la valvolina a sfera si chiude, impedendo il flusso in uscita. Una volta che il sollevamento è terminato e la valvola a fungo è tornata in posizione di riposo, l’olio può entrare nuovamente nel vano cilindrico attraverso la valvolina a sfera e il pistoncino può spostarsi verso l’esterno, facendo aumentare la lunghezza “utile” della punteria e determinando la ripresa del gioco.
Diagnosi dei Malfunzionamenti
Il modo più semplice per individuare uno spintore rumoroso è utilizzare un tubo di 120 cm di lunghezza (circa 15 mm di diametro) o uno stetoscopio da meccanico, posizionando un’estremità del tubo all’estremità di ciascuna valvola di ingresso e uscita e l’altra estremità del tubo all’orecchio è. Un altro metodo consiste nel posizionare un dito sulla piastra della molla della valvola con il motore acceso e il coperchio della testata rimosso. Se la punteria funziona in modo errato, si può avvertire uno shock pronunciato quando la valvola si chiude.
Tabella dei Rumori delle Punterie
| Rumore | Causa | Effetti |
|---|---|---|
| "ticchettìo" duro | Pistone bloccato, gommatura o carbonizzazione eccessiva, segni di grippaggio | Gommatura o carbonizzazione eccessiva che causano un'eccezionale rigidità del pistone. Segni di grippaggio tra pistone e alloggiamento, solitamente causati da sporco o particelle di metallo incastrati tra pistone e alloggiamento. |
| "ticchettìo" moderato | Perdita eccessiva, sede della sfera della valvola di ritegno che perde, pressione olio motore troppo bassa, condotto dell'olio otturato | Pressione olio motore troppo bassa a causa della bassa viscosità dell'olio. Condotto dell'olio o fori dell'olio nella testata otturati da morchie d'olio. |
| "ticchettìo" intermittente | Particella di sporco tra la sede e la sfera della valvola di ritegno, palla fuori tonda, regolazione errata | Una minuscola particella di sporco si deposita brevemente tra la sede e la sfera della valvola di ritegno. La palla stessa può essere fuori tonda o avere un punto piatto. Regolazione errata del regolatore delle ciglia. |
| Perdita di potenza | Perdita eccessiva, fenomeni di pressatura, valvola di ritegno che perde, contaminazione | Perdita eccessiva. Fenomeni di pressatura tra pistone e carcassa. Regolazione errata del regolatore delle ciglia. Valvola di ritegno che perde. Malfunzionamenti dovuti a contaminazione |
Smontaggio e Montaggio
Per smontare le punterie idrauliche, sollevare il cappuccio di sicurezza con un cacciavite. Rimuovere la tazza della punteria, il pistone e la molla dal corpo della punteria. Pulire tutte le parti e controllare l’usura. Se le parti sono danneggiate, è necessario sostituire l’intera punteria. Montare le punterie premendo il pistone fino a quando i fori dell’olio non si aprono e riempire con olio motore. Spostare il pistone su e giù e rabboccare l’olio. Premere sul cappuccio di sicurezza impostando predefinita.
Regolazione delle Punterie Idrauliche (Motore CIH)
La regolazione di base delle punterie idrauliche è necessaria solo se il bilanciere oi bilancieri sono stati rimossi. Per fare ciò, il pistone della punteria idraulica da regolare deve essere impostato sul PMS di accensione (innestare la 4a marcia e spingere il veicolo di conseguenza). Allentare il dado di regolazione del bilanciere finché non c’è gioco. Quindi serrare il dado di regolazione fino a quando non c’è più gioco tra la valvola, l’alzavalvola idraulica e il bilanciere. Quindi stringere di nuovo di un giro completo.
Se sono state rimosse più punterie idrauliche, è opportuno procedere con l’impostazione di base nella sequenza di accensione:
- I = quattro cilindri: 1-3-4-2
- II = sei cilindri: 1-5-3-6-2-4
Regolazione delle punterie idrauliche a motore acceso: Portare il motore alla temperatura di esercizio (temperatura olio > 80°C), rimuovere il coperchio della testata e fissare il paraspruzzi nella zona della catena di distribuzione. Regolare i sollevatori idraulici allentando il dado di regolazione finché il bilanciere non inizia a vibrare. Stringere il dado di regolazione fino a quando il bilanciere smette appena di vibrare. Da questa base, serrare il dado di regolazione di 1/4 di giro e attendere circa 10 secondi affinché il motore funzioni di nuovo senza intoppi. Serrare il dado di regolazione altre tre volte, 1/4 di giro ciascuna, nello stesso modo.
TAG: #Idrauliche