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Albero a camme: come funziona e cosa non sapevi?

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Tradotto con l'aiuto dell'intelligenza artificiale dal nostro articolo originale (fonte: autoride.io)

L'albero a camme è l'albero che apre le valvole di aspirazione e scarico del motore a combustione interna, consentendo così il riempimento o lo svuotamento dei cilindri. Un albero a camme è una leva rotante su cui si trovano le camme.

Il numero di camme sull'albero a camme dipende dal numero di cilindri in una fila del motore e dal numero di valvole per cilindro.

Sommario

La funzione dell'albero a camme in poche parole

Le camme sono a forma di uovo e ruotano in direzioni diverse, come richiesto dalla fasatura delle valvole di ciascun cilindro. Con motori a quattro tempi, la valvola si apre solo una volta durante due giri dell'albero motore.

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Ciò significa che se la manovella albero gira a una velocità di 2000 giri al minuto, l'albero a camme gira solo 1000 volte al minuto.

Componenti dell'albero a camme

L'albero a camme è costituito da diversi componenti chiave, tra cui:

  • Lobi delle camme: queste sporgenze a forma di uovo controllano la fasatura delle valvole spingendo su punterie o bilancieri, che aprono le valvole.
  • Cuscinetti dell'albero a camme: questi cuscinetti consentono all'albero a camme di ruotare agevolmente nel blocco motore o testata del cilindro.
  • Perni dell'albero a camme: i perni fungono da punti di supporto per i cuscinetti dell'albero a camme.
  • Ingranaggio o catena di distribuzione: Collega l'albero a camme all'albero motore, grazie al quale sono correttamente sincronizzati.

Tipi di alberi a camme

Esistono tre tipi principali di alberi a camme, ciascuno con caratteristiche uniche:

  • Alberi a camme con punteria piatta: questi alberi a camme utilizzano una superficie piana sulla punteria che entra in contatto con il lobo della camma. Gli alberi a camme con punterie piatte sono generalmente più economici ma possono avere un potenziale di prestazioni limitato a causa delle loro capacità di sollevamento inferiori.
  • Alberi a camme a rulli: gli alberi a camme a rulli presentano un cuscinetto a rulli sul sollevatore a contatto con il lobo della camma, riducendo l'attrito e consentendo profili di alzata e durata più elevati. Questi alberi a camme offrono prestazioni migliori ma sono più costosi.
  • Alberi a camme con fasatura variabile delle valvole (VVT): gli alberi a camme VVT ​​(fasatura variabile delle valvole) consentono una regolazione uniforme della fasatura delle valvole, fornendo così migliori prestazioni ed efficienza in un'ampia gamma di giri.

Apertura e chiusura delle valvole

Nel caso del funzionamento della valvola, la cosa più importante è quanto la valvola è aperta e per quanto tempo è aperta. Se vogliamo spremere quanta più potenza dal motore, dobbiamo immettere quanta più miscela di carburante e aria possibile nel cilindro. Ecco perché le valvole di aspirazione devono essere aperte il più possibile e il più a lungo possibile.

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Tuttavia, anche le valvole di scarico devono essere aperte il più possibile e il più a lungo possibile, in modo che la massima quantità di gas di scarico possa fuoriuscire dal cilindro. La camma non tocca la punteria della valvola quando la valvola è chiusa. Se l'albero a camme ruota, la camma inizia a scorrere contro la punteria della valvola, spingendo la molla della valvola e provocando l'apertura della valvola.

Se la camma spinge al massimo l'alzavalvola, la valvola si aprirà al massimo. L'altezza della parte superiore (parte più alta) della camma determina l'alzata massima della valvola. La corsa massima della valvola deve avere un certo limite. In caso contrario, la valvola e il pistone potrebbero incontrarsi, portando successivamente alla distruzione del motore.

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La forma della camma dell'albero a camme determina la velocità e il tempo di apertura della valvola. Le camme con una forma più arrotondata sono chiamate camme taglienti e quindi consentono alla valvola di rimanere aperta più a lungo.

Fatti interessanti sull'albero a camme

  • Origini storiche: il concetto di albero a camme risale a civiltà antiche, dove gli alberi a camme azionati dall'acqua venivano utilizzati in varie macchine. L'applicazione degli alberi a camme nei motori a combustione interna iniziò alla fine del XIX secolo.
  • Effetto sul suono del motore: il suono distintivo dei motori più potenti è spesso il risultato di profili aggressivi dell'albero a camme, che si traducono in una nota di scarico unica dovuta alla fasatura delle valvole.
  • Doppi alberi a camme: i motori ad alte prestazioni utilizzano spesso un design a doppia camma in testa (DOHC), che consente un migliore controllo della fasatura delle valvole e una maggiore potenza.

Domande frequenti sugli alberi a camme

D: Come posso sapere se il mio albero a camme è usurato o danneggiato?

Risposta: i sintomi di un albero a camme usurato o danneggiato possono includere una potenza del motore ridotta, un rumore eccessivo del treno valvole o un minore consumo di carburante. È importante ispezionare accuratamente il treno valvole e, se necessario, consultare un meccanico professionista per la diagnostica.

D: Un albero a camme con un profilo più aggressivo è sempre migliore per le prestazioni?

Risposta: non necessariamente. Mentre i profili aggressivi dell'albero a camme possono aumentare la potenza agli alti regimi, la coppia e la guidabilità ai bassi regimi possono risentirne. La scelta ideale dell'albero a camme dipende dalla destinazione d'uso del motore e dalla fascia di potenza desiderata.

D: In che modo la fasatura variabile delle valvole (VVT) influisce sulle prestazioni dell'albero a camme?

Risposta: i sistemi VVT consentono di regolare continuamente la fasatura delle valvole, fornendo migliori prestazioni ed efficienza su un'ampia gamma di regimi. Questa tecnologia consente un controllo più preciso delle valvole e l'ottimizzazione di potenza e coppia senza sacrificare le caratteristiche di guida e il consumo di carburante.

Conclusione

L'albero a camme svolge un ruolo fondamentale nel funzionamento del motore a combustione interna, in quanto controlla l'apertura e la chiusura delle valvole che consentono alla miscela aria-carburante di entrare nella camera di combustione e ai gas di scarico.