Valvole Idrauliche Auto: Funzionamento e Manutenzione

Le valvole idrauliche svolgono un ruolo fondamentale nell'operatività dei motori delle automobili, garantendo un funzionamento regolare e privo di intoppi. Si tratta di componenti noti anche come regolatori idraulici del gioco delle valvole, responsabili della compensazione dello sfasamento tra l'albero a camme dell’auto e la valvola stessa durante tutte le condizioni di funzionamento del motore.

Funzionamento e Componenti

Le punterie sono una componente che si frappongono tra l'albero a camme e le valvole, i quali lavorando insieme trasmettono i movimenti necessari, rotatori e lineari, che regolano l'apertura e la chiusura delle valvole del motore. 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.

Esistono due tipi principali di punterie idrauliche per autoveicoli: la classica punteria idraulica, situata sotto il bilanciere, e la punteria con regolazione idraulica del gioco valvole integrata, azionata direttamente dall'albero a camme. Nel corso delle operazioni, la pompa dell'olio dell’auto ne alimenta costantemente la pressione e una valvola di ritegno nel cilindro idraulico evita che il liquido torni alla pompa.

Bilancieri

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.

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 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. Le punterie idrauliche sono un sistema di elementi inseriti tra l’albero a camme e le valvole, indispensabili per il coretto funzionamento del motore. Questa tipologia di punterie permette di avere un gioco costante senza necessità di manutenzione costante.

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.

Vantaggi delle Punterie Idrauliche

Le punterie idrauliche risolvono in maniera automatica sia la rumorosità a freddo sia la necessità di regolare periodicamente il gioco delle valvole. Nel gioco valvole auto hanno dunque un ruolo fondamentale, e le punterie idrauliche hanno via via preso il sopravvento sulle vecchie punterie meccaniche, che richiedono una maggiore manutenzione e presentano un problema di sfarfallio della valvola che si manifesta soprattutto nei motori di precedente generazione. Le puntierie di tipo idraulico hanno un sistema di bilancieri dove l'elemento idraulico è posizionato alla base, svolgendo una funzione di fulcro di rotazione che garantisce un movimento di regime superiore, risultando quindi in definitiva più sicuro, efficiente e longevo nel lungo periodo.

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.

Manutenzione delle Valvole Idrauliche

Come abbiamo anticipato le punterie idrauliche non richiedono una regolazione meccanica costante. Questo però non deve far pensare che non sia necessario effettuare una manutenzione periodica. Per allungare la vita alle punterie idrauliche è sempre bene verificare la corretta lubrificazione. Le punterie idrauliche possono apparire come componenti piccoli e insignificanti, ma svolgono un ruolo fondamentale nel garantire il corretto funzionamento del motore.

In caso di piccoli difetti (causati ad esempio da un eccessivo accumulo di residui) potrebbe essere sufficiente utilizzare degli additivi specifici per la pulizia delle punterie. In caso di difetti gravi o danneggiamenti importanti si rende invece necessaria la sostituzione integrale delle punterie.

Additivi Utili

Liqui Moly 2770: Garantisce risultati a lunga durata ed è compatibile con tutti i motori benzina e diesel.
Wynns Additivo per Punterie Idrauliche: Ripristina la salute delle valvole e ne riduce il rumore.
TUNAP 957: Riduce notevolmente il rumore delle punterie idrauliche, rendendole efficienti e pulite.
Bardahl Pulitore per Punterie Idrauliche: Caratterizzato per l’elevata efficacia della sua azione pulitrice.

Problemi Comuni e Sintomi

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. Tuttavia nel corso del tempo possono insorgere problematiche dovute al deterioramento o all'eccessiva quantità di polvere che si è depositata sul meccanismo: questo è ciò che genera una punteria idraulica bloccata, e significa che è arrivato il momento di intervenire per la sostituzione. Ma quando abbiamo una punteria idraulica bloccata ciò accade perchè non si è provveduto a una corretta manutenzione in intervalli temporali programmati: questo deterioramento può compromettere gravemente le valvole motore e di conseguenza l'intero funzionamento, creando dei grossi pericoli per l'incolumità del conducente.

I principali segnali di difetti e anomalie sono la perdita di pressione dell'olio o un'insufficiente quantità di olio stesso. Ciò può causare vibrazioni nel motore, soprattutto durante il riscaldamento, oltre a rumore dalle punterie del motore diesel (per es. un ticchettio) che scompare non appena il motore raggiunge la temperatura di esercizio. A questo punto però è importante stabilire se il rumore provenga effettivamente dalle punterie o se possa essere dovuto ad altri fattori, quali guarnizioni difettose, parti meccaniche usurate oppure un coperchio delle valvole mal fissato o addirittura incrinato, con conseguenti perdite che potrebbero comunque influire sulla lubrificazione delle punterie.

Un sintomo più raro ma anche più serio è rappresentato dal motore che inizia a girare in modo irregolare o da un suono simile a un colpo di tosse proveniente dal collettore di aspirazione o di scarico. Sicuramente una vibrazione anomala del motore, sopratutto se persistente anche a temperatura di esercizio, è un campanello d’allarme da non sottovalutare. Potrebbe esserci un problema di scarsa pressione oppure l’olio potrebbe non raggiungere le punterie idrauliche a sufficienza, a causa ad esempio di un accumulo di residui che ne ostruiscono il passaggio. Quando la valvola è totalmente danneggiata potremmo sentire un funzionamento irregolare del motore.

Problemi legati ai bilancieri

Usura dovuta al contatto continuo con le camme
Rottura per cause da ricercarsi in materiali di scarsa qualità o sollecitazioni eccessive
Rumore dovuto ad un gioco eccessivo

Problemi legati alle punterie idrauliche

Intasamento dovuto all’olio sporco che può ostruire i passaggi dell’olio
Pressione insufficiente dell’olio che può impedire il corretto funzionamento del pistoncino e portare al mancato assorbimento del gioco

Cosa Fare in Caso di Problemi

Se i sintomi delle punterie motore sono lievi e temporanei, ovvero se i rumori o le vibrazioni sono presenti solo per un breve lasso di tempo dopo l'avviamento a freddo per poi scomparire rapidamente, probabilmente è possibile continuare a guidare senza problemi immediati. Se, invece, le punterie idrauliche sono gravemente compromesse, con sintomi quali la mancata chiusura delle valvole o un funzionamento irregolare del motore, è fortemente consigliabile non continuare a guidare. In questo caso si rende necessario fermare immediatamente il veicolo per evitare danni peggiori e irreparabili.

Purtroppo non è possibile effettuare una riparazione sulle punterie idrauliche. Nel caso di difetti importanti è necessario sostituirle integralmente. Le punterie rumorose o comunque difettose, in genere, non vengono riparate bensì sostituite, dal momento che la riparazione è difficile e spesso non realizzabile.

Innovazioni nel Controllo delle Valvole

Con il tempo si è selezionata la soluzione con gli alberi a camme che comandano le valvole (leggi com’è fatta la distribuzione del motore). Questa configurazione si è continuamente evoluta sia nei materiali sia nella tecnica allo scopo di aumentare le prestazioni e l’efficienza del motore. La chiave di tutto è riuscire a controllare in maniera flessibile il movimento delle valvole ed è questo lo scopo del sistema FlexWork. Ma cosa succede se a un motore si toglie l’albero a camme che comanda le valvole? E’ proprio la soluzione che usa valvole elettro-idrauliche sviluppata presso gli Swiss Federal Laboratories For Materials, Science and Technology (Empa).

Sistema Elettroidraulico FlexWork

Il FlexWork promette di regolare liberamente sia l’alzata sia la fasatura con un meccanismo descritto come “robusto ed economico”. Questa tecnologia dovrebbe riuscire a ridurre fino al 20% il consumo di carburante nelle condizioni di basso carico del motore che, in effetti, sono quelle più frequenti. Il movimento delle valvole è ottenuto con un pistoncino idraulico i cui spostamenti sono controllati da una valvola azionata elettricamente da un solenoide. Quando il segnale di controllo scorre nel solenoide la valvola si apre e il fluido idraulico aziona il pistoncino che muove la valvola del motore. Quando il segnale di controllo viene interrotto il pistoncino torna indietro grazie alla consueta molla valvola.

La forza della molla mantiene in pressione il fluido idraulico durante il ritorno, permettendo di recuperare energia idraulica utile per i cicli successivi. Come fanno altri sistemi, anche l’Empa FlexWork permette di fare a meno della valvola a farfalla ma promette vari altri vantaggi. Un motore senza alberi a camme risparmia energia perché si elimina molto attrito: quello che si genera per farli ruotare (catena, cinghia e relativi tenditori non ci sono) così come le classiche punterie e i bilancieri. Questi elementi, presenti ad esempio nel sistema Hyundai CVVD, sono sostituiti da semplici solenoidi e leggeri pistoncini.

Vantaggi del Sistema FlexWork

Risparmio energetico grazie all'eliminazione dell'attrito
Controllo del carico del motore ciclo per ciclo
Ritorno delle valvole morbido, minimizzando l'usura
Funzionamento con vari fluidi idraulici, inclusa la miscela acqua/glicole
Disattivazione cilindri "nativa"
Flessibilità della fasatura adatta ai carburanti rinnovabili

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