Le punterie idrauliche dell'auto rappresentano l'insieme degli elementi meccanici situati tra l'albero e le valvole di un motore a combustione interna. La loro funzione principale è trasformare il movimento rotatorio in movimento lineare.
Questi strumenti sono dotati di un contenitore bifasico, capace di regolare il movimento attraverso la pressione idraulica esercitata sulla valvola. Quando la valvola si chiude, la parte esterna del contenitore riceve l'olio sotto pressione, aprendosi e permettendo il riempimento. Le punterie idrauliche consentono di eliminare la necessità di controlli e regolazioni periodiche, assicurando al contempo una ripresa automatica del gioco delle valvole e, di conseguenza, la massima silenziosità di funzionamento.
Rumorosità meccanica e soluzioni innovative
La riduzione delle emissioni acustiche degli autoveicoli porta subito alla mente la rumorosità di scarico, che viene opportunamente ridotta, insieme a quella di aspirazione, tramite contromisure esterne al motore, come dispositivi o sistemi di silenziamento. A queste si aggiungono le emissioni dovute al rotolamento dei pneumatici. Esiste però un'altra fonte di rumorosità, "interna" al motore, causata dagli organi in movimento.
L'obiettivo di abbattere all'origine la rumorosità meccanica è stato perseguito dai tecnici fin dagli albori del motorismo. Le principali cause di rumorosità meccanica sono gli urti tra gli organi accoppiati con gioco o i carichi impulsivi esercitati dalle parti mobili su quelle fisse, con conseguente trasmissione del disturbo attraverso le strutture e l'aria. Le pareti del basamento, la coppa dell'olio, il carter della distribuzione e il coperchio della testa possono fungere da pannelli vibranti, trasmettendo 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. La battaglia per ridurre la rumorosità causata dal complesso della distribuzione è stata lunga e impegnativa.
Evoluzione storica delle punterie idrauliche
Per ottenere una silenziosità accettabile e una maggiore affidabilità, in passato i tecnici hanno sviluppato sistemi senza valvole a fungo, bilancieri e camme, utilizzando valvole rotanti o a fodero, impiegate in alcuni casi sulle auto di serie. Già nei primi anni del XX secolo si pensava alle punterie idrauliche (il brevetto di Amédée Bollée è del 1907), ma per vederle utilizzate in pratica si sono dovuti attendere gli anni Trenta, quando negli USA questi dispositivi hanno iniziato ad essere impiegati, imponendosi rapidamente.
- 1930: Entrata in produzione del motore a 16 cilindri a V di 45° della Cadillac 452, con ripresa del gioco delle valvole tramite dispositivi telescopici idraulici.
- 1932: Le punterie idrauliche iniziano ad essere impiegate su alcuni motori per veicoli commerciali costruiti dalla General Motors.
- Successivamente: Diffusione universale tra i costruttori americani, mentre in Europa vengono riservate per diverso tempo a modelli di grande pregio e di notevole cilindrata.
Struttura e funzionamento di una punteria idraulica
Una punteria idraulica è costituita da un corpo principale con un vano cilindrico in cui è alloggiato un pistoncino che agisce sullo stelo della valvola. A tale vano arriva olio dal circuito di lubrificazione del motore, 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. In questo modo viene compensata anche la lieve perdita di olio che si verifica durante l'apertura della valvola a fungo in seguito al trafilamento tra il pistoncino e il vano cilindrico nel quale è alloggiato.
Funzioni e vantaggi delle punterie idrauliche
Le punterie idrauliche controllano l'apertura e la chiusura delle valvole di aspirazione e di scarico, consentendo la distribuzione della miscela aria/carburante e dei gas combusti. 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.
Il "gioco zero" delle punterie idrauliche 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 un contatto efficace tra i componenti. Le punterie idrauliche utilizzano invece la pressione dell'olio per regolare automaticamente questo gioco, mantenendolo a zero.
Problemi comuni e manutenzione
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. Spesso, infatti, i primi rumori o malfunzionamenti sono quasi impercettibili e sono causati dall'accumulo di fango o polvere all'interno del sistema.
Per quanto riguarda le punterie idrauliche, i problemi che si riscontrano solitamente possono essere:
- Intasamento: dovuto all'olio sporco che può ostruire i passaggi dell'olio.
- Pressione insufficiente dell'olio: può impedire il corretto funzionamento del pistoncino e portare al mancato assorbimento del gioco.
Soltanto in casi sporadici può succedere che il motore si accenda ma che, dopo pochi minuti, incominci a funzionare in maniera irregolare. Un'operazione preliminare consiste nell'accertarsi se bisogna smontare l'albero a camme (o gli alberi a camme), dato che nella maggior parte dei casi è necessario procedere a tale pratica.
Grandi vantaggi e una lunga storia alle spalle non rendono però le punterie idrauliche perfette e quindi le espongono a guasti e all'usura del tempo.
Additivi utili per la pulizia e la manutenzione delle punterie idrauliche
- Liqui Moly 2770: Garantisce risultati a lunga durata del tutto eccezionali ad ogni applicazione ed è compatibile con tutti i motori benzina e diesel.
- Wynns Additivo per Punterie Idrauliche: Permette di ripristinare completamente la salute delle proprie valvole e ne riduce drasticamente il rumore prodotto.
- TUNAP 957: Riduce notevolmente il rumore delle punterie idrauliche facendole tornare efficienti e totalmente funzionanti oltre che pulite.
- Bardahl Pulitore per Punterie Idrauliche: Si caratterizza per l’elevata efficacia della sua azione pulitrice.
Bilancieri e punterie idrauliche: componenti fondamentali
I bilancieri e le punterie idrauliche sono componenti fondamentali del sistema di distribuzione del motore e 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.
Principali problemi legati ai bilancieri
- Usura dovuta al contatto continuo con le camme.
- Rottura per cause da ricercarsi in materiali di scarsa qualità o sollecitazioni eccessive.
- Rumore dovuto ad unn gioco eccessivo.
Le classiche punterie di un motore a combustione sono un insieme di elementi meccanici frapposti tra l’albero a camme e le valvole. Nella maggior parte dei motori in cui sono presenti le punterie meccaniche ci troviamo di fronte ad una punteria a singolo effetto, chiamata in questo modo in quanto la sua funzione è limitata esclusivamente all’apertura della valvola a fungo. A differenza di quelle meccaniche, le punterie idrauliche sono caratterizzate dalla presenza di un bicchiere a due pezzi i quali scorrono l’uno dentro l’altro.
| Componente | Funzione | Problemi Comuni |
|---|---|---|
| Bilancieri | Trasferimento del movimento rotatorio dell'albero a camme alle valvole | Usura, Rottura, Rumore |
| Punterie Idrauliche | Mantenimento automatico del "gioco zero" nel sistema di distribuzione | Intasamento, Pressione dell'olio insufficiente |
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