Cos'è il bilanciere di un'auto? Tipi e funzionamento

Il bilanciere di un'automobile è una leva oscillante che scambia il movimento da una albero a camme all'apertura e alla chiusura della valvola in ciascun cilindro. Vediamo i diversi tipi, il funzionamento e la funzione.

Tipi di bilancieri

Bilancieri in acciaio stampato

I bilancieri in acciaio stampato sono generalmente un pezzo unico di metallo e spesso sono realizzati in acciaio. Hanno un costo contenuto e sono comunemente utilizzati in molti motori standard. Il perno del trunnion ha il dado fissato nell'estremità arrotondata mentre il braccio è imperniato su e giù.

Bilancieri a rullo

La loro struttura è fondamentalmente paragonabile a quella dei bilancieri in acciaio stampato, ma con un rullo aggiuntivo sulla punta. Questo tipo di costruzione riduce l'area di contatto con il tribo e quindi migliora l'efficienza e le prestazioni della valvola nel blocco valvole. Inoltre, un bilanciere con punta a rullo utilizza sia il dado del perno che il perno.

Bilancieri a rulli completi

I bilancieri a rullo completi sono talvolta lavorati in acciaio o in alluminio, con il perno del trunnion sostituito da un cuscinetto. Non utilizzano dadi, ma perni e perno del bilanciere. Il braccio oscillante è dotato di un albero corto con cuscinetti ad entrambe le estremità. I cuscinetti non solo sostengono il braccio, ma sono anche avvitati sull'albero.

Albero Bilanciere

Gli elementi costruttivi sono simili a quelli dei bilancieri a rulli, solo che nel caso dei bilancieri ad albero l'albero passa attraverso i bilancieri. Lo scopo dell'albero è quello di fornire la rigidità necessaria alla flessibilità, che è molto più efficiente dei semplici perni. Uno dei vantaggi di un treno di valvole molto robusto e rigido è che non ci possono essere deflessioni o fughe in nessuna parte del treno anche ad alti regimi.

Bilancieri corti (dita)

Alcuni motori con albero a camme in testa prevedono anche bilancieri singoli, più corti, chiamati anche dita, in cui il lobo della camma spinge verso il basso (polo nord) sul bilanciere per aprire la valvola. Questi tipi di bilancieri hanno il loro fulcro all'estremità e la camma lavora al centro del braccio. L'altra estremità che sporge sopra la testa apre la valvola. Su questi motori, sono spesso un'ottima alternativa alle punterie a bicchiere sotto l'albero a camme.

Come funzionano i bilancieri

Mentre il motore è in funzione, l'albero a camme ruota con i lobi, che premono il bilanciere. Il bilanciere, in questo processo, ruota in parte sull'asse di un perno e di solito utilizza l'albero come altra estremità per creare una forza di rotazione. Da un lato, il bilanciere viene spinto verso il basso e la valvola viene aperta, mentre l'altra estremità ritorna alla sua posizione originale, consentendo alla molla della valvola di chiudere la valvola.

Le prestazioni dell'elaborazione sono influenzate dal design del bilanciere, in particolare dal rapporto di equilibratura. Il rapporto del bilanciere è la lunghezza di spostamento dell'asta di spinta divisa per la lunghezza di spostamento della valvola. Ad esempio, un bilanciere con un rapporto di 1,5:1 crea un movimento della valvola per ogni pollice di spostamento dell'asta di spinta, ma 1,5 pollici vengono utilizzati nella valvola. Questo vantaggio meccanico consente di aumentare l'alzata della valvola senza modificare l'albero a camme.

Qual è la funzione del bilanciere?

I bilancieri sono componenti critici del sistema di distribuzione delle valvole di un'automobile e svolgono un ruolo fondamentale per le prestazioni e l'efficienza complessive del motore. Ecco una panoramica completa delle loro funzioni:

Azionamento della valvola

La funzione principale dei bilancieri è quella di azionare le valvole del motore. Essi trasferiscono il movimento rotatorio dell'albero a camme nel movimento lineare necessario per aprire e chiudere le valvole di aspirazione e di scarico. Questo controllo preciso della fasatura delle valvole è fondamentale per il ciclo a quattro tempi del motore (aspirazione, compressione, potenza e scarico).

Amplificazione del movimento

I bilancieri agiscono come leve, amplificando il movimento dell'albero a camme. I lobi dell'albero a camme forniscono una certa quantità di alzata, ma il design del bilanciere può aumentare questa alzata alla valvola. Questa amplificazione consente una maggiore apertura delle valvole, che può migliorare la respirazione del motore e le prestazioni complessive.

Vantaggio meccanico

Funzionando come una leva, il bilanciere offre un vantaggio meccanico. Ciò significa che può applicare una forza maggiore per aprire la valvola rispetto a quella applicata dall'albero a camme, rendendo più efficiente il sistema del treno valvole.

Precisione della fasatura delle valvole

I bilancieri assicurano che le valvole si aprano e si chiudano esattamente nei momenti giusti del ciclo del motore. Questa precisa fasatura è fondamentale per ottenere prestazioni ottimali del motore, efficienza dei consumi e controllo delle emissioni.

Regolazione della distanza

Regolazione del gioco In molti motori, i bilancieri incorporano meccanismi di regolazione per mantenere il corretto gioco delle valvole. Questo meccanismo può essere costituito da una vite di regolazione o da un sollevatore idraulico, che consente un funzionamento costante delle valvole con l'usura del motore.

Distribuzione del carico

I bilancieri aiutano a distribuire il carico dell'albero a camme su un'area più ampia dello stelo della valvola, riducendo l'usura e prolungando la durata delle valvole e delle sedi delle valvole.

Riduzione del rumore

I bilancieri ben progettati e correttamente regolati contribuiscono a rendere più silenzioso il funzionamento del motore, garantendo un azionamento fluido delle valvole e riducendo al minimo il contatto metallo-metallo.

Messa a punto delle prestazioni

Nelle applicazioni ad alte prestazioni, i diversi design dei bilancieri (come la variazione del rapporto tra i bilancieri) possono essere utilizzati per modificare l'alzata e la durata delle valvole, consentendo la messa a punto del motore senza modificare l'albero a camme.

Distribuzione dell'olio

In molti motori, i bilancieri svolgono un ruolo nella distribuzione dell'olio. L'olio scorre spesso attraverso o intorno ai bilancieri, contribuendo alla lubrificazione dei componenti del treno valvole.

Conclusione

Il bilanciere converte la rotazione dell'albero a camme nel movimento di salita e discesa delle valvole del motore, garantendo una fasatura accurata del processo di combustione. I diversi tipi di bilancieri variano in termini di efficienza e durata, influenzando le prestazioni del motore. La corretta comprensione e manutenzione dei bilancieri è essenziale per il funzionamento ottimale del motore.