Il meccanismo di distribuzione: come è organizzato, come funziona e come capire che è necessario cambiare la cinghia di distribuzione

La cinghia di distribuzione è una parte del motore che non sembra richiedere particolare attenzione nel funzionamento di un’auto moderna e non ha bisogno di manutenzione per anni. Ma se ci si dimentica completamente delle norme di manutenzione, possono verificarsi dei problemi. Che, probabilmente, si concluderanno con una revisione importante o addirittura con la sostituzione del motore. Pertanto, conoscere il dispositivo, le caratteristiche e i problemi tipici di questo meccanismo è utile per ogni proprietario di auto. Ne parleremo in modo semplice e chiaro.

Che cos’è l’ingranaggio della distribuzione

La distribuzione è un meccanismo di distribuzione del gas. È il componente più importante di qualsiasi motore a combustione interna. Senza di esso, il motore non sarebbe in grado di funzionare in linea di principio. È infatti il meccanismo di distribuzione che controlla le valvole di aspirazione e di scarico, attraverso le quali l’aria o la miscela di lavoro entra nei cilindri e i gas di scarico vengono scaricati nel collettore di scarico. E poiché i processi chiave devono avvenire in momenti rigorosamente definiti, la fasatura richiede una precisione particolare: le imprecisioni sono inammissibili. E naturalmente l’affidabilità dei suoi componenti gioca un ruolo fondamentale.

Come funziona la catena di distribuzione e da cosa è composta

In oltre un secolo di storia dell’automobile, gli ingegneri sono riusciti a sperimentare diversi sistemi di distribuzione del gas. La maggior parte di essi è diventata esotica. Oggi, ad esempio, non si incontrano modelli di massa con distribuzione a spola. E i motori a due tempi, in cui il ruolo delle valvole è svolto dal pistone stesso, sono rimasti solo su motociclette e attrezzature speciali. Le promettenti varianti con controllo elettromagnetico, invece, non sono ancora uscite dalla fase di sperimentazione.

Vediamo quindi il design più comune: quello con valvole a disco. Con molta probabilità è quello che sarà presente nel motore a combustione interna della vostra auto. Se descriviamo la fasatura nel modo più semplificato possibile, funziona così:

1. Ogni cilindro del motore ha almeno due valvole: una di aspirazione e una di scarico. Quando la prima si apre, l’aria o una miscela di aria e carburante entra nel cilindro. La seconda si apre per far uscire i prodotti della combustione. Le valvole sono aste che si espandono a un’estremità per formare un ”piatto” che blocca l’accesso al cilindro.
2. L’altra estremità della valvola è azionata da un albero con ispessimenti eccentrici (camme), chiamato albero a camme. Quando l’albero ruota, le camme forzano l’apertura delle valvole spingendole direttamente o attraverso leve aggiuntive (bilancieri). La valvola si chiude sotto l’azione di una potente molla quando la camma che agisce su di essa si trova dall’altra parte dell’albero.
3. I sistemi di distribuzione a valvole basse sono passati da tempo alla categoria delle rarità d’archivio. Oggi le valvole si trovano sopra i cilindri, nella testata. Sono azionate da uno (SOHC – Single Overhead Camshaft) o due (DOHC – Double Overhead Camshaft) alberi a camme, ognuno dei quali aziona un diverso gruppo di valvole.
4. Poiché l’ingranaggio della distribuzione deve funzionare in modo preciso in base ai cicli del motore, è collegato all’albero motore. L’azionamento del meccanismo di distribuzione è realizzato in diversi modi: tramite ingranaggio, catena o cinghia di distribuzione meno rumorosa. Indipendentemente dal design, il principio è lo stesso: l’albero a camme deve ruotare rigorosamente due volte più lentamente dell’albero motore.
5. La silenziosità, la precisione e l’affidabilità della distribuzione a catena o a cinghia contribuiscono al funzionamento dei calmieri, dei pattini e dei tenditori, eliminando di solito automaticamente il cedimento dell’anello flessibile, che si verifica con il riscaldamento e l’usura delle parti.
6. La sequenza e la durata dell’apertura delle valvole è chiamata fase di fasatura. Su molti motori moderni, questi parametri cambiano al volo, a seconda della velocità, del regime, del carico e di altri fattori. Questo complesso processo è gestito da un sistema di fasatura separato, in grado di spostare leggermente gli alberi a camme rispetto alla trasmissione (e, naturalmente, all’albero motore) o di modificare il profilo delle camme mediante meccanismi aggiuntivi.

Come capire che è necessario cambiare la cinghia di distribuzione

 

La trasmissione a cinghia di distribuzione ha guadagnato popolarità grazie al suo funzionamento silenzioso, alla semplicità costruttiva e al costo relativamente basso. Tuttavia, questo sistema presenta uno svantaggio significativo: una durata limitata, soprattutto della cinghia stessa.

Per non perdere il momento del guasto, è necessario innanzitutto studiare le norme di manutenzione di un determinato modello. Di norma, le case automobilistiche prescrivono di sostituire il cosiddetto kit di distribuzione (cinghia, nonché rulli di tensione e, talvolta, di guida) a un chilometraggio compreso tra 60 e 120 mila chilometri o dopo 5-10 anni, poiché il materiale in gomma della cinghia di distribuzione invecchia e perde le sue proprietà. Molti meccanici consigliano di rinnovare contemporaneamente anche la pompa dell’acqua del sistema di raffreddamento, se è azionata dalla stessa cinghia.

È opinione diffusa che, data l’importanza critica della cinghia di distribuzione, questa debba essere sostituita in anticipo – 10-15 mila chilometri prima del termine ufficiale, in occasione della prossima manutenzione programmata. Questo vale soprattutto per le auto sottoposte a carichi maggiori: accelerazioni brusche, guida su strade fuori strada o dissestate, funzionamento a temperature molto basse o, al contrario, a temperature anomale, quando la trasmissione della distribuzione è sottoposta a uno stress eccessivo.

Uno scenario a parte: l’acquisto di un’auto usata, la cui storia di manutenzione non può essere stabilita con precisione. In questo caso, i professionisti consigliano di controllare e, se necessario, sostituire la cinghia di distribuzione alla prima occasione.

Se si dispone di competenze di base da fabbro e di una certa esperienza, è possibile eseguire la diagnosi da soli. Spesso nell’alloggiamento della trasmissione di distribuzione sono presenti finestre di servizio per l’ispezione della cinghia. Crepe, strappi, graffi e altri danni visivamente evidenti sono buoni motivi per diffidare. La cinghia di distribuzione deve essere tesa e il rullo (o i rulli, se ce ne sono diversi) devono ruotare in modo silenzioso e senza gioco.

Cosa succede se non si cambia la cinghia di distribuzione

Molto probabilmente, un giorno la cinghia si romperà. In quel momento il motore si blocca e non si avvia. Ma c’è di peggio: i motori moderni sono costruiti in modo così rigido che quando la cinghia di distribuzione si rompe, le valvole ferme di solito incontrano i pistoni in movimento. La distruzione di un tale colpo rischia di diventare fatale: la riparazione complicata e costosa con l’apertura dell’unità è assicurata, e a volte lo smontaggio non aiuta: è necessario cambiare l’intero motore a combustione interna.

In altre parole, la cinghia di distribuzione non è un pezzo di ricambio su cui risparmiare. E, naturalmente, è necessario tenere d’occhio il chilometraggio, per non perdere il periodo di manutenzione programmata del sistema di distribuzione.

Che cosa è più affidabile: cinghia o catena di distribuzione

In teoria, la trasmissione a catena non richiede attenzione per tutta la vita dell’auto. In pratica, però, ci sono casi in cui questo sistema deve essere riparato a chilometraggi paragonabili alla durata della cinghia di distribuzione. Tutto dipende dalla progettazione di un particolare motore e dalla modalità di funzionamento. In media, la catena può resistere fino a 150-200 mila chilometri.

Si ritiene che, a differenza della cinghia, la catena non si rompa improvvisamente e sia quindi più sicura per il motore. Prima di rompersi definitivamente, la catena di trasmissione dell’ingranaggio di distribuzione di solito segnala il malfunzionamento con un aumento del rumore. Spesso un eccessivo allungamento della catena viene rilevato dall’elettronica e accende la spia Check Engine sul cruscotto.

Tuttavia, una catena allungata è anche pericolosa. La cinghia, invece, pur essendo di gomma, non è quasi soggetta a questo problema. Una catena indebolita in caso di accelerazione improvvisa o di avviamento del motore a freddo può far saltare uno o più denti degli ingranaggi, interrompendo in modo irreversibile le fasi della fasatura. In questo caso non si può nemmeno escludere l’incontro catastrofico delle valvole con i pistoni. Pertanto, è necessario controllare regolarmente le condizioni del meccanismo della catena di distribuzione, anche se con minore frequenza rispetto alle auto con cinghia di distribuzione.

Che altro può rompersi nel meccanismo di distribuzione

La rottura della cinghia o l’eccessivo allungamento della catena di distribuzione sono guasti critici che possono portare a conseguenze irreversibili. Tuttavia, su auto ben rodate o semplicemente sottoposte a scarsa manutenzione possono verificarsi altri guasti nel funzionamento del meccanismo di distribuzione, che non portano all’arresto del motore, ma rovinano notevolmente la vita del conducente.

Ad esempio, le guarnizioni delle valvole usurate (chiamate anche tappi dell’olio) perdono lubrificante nei cilindri. A causa di ciò, il motore inizia a fumare e a ricoprirsi di fuliggine dall’interno. L’accumulo di depositi sulle valvole, dovuto a carburante di scarsa qualità, in casi trascurati porta al loro ”blocco”, quando la molla non riesce più a riportare la valvola in posizione chiusa.

A volte i tendicatena si guastano o i cuscinetti a rulli della cinghia fischiano. A volte l’elettronica o i meccanismi di distribuzione si guastano, causando persino l’entrata in modalità di emergenza del sistema.

La conseguenza di questi malfunzionamenti è un funzionamento irregolare del motore, che si avvia con difficoltà o si surriscalda, perde potenza e trazione, il consumo di carburante aumenta. In questi casi non è necessario parlare di comfort di movimento.

Conclusioni totali

• Il meccanismo di distribuzione del gas è il sistema più importante del motore, senza il quale non può funzionare.
• Il GDM è composto da molte parti. I sistemi si differenziano per il numero di alberi a camme, di valvole, per la presenza o meno di elettronica. Ma nel funzionamento, l’importanza fondamentale è l’azionamento del meccanismo.
• La distribuzione a catena è più complicata e rumorosa, ma di solito serve due o tre volte più a lungo della trasmissione a cinghia.
• Una cinghia di distribuzione rotta o una catena troppo tesa possono far sì che le valvole incontrino i pistoni e, di conseguenza, che il motore venga riparato in modo costoso. O la sostituzione del motore.
• È opportuno sostituire la cinghia di distribuzione in via preventiva, in base alle prescrizioni del costruttore.
• Altri difetti di distribuzione portano a un funzionamento irregolare del motore, al surriscaldamento, alla perdita di potenza e all’aumento del consumo di carburante.