Distribuzione - Funzione di base

P05.00-A005-76

Panoramica

Questo documento contiene informazioni su:

 Generalità

 Premesse per il funzionamento

 Funzione

Generalità

La distribuzione variabile del motore comprende il comando meccanico, idraulico o elettromeccanico degli organi della distribuzione.

La distribuzione variabile del motore consente un adattamento delle fasi di distribuzione delle valvole e della corsa della valvola in funzione della condizione di carico e dello stato di esercizio del motore a combustione interna.

Mediante la distribuzione variabile del motore vengono ottimizzate le seguenti misure:

 Potenza motore

 Consumo carburante

 Emissione di sostanze nocive

Premesse per il funzionamento

 Gestione del motore ON (morsetto 87M)

 Motore in fase di funzionamento

Funzione

Per motivi costruttivi i tempi di comando delle valvole e la corsa della valvola sono fissi, cioè  tra la corsa della valvola e l'angolo albero motore c'è un rapporto reciproco definito. La distribuzione variabile del motore influisce sui tempi di comando delle valvole e sulla corsa della valvola in funzione della condizione di carico e dello stato di esercizio del motore a combustione interna.

L'implementazione della distribuzione variabile del motore è possibile sia sul lato immissione sia sul lato scarico e avviene influendo sugli alberi a camme.

Si distinguono i seguenti principi:

 Regolazione dell'albero a camme

 Commutazione corsa valvola

P05.20-A059-76

Commutazione corsa valvola

Nella commutazione corsa valvola ha luogo una modifica della corsa della valvola, cioè  un sollevamento piatto o ripido delle valvole. Con un sollevamento piatto delle valvole (cioè  con una corsa corta della valvola), nell'esercizio a carico parziale è possibile ridurre le perdite farfalla e, quindi, il consumo di carburante. Per raggiungere una coppia elevata, in caso di esercizio a pieno carico viene utilizzato un sollevamento ripido delle valvole, cioè  una corsa lunga della valvola. La commutazione corsa valvola può avvenire sia sul lato immissione, sia sul lato scarico.

La corsa zero è l'esclusione cilindri. In questo caso, le valvole di immissione e scarico di uno o più cilindri rimangono chiuse. Si ha così l'apertura dello scarico dei cilindri, con un aumento dell'efficienza dei restanti cilindri e un abbassamento del consumo di carburante.

La commutazione corsa valvola ha luogo in funzione di regime, carico e temperatura del motore. Una corsa più corta della valvola migliora, oltre al vantaggio termodinamico, anche la potenza assorbita dall'attrito. Per garantire una combustione ottimale nonostante la corsa più corta della valvola, il carburante viene iniettato più volte. Per migliorare la ridotta turbolenza della miscela di aria e carburante nella camera di combustione intorno alla candela di accensione, la miscela di aria e carburante viene accesa più volte a esercizio a carico parziale ridotto. Per il pieno sviluppo della potenza del gruppo, nei settori di carico più alti si passa alla corsa lunga della valvola. Grazie alla combinazione della commutazione corsa valvola in combinazione con il motore a ciclo otto con sovralimentazione si ottengono vantaggi sul piano dei consumi durante il funzionamento del motore in esercizio a carico parziale. Con la commutazione variabile corsa valvola, nell'esercizio a carico parziale con una corsa più corta della valvola viene convogliata meno aria nella camera di combustione. In questo modo, le perdite durante il ricambio della carica e per attrito diminuiscono.

 L'implementazione della commutazione corsa valvola avviene tramite un sistema elettromeccanico. Il sistema elettromeccanico lavora con attuatori che avviano un ingranamento meccanico sull'albero a camme. Gli alberi a camme sono realizzati in due parti, cioè  un albero cavo, con coppie di camme e scanalature a spirale, che circonda un albero pieno dotato di camme. In funzione del n. di giri e del carico del motore gli attuatori si innestano nelle scanalature a spirale sulle camme selezionate. Gli attuatori li spostano assialmente in una delle posizioni finali (corsa lunga o corta della valvola). In questo modo ha luogo uno spostamento delle camme sull'albero a camme.

P07.10-A001-75

Regolazione dell'albero a camme

Durante la regolazione dell'albero a camme si verifica una modifica dei tempi di comando delle valvole mediante rotazione dell'albero a camme in modo che si forma un angolo di ricoprimento valvole. La rotazione dell'albero a camme, se la corsa della valvola rimane uguale, può avvenire in direzione anticipo o ritardo. La rotazione dell'albero a camme avviene tramite un variatore di fase.

 In presenza di un angolo di ricoprimento la valvola di immissione si apre prima che la valvola di scarico sia completamente chiusa. Il processo si verifica verso la fine del 4°  ciclo (emissione dei gas di scarico) e dura fino al 1°  ciclo (aspirazione).

Se l'angolo di ricoprimento è grande la valvola di immissione e la valvola di scarico si aprono e chiudono in anticipo. Così si abbassa, nel settore a carico parziale, la temperatura di combustione e viene ridotta la formazione di ossidi di azoto (NOx). Sul lato scarico una nuova aspirazione dei gas di scarico ha l'effetto di un sistema di ricircolo dei gas di scarico interno per la riduzione di emissioni di sostanze nocive.

Per ottenere un sistema di ricircolo dei gas di scarico interno, la centralina di comando motore a combustione interna regola un angolo di ricoprimento valvole elevato in caso di regime e carico del motore ridotti. Viene aspirata una quantità ridotta di gas fresco in quanto all'interno dei cilindri rimane ancora una certa quantità di gas di scarico poveri di ossigeno. . La temperatura di combustione diminuisce e la formazione di ossidi di azoto (NOx) si riduce. La massa d'aria aspirata si riduce in misura pari alla quantità di gas di scarico rimasti. La centralina di comando motore a combustione interna riduce di conseguenza la durata dell'iniezione.

Se l'angolo di ricoprimento è piccolo la valvola di immissione e la valvola di scarico si aprono e chiudono in ritardo. In folle, gli angoli di ricoprimento ridotti impediscono il traboccamento dell'aria nel condotto di scarico e dei gas di scrivo nel condotto di immissione. Durante l'esercizio a pieno carico, un afflusso di aria determina un effetto di ricarica nei cilindri. L'effetto di ricarica porta ad un aumento della coppia.

L'abilitazione della regolazione dell'albero a camme da parte della centralina di comando motore a combustione interna avviene in funzione del regime del motore e della temperatura dell'olio motore. L'abilitazione della regolazione dell'albero a camme di scarico avviene solo ad un regime superiore del motore rispetto all'albero a camme di aspirazione. In questo modo viene garantito per il lato scarico, anche con un basso livello di pressione olio, il raggiungimento della posizione di bloccaggio contro i momenti di reazione dell'albero a camme che agiscono in direzione posticipo. Per supportare la regolazione in corrispondenza di ciascuno dei variatori di fase è collocata una molla di richiamo. Se entrambi gli alberi a camme vengono regolati, la regolazione dell'albero a camme di scarico viene ritardata (ha luogo successivamente). In questo modo si evitano problemi di alimentazione dell'olio, garantendo al contempo la sicurezza di funzionamento del meccanismo di bloccaggio.

La regolazione dell'albero a camme avviene utilizzando un variatore di fase sulle estremità che trasmettono energia dell'albero a camme. Il variatore di fase regola gli alberi a camme in riferimento all'angolo albero motore e consente così un angolo di ricoprimento al ricambio della carica.