distribuzióne (motoristica)

"Per la distribuzione in motoristica vedi schema al lemma del 7° volume." complesso delle operazioni meccaniche che regolano la successione e la durata delle varie fasi del ciclo termodinamico nei motori a combustione interna ed esterna; per estensione, complesso degli organi preposti a tali funzioni "Per la distribuzione in motoristica vedi lo schema alla pagina 290 dell’8° volume." . Nelle macchine a vapore la distribuzione del vapore, che serve ad azionare i cilindri, avviene tramite un complesso di tubazioni ad alta e a bassa pressione che immettono il fluido, secondo il ciclo termodinamico, in un dispositivo (cassetto della distribuzione) comandato da un glifo che consente di far variare il grado e la direzione di espansione del vapore; sono usati anche altri dispositivi tutti provvisti di valvole per l'ammissione e lo scarico (distribuzione Caprotti, distribuzione Walschaert). Vedi anche locomotiva. Nei motori endotermici la distribuzione consta nell'azione di comando delle valvole di aspirazione e di scarico del motore, volta a provocare l'apertura e la chiusura delle stesse con tempismo e in relazione alle diverse fasi di aspirazione, compressione, scoppio e scarico che si verificano nei cilindri del motore stesso. Nei motori a ciclo Otto la valvola di aspirazione per aprirsi completamente impiega un certo tempo durante il quale il pistone si muove; per contro, affinché il cilindro si riempia completamente di miscela, è necessario che la valvola di aspirazione sia completamente aperta quando il pistone si trova al punto morto superiore e inizia la fase di aspirazione. È necessario quindi che l'apertura della valvola inizi prima che il pistone giunga al punto morto superiore; l'apertura va cioè anticipata. Quando il pistone nella corsa successiva inizia a comprimere la miscela, occorre che la valvola di alimentazione sia già chiusa onde impedire che la miscela venga risospinta nel condotto d'alimentazione. Poiché la valvola risulta completamente chiusa quando il pistone ha già iniziato la corsa di compressione, si dice che la chiusura è ritardata. Dopo la fase di compressione, lo scoppio spinge il pistone verso il punto morto inferiore. Nella corsa di risalita la valvola di scarico si apre e i gas prodotti dalla combustione vengono espulsi dal cilindro. Ma poiché i gas impiegano un certo tempo a defluire e la valvola impiega un certo tempo ad aprirsi, anche l'apertura della valvola di scarico va anticipata, questa volta rispetto al momento in cui il pistone raggiunge il punto morto inferiore. Onde permettere lo scarico completo dei gas, la valvola di scarico si chiude un po' dopo l'istante in cui il pistone raggiunge il punto morto superiore. Anche la chiusura della valvola di scarico è quindi “ritardata”. I tempi di anticipo e di ritardo vengono rappresentati graficamente in un diagramma angolare, espressi come angoli di anticipo e di ritardo rispetto alla posizione angolare assunta dalla manovella durante il funzionamento del motore. Gli angoli di anticipo e di ritardo (e quindi i tempi a essi corrispondenti) sono influenzati da molti fattori (inerzia dei gas, profilo delle camme, dimensioni e posizione delle valvole, ecc.) che in parte sfuggono al calcolo analitico, per cui nella pratica tali angoli vengono definiti durante la “messa a punto” del motore e cioè durante la regolazione del meccanismo della distribuzione. Tale meccanismo risulta composto dalla seguente catena cinematica: albero a camme (albero della distribuzione); punterie; aste; bilancieri; valvole. L'albero a camme è azionato dall'albero motore per mezzo di ingranaggi o catena o cinghia dentata; durante la sua rotazione provoca l'apertura, volta a volta, dell'una o dell'altra valvola esercitando direttamente (mediante le camme) o tramite le aste e i bilancieri una pressione sui rispettivi steli. La successiva chiusura delle valvole avviene generalmente per effetto di una molla di richiamo, ma può anche essere provocata positivamente mediante cinematismi (distribuzione desmodromica). Organi secondari della distribuzione sono i dispositivi (punterie) interposti fra albero a camme e valvole (o fra bilancieri e valvole) per consentire la registrazione del necessario gioco. Secondo l'ubicazione delle valvole rispetto alla camera di scoppio la distribuzione si dice a valvole in testa o a valvole laterali (soluzione, questa, ormai in disuso). I tipi di distribuzione si distinguono anche in base alla posizione e al numero degli alberi della distribuzione, che su motori eroganti elevate potenze specifiche sono per lo più situati direttamente al di sopra delle valvole e spesso anche duplicati, sicché uno comanda le valvole di aspirazione e uno quelle di scarico (distribuzione bialbero). Nei motori a due tempi la funzione della distribuzione è esercitata dallo stesso pistone, che, verso la fine della fase di espansione, apre progressivamente delle feritoie o luci praticate nella camicia del cilindro, attraverso le quali avviene l'evacuazione dei gas combusti e l'introduzione nel cilindro di miscela fresca. La riduzione della rumorosità della distribuzione si può ottenere con la cosiddetta “distribuzione idraulica”, realizzata sia con un sistema di trasmissione idraulica dell'alzata delle camme, sia mettendo a contatto il codolo della valvola con un pistoncino scorrente entro un cilindretto. Nel primo caso, le camme comandano un sistema di tubicini a stantuffo (pompanti) che agiscono sulle valvole: la variazione di pressione dell'olio nei pompanti consente anche di variare la fase fino a 15º motore. Nel secondo, più diffuso per la semplicità costruttiva, il cilindretto è pieno d'olio che viene mantenuto a volume costante da una valvolina di non ritorno; la portata minima del gioco tra pistoncino e cilindretto consente il recupero delle dilatazioni per cui il sistema, oltre che poco rumoroso, evita la registrazione periodica necessaria, invece, con i sistemi a molla. Per migliorare i consumi e ridurre le emissioni inquinanti, vengono adottati motori a quattro o più valvole per cilindro; tale soluzione consente regimi di “sfarfallamento” più elevati, un miglior sfruttamento dello spazio della testa e una più idonea forma della camera di scoppio (tutti fattori che portano alla combustione quasi totale della miscela senza residui di gas incombusti dispersi, poi, nell'ambiente). Poiché il cinematismo si complica e la fasatura della distribuzione diventa più delicata, vengono di norma adottati “variatori di fase” che agiscono sugli alberi a camme il cui comando viene attuato elettricamente da dispositivi elettronici; tali dispositivi possono essere controllati automaticamente dal computer di bordo. Questi motori, per rendere indipendente dalla corsa dello stantuffo la fasatura della distribuzione (soprattutto nei motori ad alte prestazioni), vengono dotati di un disco solidale con l'albero motore; un foro posto sul disco in posizione opportuna apre e chiude l'ingresso del carter verso il carburatore; la fasatura può essere resa automatica mediante l'adozione di valvole a lamella poste fra carter e carburatore, le quali consentono solo un flusso unidirezionale nel collettore di aspirazione. Gli organi della distribuzione dei motori a ciclo Diesel non differiscono da quelli di cui sono dotati i motori con accensione a scintilla (ciclo Otto), se non nelle proporzioni e talvolta nella forma delle valvole di aspirazione che risultano dotate di un'appendice destinata a imprimere all'aria un moto turbolento che ne migliori la combustione. Per quanto riguarda il diagramma della distribuzione per i motori Diesel, le valvole si aprono con anticipo e si chiudono in ritardo per gli stessi motivi illustrati per i motori con accensione a scintilla; naturalmente gli angoli di anticipo e di ritardo sono lievemente diversi e dipendono dalle caratteristiche proprie di ogni motore.