Funzionamento e Manutenzione dei Motori con Punterie Idrauliche

Quando si parla di riduzione delle emissioni acustiche degli autoveicoli, si pensa subito alla rumorosità di scarico, che viene opportunamente abbattuta, assieme a quella di aspirazione, adottando adatte contromisure all’esterno del motore, ovvero efficaci dispositivi o sistemi di silenziamento. A queste emissioni si aggiungono quelle dovute al rotolamento dei pneumatici sul fondo stradale. C’è però un’altra fonte di rumorosità, “interna” al motore in quanto dovuta agli organi in movimento. Ad essa si pensa poco perché da diversi anni a questa parte è stata ridotta a valori molto modesti. In passato però la situazione era ben diversa.

Gli attuali eccellenti risultati sono il risultato non solo di lunghi studi e di approfondite sperimentazioni, che hanno portato con il passare del tempo a un notevole miglioramento del disegno dei componenti (al quale si è accompagnata una maggiore accuratezza delle lavorazioni), ma anche allo sviluppo di importanti soluzioni innovative. Quello di abbattere all’origine la rumorosità meccanica è stato un obiettivo che i tecnici si sono posti sin dai primordi del motorismo.

Le principali cause delle rumorosità meccaniche sono i veri e propri urti che possono aver luogo tra i vari organi accoppiati con gioco, o comunque i carichi impulsivi, esercitati dalle parti mobili su quelle fisse, con conseguente trasmissione del “disturbo” attraverso le strutture e quindi all’aria. Analogamente a ciò che accade all’interno degli altoparlanti, le pareti del basamento, la coppa dell’olio, il carter della distribuzione e il coperchio della testa possono fungere da pannelli vibranti, che trasmettono 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. Per riuscire a ottenere una accettabile silenziosità (unitamente a una maggiore affidabilità), in passato i tecnici hanno sviluppato sistemi senza le valvole a fungo, i bilancieri e le camme, utilizzando valvole rotanti o a fodero, che in qualche caso hanno trovato impiego sulle auto di serie.

Alle punterie idrauliche, che consentono di eliminare l’esigenza di controlli e regolazioni periodiche e al tempo stesso assicurano una ripresa automatica del gioco delle valvole, e quindi la massima silenziosità di funzionamento, si era già pensato nei primi anni del XX secolo (il brevetto di Amédée Bollée è del 1907). Per vederle utilizzate in pratica si sono dovuti attendere però gli anni Trenta, quando negli USA questi dispositivi hanno iniziato ad essere impiegati, imponendosi rapidamente.

Nel 1930 è entrato in produzione lo straordinario motore a 16 cilindri a V di 45° della Cadillac 452, nel quale il gioco delle valvole veniva ripreso grazie a dispositivi telescopici idraulici che agivano sui perni eccentrici dei bilancieri. Due anni dopo le punterie idrauliche hanno cominciato ad essere impiegate su alcuni motori per veicoli commerciali costruiti dalla General Motors. Successivamente è arrivata la Packard e nel giro di pochi anni tra i costruttori americani la loro diffusione è diventata universale. In Europa le punterie idrauliche sono state riservate per diverso tempo a modelli di grande pregio e di notevole cilindrata.

Struttura e Funzionamento delle Punterie Idrauliche

Una punteria idraulica è costituita da un corpo principale dentro il quale è ricavato un vano cilindrico in cui è alloggiato, con ridottissimo gioco diametrale, un pistoncino che va ad agire sullo stelo della valvola (o sull’asta, se la distribuzione è ad aste e bilancieri). A tale vano arriva olio dal circuito di lubrificazione del motore (tramite una piccola canalizzazione ricavata nel corpo della punteria), 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.

Il funzionamento e la struttura dei supporti telescopici idraulici dei bilancieri sono esattamente analoghi a quelli delle punterie. L'eccentrico continua la sua rotazione facendo aprire completamente la valvola grazie proprio alla rigidità della punteria, anche se una certa quantità di olio fuoriesce sempre dalla camera di alta pressione attraverso le pareti del cilindro provocando una leggera compressione della punteria.

Le punterie idrauliche rappresentano una componente cruciale nei motori a combustione interna, specialmente nei sistemi di distribuzione delle valvole. Assicurano che il comando della valvola funzioni senza gioco in tutte le condizioni operative, compensando le variazioni di lunghezza dovute agli sbalzi di temperatura e all’usura. Grazie a questo meccanismo, non è necessario regolare periodicamente il gioco delle valvole.

Dettagli sul Funzionamento

La punteria idraulica è costituita essenzialmente dall’alloggiamento e da un pistone. La superficie di rotolamento della rampa a camme resistente all’usura sul fondo della custodia è sinterizzata. Le scanalature e i fori di raccolta dell’olio sono disposti in un anello sull’alloggiamento della punteria, che vengono alimentati con l’olio tramite le guide delle punterie nella testata attraverso il condotto dell’olio principale centrale e i singoli fori di alimentazione.

L’olio viene convogliato attraverso i fori nell’alloggiamento della punteria tramite una scanalatura anulare e il foro nel pistone all’interno del pistone. Se l’interno è pieno di olio, la valvola di ritegno a sfera del pistone si apre e la camera di pressione sotto il pistone può riempirsi d’olio.

Quando la punteria viene sollevata dalla rampa dell’albero a camme, il pistone viene caricato dalla pressione della molla della valvola della valvola corrispondente, per cui si crea una sovrappressione nella camera di pressione rispetto alla cavità superiore, che provoca la chiusura immediata della valvola di ritegno e quindi il sistema di controllo delle valvole sia assolutamente privo di gioco.

L’olio che fuoriesce in piccole quantità tra la sede della punteria e il pistone della punteria e scorre nella coppa dell’olio - questo fenomeno (“leak down”) è necessario e auspicabile - viene immediatamente reintegrato per effetto della pressione dell’olio presente quando il motore è in funzione. Una molla di compensazione del gioco nella camera di pressione supporta l’azionamento della valvola senza gioco.

Vantaggi e Svantaggi

Il gioco serve a evitare che le valvole “puntino”, ossia non chiudano del tutto perché troppo vicine alla camma, condizione pericolosa per la salute del motore, ma causa una certa rumorosità della distribuzione a motore freddo. Le punterie idrauliche risolvono in maniera automatica sia la rumorosità a freddo sia la necessità di regolare periodicamente il gioco delle valvole.

Queste punterie hanno però lo svantaggio di essere più pesanti, rispetto alle altre, non permettendo quindi al motore di raggiungere elevatissimi regimi di funzionamento; inoltre, sono più costose e danno in ogni caso maggiori problemi di affidabilità. In tal caso il contenimento della rumorosità di funzionamento del complesso della distribuzione è affidato a lavorazioni molto precise e a un accurato studio del profilo delle camme.

Malfunzionamenti e Diagnosi

Grandi vantaggi e una lunga storia alle spalle non rendono però le punterie idrauliche perfette (nessuna cosa umana lo è) e quindi le espone a guasti e all’usura del tempo. Il modo più semplice per individuare una punteria rumorosa è utilizzare un tubo di 120 cm di lunghezza (circa 15 mm di diametro) o uno stetoscopio da meccanico, posizionando un’estremità del tubo all’estremità di ciascuna valvola di ingresso e uscita e l’altra estremità del tubo all’orecchio. Un altro metodo consiste nel posizionare un dito sulla piastra della molla della valvola con il motore acceso e il coperchio della testata rimosso. Se la punteria funziona in modo errato, si può avvertire uno shock pronunciato quando la valvola si chiude.

Tipologie di Rumore e Cause

In generale, si distingue tra i seguenti rumori di punteria:

Malfunzionamenti dovuti a contaminazione

Smontaggio, Montaggio e Regolazione

Su quasi tutti i motori le PUNTERIE IDRAULICHE sono intercambiabili con quelle normali.

Smontare e montare le punterie idrauliche

1. Sollevare il cappuccio di sicurezza con un cacciavite.
2. Rimuovere la tazza della punteria, il pistone e la molla dal corpo della punteria.
3. Pulire tutte le parti e controllare l’usura.

Se le parti sono danneggiate, è necessario sostituire l’intera punteria. Ritagli o punti in rilievo possono essere lavorati solo con una pietra a olio a grana fine in assoluta emergenza. Se il pistone si muove liberamente nell’alloggiamento dopo tale correzione, le parti devono essere pulite accuratamente, assemblate e l’intero pistone reinstallato.

Montare le punterie:

1. Premere il pistone fino a quando i fori dell’olio non si aprono e riempire con olio motore.
2. Spostare il pistone su e giù.
3. Rabboccare l’olio.
4. Premere sul cappuccio di sicurezza.

Regolazione di base

Una regolazione di base deve essere effettuata solo dopo le riparazioni del motore che hanno reso necessario lo smontaggio dell’albero a camme, del bilanciere o della punteria idraulica stessa. L’impostazione di base di seguito è la procedura corretta per tutti i motori CIH Rekord D, Rekord E, Commodore B, Commodore C, Senator/Monza A, Omega A e Senator B dotati di punterie idrauliche. La regolazione di base delle punterie idrauliche è necessaria solo se il bilanciere oi bilancieri sono stati rimossi. Per fare ciò, il pistone della punteria idraulica da regolare deve essere impostato sul PMS di accensione (innestare la 4a marcia e spingere il veicolo di conseguenza). Allentare il dado di regolazione del bilanciere finché non c’è gioco. Quindi serrare il dado di regolazione fino a quando non c’è più gioco tra la valvola, l’alzavalvola idraulica e il bilanciere. Quindi stringere di nuovo di un giro completo. Se sono state rimosse più punterie idrauliche, è opportuno procedere con l’impostazione di base nella sequenza di accensione:

I = quattro cilindri: 1-3-4-2

II = sei cilindri: 1-5-3-6-2-4

Regolazione delle punterie idrauliche a motore acceso

Portare il motore alla temperatura di esercizio (temperatura olio > 80°C), rimuovere il coperchio della testata e fissare il paraspruzzi nella zona della catena di distribuzione. Per il paraspruzzi è possibile utilizzare un pezzo di lamiera piegato a misura e fissato di conseguenza. Se necessario, puoi anche utilizzare un pezzo di cartone rigido per questo scopo.

Regolare i sollevatori idraulici: Allentare il dado di regolazione finché il bilanciere non inizia a vibrare. Stringere il dado di regolazione fino a quando il bilanciere smette appena di vibrare. Da questa base, serrare il dado di regolazione di 1/4 di giro e attendere circa 10 secondi affinché il motore funzioni di nuovo senza intoppi. Serrare il dado di regolazione altre tre volte, 1/4 di giro ciascuna, nello stesso modo.

Additivi per la Pulizia e la Manutenzione

Esistono diversi additivi che possono contribuire alla pulizia e al mantenimento 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.
• Additivo Wynns: Permette di ripristinare completamente la salute delle proprie valvole e ne riduce drasticamente il rumore prodotto.
• TUNAP 957: È a base di un particolare olio a viscosità zero con l’aggiunta di innovativi principi detergenti di alta qualità e riduce notevolmente il rumore delle punterie idrauliche.
• Bardahl Pulitore per Punterie Idrauliche: Si caratterizza per l’elevata efficacia della sua azione pulitrice.

Differenze tra Punterie Meccaniche e Idrauliche

Le classiche punterie di un motore a combustione rappresentano un insieme di elementi meccanici posizionati tra l’albero a camme e le valvole. Nella maggior parte dei motori con punterie meccaniche, si trova una punteria a singolo effetto, così chiamata perché la sua funzione è limitata esclusivamente all’apertura della valvola. A differenza di quelle meccaniche, le punterie idrauliche si distinguono per la presenza di un bicchiere a due pezzi che scorrono uno dentro l’altro.

Bilancieri e Punterie Idrauliche

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.

Cosa sono le punterie idrauliche?

Le punterie idrauliche sono dispositivi che si inseriscono tra l’albero a camme e il bilanciere o direttamente sulla valvola. Il loro scopo principale è di mantenere automaticamente il gioco zero tra le parti in movimento del sistema di distribuzione.

Il “gioco zero” delle punterie idrauliche è una caratteristica che 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 che ci sia sempre un contatto efficace tra i componenti. Le punterie idrauliche, invece, utilizzano la pressione dell’olio per regolare automaticamente questo gioco, mantenendolo a zero.

Il funzionamento delle punterie idrauliche si basa sulla pressione dell’olio motore: nella fase di carico l’olio motore entra nella punteria attraverso un piccolo foro, riempiendo una camera interna.

I principali problemi legati ai bilancieri sono l’Usura dovuta al contatto continuo con le camme, la Rottura per cause da ricercarsi in materiali di scarsa qualità o sollecitazioni eccessive ed il Rumore dovuto ad unn gioco eccessivo.

Per quanto riguarda invece le punterie idrauliche, i problemi che si riscontrano solitamente possono essere l’Intasamento dovuto all’olio sporco che può ostruire i passaggi dell’olio, e una pressione insufficiente dell’olio può impedire il corretto funzionamento del pistoncino e portare al mancato assorbimento del gioco.

GPL e Punterie Idrauliche

Ci sono alcune auto che avendo le sedi valvole in lega di alluminio, utilizzando il Gpl/metano come combustibile si incavano e rovinano (a causa di temperature interne piu alte rispetto al benzina) pregiudicando quindi un ottimale funzionamento del Motore. Un rimedio a tale problematica e' rappresentato dall'oleatore esterno, capace di lubrificare durante il funzionamento a Gpl mediante un fluido lubrificante le valvole. Altre persone sostengono che vanno montate candele motore speciali, con l'iridio, capaci di tenere piu bassa la temperatura di combustione oppure utilizzare mescolato alla benzina specifici prodotti per la protezione valvole.

L'unico suggerimento valido è di acquistare auto già trasformate dalla casa, che se è seria provvede a rendere più resistenti le sedi delle valvole (la tanto disprezzata Fiat lo fa). C'è da dire che se veramente le sedi sono ottimizzate per il GPL il gioco non dovrebbe diminuire, quindi il recupero automatico non è vitale.

Sedi valvola di alluminio? nei motori totalmente in alluminio le sedi valvola possono essere in lega di alluminio, che va benissimo quando vengono attraversate dalla miscela aria/benzina che raffredda la valvola ed in parte si deposita evitando l'effetto martello della valvola nella sua sede. La Kia nei suoi motori 1.4cc trasformati (bifuel) da BRC adotta una centralina con VSR,in pratica quando il motore raggiunge numero di giri elevati (es.Con il nuovo 1.6cc a iniezione diretta non ci dovrebbero più essere problemi,perchè trasformato a gpl con impianto a iniezione liquida le temperature sono più basse e le sedi-valvole lavorano a temp.

Esperienze degli Utenti

Molti utenti condividono le loro esperienze positive con auto GPL e punterie idrauliche. Grande punto natural power con 147.000 km e non abbiamo mai regolato le valvole. Hyundai i20 1.2 GPL 78cv - impianto BRC nativo, motore con punterie idrauliche e 145.000km percorsi senza additivi o problemi di alcun tipo. Sono alla mia quinta vettura a GPL in famiglia dal 1981, e sinceramente non ho mai avuto problemi di nessun tipo. Tante paranoie che sento derivano da gente che compra a GPL e non ha idea di come va scelto il motore adatto o di come va trattata la vettura, salvo poi lamentarsi di affidabilità scarsa e problemi alle valvole. Ad ogni modo, prima della punto mjet avevamo una innocenti elba 1.5 ie trasformata a gpl sin da subito. Valvole mai registrate, anche se intorno a 180.000 andavano registrate. Il meccanico però si rifiutó di farlo. Auto demolita per prendere la punto mjet nel 2004 con 215.000 km.

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