La guida per principianti all'albero motore e all'albero a camme

La maggior parte delle persone è completamente impreparata quando si tratta di automobili. La sola menzione di cambi olio, cambi, allineamento degli assi, albero motore e albero a camme le getta nel panico più totale. Tuttavia, la maggior parte di questi sono concetti di base che si fondano su principi semplici. Diamo un'occhiata agli alberi motore e agli alberi a camme, ai loro utilizzi e ai diversi tipi.

Che cos'è un albero motore?

L'albero motore è un componente ad alta resistenza del motore a combustione interna (ICE) presente in diversi tipi di veicoli, come trattori moderni, automobili e così via. Un albero motore è essenzialmente un'asta metallica con diverse appendici collegate che ruotano rapidamente (circa 14.000 giri/min) ed è essenziale per trasmettere la potenza dal motore alle ruote.

A cosa serve un albero motore?

In termini più tecnici, la funzione principale dell'albero motore è convertire il moto lineare dei pistoni in moto rotatorio trasmesso al volano e alla trasmissione. L'albero motore trasmette inoltre potenza ad altri componenti fondamentali del motore, come la pompa dell'olio, la pompa di raffreddamento, la fasatura delle valvole, il compressore del climatizzatore e l'alternatore.

Pertanto, l'albero motore è in movimento costante e deve essere realizzato con un materiale durevole e altamente resistente all'usura, alla fatica e al calore. I materiali più comunemente utilizzati sono l'acciaio fucinato o la ghisa.

Quali sono i diversi tipi di alberi motore?

Le bielle e il modo in cui sono collegate variano in base al design dell'albero motore. Gli alberi motore si classificano in linea di massima in due tipi:

L'albero motore monolitico

Questo tipo è comunemente utilizzato nei motori pluricilindrici, più comunemente nel motore a quattro tempi presente nella maggior parte delle automobili.

L'albero motore di tipo assemblato

Questo tipo è comunemente utilizzato nei motori monocilindrici e bicilindrici a quattro tempi e nei motori a due tempi.

Grazie all'elevata resistenza della ghisa, questa viene generalmente utilizzata nella costruzione di veicoli prodotti in grandi volumi e a basso carico. Per i motori ad alta efficienza nei consumi che richiedono un rapporto potenza/cilindrata più elevato, si preferiscono gli alberi motore in acciaio fucinato.

Quali sono i componenti di un albero motore?

L'albero motore è progettato con un nucleo robusto e superfici solide per resistere all'usura dovuta al suo moto rotatorio costante. I suoi componenti principali sono:

• Perni di banco: ruotano nel cuscinetto e determinano l'asse di rotazione dell'albero.
• Perni di manovella: i perni di manovella sono collegati alle bielle.
• Bracci di manovella: i bracci di manovella collegano i perni di manovella al perno di banco.
• Volano/trasferimento di forza: il volano contribuisce a rendere più regolare la coppia del motore e a ridurla
• Condotto dell'olio: è un'apertura che attraversa l'albero. L'olio scorre attraverso il condotto dell'olio quando il motore è in funzione e fornisce lubrificazione alle parti in movimento.
• Contrappesi: come suggerisce il nome, bilanciano il peso dell'albero motore riducendo il carico sul cuscinetto di banco. Sono fissati direttamente sull'albero motore oppure collegati ad esso tramite la manovella

Che cos'è un albero a camme?

Un albero a camme è un componente molto importante del motore a combustione interna. Determina in larga misura le prestazioni del motore a diverse velocità. Ha la forma di un'asta con lobi chiamati camme disposti lungo la sua lunghezza.

A cosa serve?

La funzione principale dell'albero a camme è controllare l'apertura e la chiusura delle valvole di scarico e di aspirazione. Assicura che la valvola di aspirazione si apra al momento giusto per alimentare la miscela aria-carburante al motore. Questo è importante per trasformare il moto rotatorio in moto alternativo. Migliorare la funzione dell'albero a camme può aumentare l'efficienza, la coppia massima, la potenza e le prestazioni complessive.

L'albero a camme è essenzialmente composto da due parti: le camme e l'albero, entrambe sincronizzate con l'apertura o la chiusura delle valvole tramite l'ingranaggio dell'albero motore. Le automobili utilizzano alberi a camme in acciaio fucinato o ghisa.

Quali sono i diversi tipi di alberi a camme?

Esistono generalmente due tipi di alberi a camme a seconda del tipo di "punteria" utilizzata.

Gli alberi a camme con punterie piatte

Questo albero a camme si trova nel punto in cui il punteria e la camma si sfregiano a vicenda, il sito in cui il punteria ruota sulla camma. Questo movimento rotatorio è molto importante per prevenire l'usura delle parti in continuo movimento dell'albero a camme. L'albero a camme con punterie piatte funziona con punterie piatte idrauliche e meccaniche (dette anche follower e punterie).

Alberi a camme a rullo

Come suggerisce il nome, il naso è arrotondato, per garantire che il rullo mantenga la valvola aperta a un'alzata maggiore per un tempo prolungato. Questa impostazione influisce sulla richiesta di carica aria-carburante e apre la valvola più rapidamente. Come nel caso delle punterie piatte, l'albero a camme a rullo funziona con punterie a rullo idrauliche e meccaniche.

Quali sono i diversi componenti di un albero a camme?

• I perni: mantengono l'albero a camme in posizione, impedendogli di deviare mentre l'albero ruota a velocità elevatissima.
• Le camme: regolano l'apertura e la chiusura delle valvole di aspirazione e scarico mentre l'albero a camme ruota. La velocità di apertura e chiusura delle valvole influisce sulle prestazioni del motore. Cambiano velocità al variare del regime del motore.
• Le estremità: l'estremità anteriore dell'albero a camme sincronizza il movimento del motore con l'albero motore, l'estremità posteriore mantiene l'accensione sincronizzata con il resto del motore a combustione interna.
• I cuscinetti dell'albero a camme: sono aggiunte per migliorare le prestazioni degli alberi a camme. Il cuscinetto isola l'albero a camme in modo che non venga influenzato in caso di malfunzionamento del motore.

Quali sono le differenze tra un albero motore e un albero a camme?

Ci sono diverse differenze chiave tra un albero a camme e un albero motore, oltre alla loro funzione. Vediamo alcune differenze principali:

Posizione

L'albero motore si trova sotto il cilindro, mentre l'albero a camme si trova sopra il cilindro.

Modalità di funzionamento

L'albero motore converte il movimento lineare del pistone in movimento circolare, mentre l'albero a camme serve a sincronizzare la corretta apertura e chiusura delle valvole di aspirazione e scarico.

Materiale

Gli alberi motore sono comunemente realizzati in acciaio legato forgiato, mentre gli alberi a camme sono solitamente in acciaio forgiato o ghisa.

In conclusione

L'albero motore e l'albero a camme sono entrambi componenti vitali del motore a combustione interna e presentano parti diverse che si articolano in modi differenti per garantire il corretto funzionamento dell'albero. Mentre l'albero motore è costruito per trasformare il movimento lineare in circolare, l'albero a camme regola l'apertura e la chiusura delle valvole di aspirazione e scarico. L'energia dell'albero a camme viene trasmessa all'albero motore per il suo funzionamento.

Domande frequenti

Cosa hanno in comune l'albero motore e l'albero a camme?

Sono entrambi alberi, sebbene progettati in modo diverso e collegati a parti diverse del motore. Il movimento dell'albero a camme è azionato dall'albero motore tramite una catena o ingranaggi sulla sua estremità anteriore. L'albero motore utilizza l'energia generata dall'apertura e chiusura delle valvole nel processo di combustione per alimentare il motore.

Quali sono i segnali di un albero motore malfunzionante?

Ci sono diversi segnali importanti che indicano un albero motore difettoso. Tra questi: spie lampeggianti, motore che si spegne, mancate accensioni, accelerazione irregolare, consumo di carburante ridotto e vibrazioni irregolari del motore.

Qual è la funzione principale dell'albero a camme?

Regolare e sincronizzare la chiusura e l'apertura delle valvole di aspirazione e scarico.

Quale gira più velocemente, l'albero motore o l'albero a camme?

L'albero motore gira al doppio della velocità dell'albero a camme. Questo perché basta un solo giro dell'albero a camme per completare il funzionamento delle valvole per un ciclo completo del motore, mentre il motore a quattro tempi (albero motore) deve compiere due giri per completare un ciclo.

Qual è la funzione principale di un albero motore?

È la parte più integrante del motore a combustione interna: trasforma il movimento lineare in movimento rotatorio.