Le fasi e le alzate della distribuzione

La legge del moto delle valvole è rappresentata graficamente dalla curva che mostra come varia l’alzata in funzione dell’angolo di rotazione dell’albero a gomiti e viene determinata dal profilo degli eccentrici, che va sempre considerato assieme alla geometria degli organi sui quali essi agiscono. Per intenderci, una data camma determina una certa legge delle alzate se aziona un dato bilanciere ma ne determina un’altra, sensibilmente diversa, se agisce su di un bilanciere il cui pattino ha una forma diversa.
O nel quale è differente il rapporto tra le lunghezze dei bracci. Lo stesso accade se la punteria che viene contattata dall’eccentrico è piana o arcuata (in questo secondo caso ovviamente le viene impedito di ruotare). Una camma destinata a lavorare su di una punteria piana ha un profilo differente da un’altra che contatta un bilanciere, anche se tutte e due forniscono uguali curve delle alzate.

La fasatura di distribuzione è costituita dagli anticipi di apertura e dai ritardi di chiusura delle valvole (rispetto ai punti morti), che vengono indicati in gradi di rotazione dell’albero a gomiti.
La valvola di aspirazione comincia ad aprirsi diversi gradi prima del punto morto superiore (PMS) e finisce di chiudersi un bel po’ dopo il punto morto inferiore (PMI). Quella di scarico inizia a sollevarsi dalla sede con notevole anticipo rispetto al PMI e finisce di chiudersi diversi gradi dopo il PMS.

Nei motori di prestazioni più elevate, che raggiungono regimi di rotazione molto alti, si impiegano camme che forniscono fasature più spinte, ovvero con maggiori anticipi e maggiori ritardi. La durata della fase, sia di aspirazione che di scarico, è 180° più l’anticipo di apertura più il ritardo di chiusura. Il periodo a cavallo del PMS durante il quale la valvola di aspirazione ha già iniziato ad aprirsi mentre quella di scarico non ha ancora finito di chiudersi viene detto incrocio. Durante tale periodo ha luogo il “lavaggio”, con i gas freschi che terminano di espellere quelli combusti, prendendone il posto.

Per fornire la fasatura prevista in fase di progetto gli eccentrici devono avere il corretto posizionamento angolare rispetto alle manovelle dell’albero a gomiti. L’installazione dell’albero a camme è quindi una operazione critica, al termine della quale si deve ottenere la fasatura prescritta.

Variazioni relativamente modeste degli anticipi e dei ritardi rispetto ai valori corretti possono non essere molto significative per i motori di serie più tranquilli ma diventano importanti per quelli di elevata potenza specifica e ancor più per quelli da competizione.

La fasatura di distribuzione influenza in misura fondamentale non solo i valori massimi della coppia e della potenza, ma anche l’andamento delle relative curve.
Una fasatura tranquilla, con anticipi e ritardi di valore contenuto, è vantaggiosa ai fini del “tiro” ai bassi e medi regimi e della elasticità del motore, ma negativa per quanto riguarda la respirazione agli alti regimi e quindi la potenza massima.

Il contrario accade se si monta un albero a camme più spinto (due se la distribuzione è bialbero), cioè con maggiori anticipi e ritardi.

Di norma nei motori di serie ci sono pratici segni di riferimento che in fase di montaggio consentono di ottenere agevolmente la corretta fasatura di distribuzione. Ovvero, di mettere l’albero a camme nella corretta posizione angolare rispetto ai perni di biella dell’albero a gomiti. In questi casi la procedura è estremamente semplice: dopo avere portato il pistone del cilindro di riferimento al punto morto superiore, basta disporre come indicato dalla casa i segni in questione, costituiti da punti di bulino praticati sulle ruote dentate o da linee di riferimento.

Talvolta vanno allineati tra loro mentre altre volte devono esserlo, ad esempio, con il piano superiore della testa o con un indice fisso. La precisione che si ottiene è soddisfacente, per i motori di serie. Di recente alcuni costruttori hanno smesso di impiegare questi segni di riferimento e in fase di montaggio utilizzano apposite dime per disporre gli alberi a camme nella posizione corretta.

Per mettere in fase gli alberi a camme dei motori da corsa o destinati a motori fortemente elaborati non ci sono segni da allineare.
E anche se ci fossero non potrebbero assicurare una precisione adeguata. In questi casi è indispensabile impiegare un disco goniometrico e tre comparatori (due soltanto se la distribuzione è monoalbero) e disporre gli alberi a camme in modo tale da ottenere la fasatura di distribuzione indicata dal costruttore.

Si fissa il disco goniometrico a una estremità dell’albero a gomiti e lo si azzera (impiegando un adatto indice fisso) con il pistone del cilindro di riferimento esattamente al PMS, che viene individuato per mezzo di un comparatore con l’astina tastatrice inserita nel foro della candela. Gli altri due comparatori vanno piazzati con l’astina parallela rispettivamente alla valvola di aspirazione e a quella di scarico e con l’estremità a contatto con lo scodellino della molla.

Ruotando lentamente l’albero a gomiti è così possibile individuare con precisione i punti nei quali ciascuna valvola inizia ad aprirsi e finisce di chiudersi e leggere sul disco goniometrico le relative distanze dai punti morti. Se esse corrispondono a quelle indicati dal costruttore (del motore o dell’albero a camme) la distribuzione è “in fase”.

Altrimenti, per arrivare a tale situazione, occorre modificare come necessario il posizionamento angolare di ciascuna ruota dentata rispetto all’albero a camme. Per effettuare una regolazione fine, ovvero realmente accurata, si possono impiegare un sistema a nonio (o verniero che dir si voglia), si può fare ricorso a chiavette sfalsate o si può dotare la ruota dentata di fori asolati nei quali inserire le viti di fissaggio.

È di importanza fondamentale tenere a mente che di norma la fasatura indicata dal costruttore non è quella effettiva ma quella di riferimento, che si ottiene con un gioco delle valvole nettamente superiore a quello che si impiega per il funzionamento normale del motore.
Oppure, che si ottiene effettuando le letture del goniometro non nei momenti in cui inizia e termina il sollevamento delle valvole ma quando queste hanno raggiunto una determinata alzata.

Per inciso, questo significa che comunicare una data fasatura senza indicare con quale gioco delle valvole (o con quale alzata) essa viene rilevata significa davvero ben poco…