Struttura motore La distribuzione

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1 1 Generalità La distribuzione, ovvero il comando valvole, ha il compito di consentire e di regolare il ricambio dei gas nel motore a combustione interna. Esso è composto da: Valvole di aspirazione e scarico Molle che ne garantiscono la chiusura Bicchierini o punterie,aste e bilancieri con adeguate soluzioni per la registrazione del gioco o per il recupero automatico Albero a camme (collocato nel basamento o nella testa) Sistema di trasmissione del moto

2 2 Generalità La legge della distribuzione per l ingresso dell aria comburente e l uscita dal cilindro dei gas di scarico è caratterizzata da: Alzata valvola (da 8 a 11mm), generalmente differenziata tra aspirazione e scarico Angolo di apertura della valvola (>180 motore) Legge di apertura, intesa come raccordo tra inizio apertura ed alzata massima, e legge di chiusura Fasatura di inizio apertura, rispetto al PMS per la valvola di aspirazione e al PMI per quella di scarico (la relativa di chiusura è determinata dall angolo di apertura)

3 3 Sezione di efflusso valvola

4 4 Il dimensionamento delle valvole Alzata massima della valvola In fase di alzata la sezione di efflusso, in prima approssimazione, la sezione di efflusso è definita da un cilindro con il diametro della valvola e l altezza pari all alzata e quindi, nel caso più importante della valvola di aspirazione: A va = π Alla massima alzata domina invece la sezione definita dal seggio valvola all uscita del condotto di aspirazione, a meno dell ingombro dello stelo, e quindi: d va h va A va d = π 4 va

5 5 Il dimensionamento delle valvole Alzata massima della valvola Ne consegue che quando la superficie del cilindro generata dall alzata della valvola uguaglia la superficie attraverso il seggio, risulta inutile un ulteriore incremento di alzata. Uguagliando quindi le due superfici di passaggio: 2 π d h va va π d h = = va va 4 d va Questa relazione definisce quindi l alzata massima della valvola dell ordine di ¼. In pratica poi, a volte è necessario superare questo valore per recuperare la portata persa a causa delle perdite fluidodinamiche, ma rimane valido il concetto.

6 6 Il dimensionamento delle valvole Diametro della valvola L obiettivo è sempre di garantire la massima sezione di passaggio in funzione della cilindrata unitaria. Nel caso teorico di testa piatta con due valvole per cilindro il limite teorico del diametro della singola valvola è la metà del diametro del cilindro, ovvero dell alesaggio. Quindi il rapporto limite teorico tra la sezione di passaggio della valvola di aspirazione e la sezione del cilindro è pari a d A d va va va = 0.5 = = D A D p 0.25

7 7 Il dimensionamento delle valvole Diametro della valvola La configurazione a 4 valvole per cilindro consente un maggior sfruttamento dell area del cilindro, infatti il limite teorico del diametro della singola valvola, sempre nel caso di testa piatta, è: D = d 1 va d 2 d = = va va D Mentre la sezione teorica disponibile con due valvole di aspirazione è superiore del 30%, infatti: 2 2 A 2π d / 4 d va va va = = 2 = 2 A π D / 4 D p 0.34

8 8 Il dimensionamento delle valvole Diametro della valvola Le camere di combustione presentano configurazioni che debbono ottimizzare il compromesso tra rendimento di combustione, sezioni di passaggio valvole e sezioni resistenti della testa tra le valvole. In pratica si hanno questi parametri, indicati dall esperienza, per il diametro delle valvole di aspirazione. Motori bz con camera emisferica a 2 valvole d va = D Motori bz con camera a tetto 4 valvole d va = D

9 9 Il dimensionamento delle valvole Diametro della valvola Motori Diesel con testa piatta, in quanto la camera è ricavata nel pistone: 2 valvole d va = D 4 valvole d va = D La valvola di scarico ha in genere dimensioni inferiori di circa il 10% per privilegiare il riempimento, garantire il sufficiente spessore di parete della testa tra le valvole e non ultimo per un miglior raffreddamento.

10 10 La fasatura: apertura e chiusura rispetto a PMS e PMI Apertura valvola aspirazione (IVO) Chiusura valvola scarico (EVC) Chiusura valvola aspirazione (IVC) Apertura valvola scarco (EVO) P.M.I. Ciclo di lavoro a 4 tempi

11 Lift [mm]; Velocity [mm / rad ] Lift Velocity Acceleration Alzata Velocità Cam Angle[deg] Accelerazione -100 Acceleration [mm/rad²], Jerk [mm/rad³] Diagramma teorico legge moto valvola

12 Struttura motore La distribuzione Geschwindigkeit 4000 Hub Beschleunigung Cam Angle Moto valvola reale corretto a 7000 n/1 12 Velocity, Valve Lift (m/s, mm)

13 13 Comando distribuzione con albero a camme nel basamento

14 14 Comando diretto Comando con bilanciere Schemi comando valvole

15 Comando desmodromico Da DESMOS legame e DROMOS..corsa Viene usato per meccanismi dotati di un comando per l azionamento in una direzione ma anche di un comando per l azionamento in direzione opposta. Nel caso specifico dei motori si tratta di un sistema di distribuzione dove la corsa della valvola è controllata sia durante la fase di apertura che in quella di chiusura prima applicazione su DELAGE 1923 applicazione Fiat 1954 Mercedes Formula Ducati Gran Premio.ing Taglioni Da tale data contraddistingue la DUCATI come caratteristica esclusiva del comando valvole dei motori bi-cilindrici: la chiusura delle valvole è azionata dal comando meccanico e non dalla molla, ridimensionando così il problema dello sfarfallamento ad alti giri. Tale fenomeno si verifica quando la molla non riesce a seguire la frequenza di azionamento e quindi la valvola inizia a seguire una traiettoria non più controllata dal profilo della camma. 15

16 16 Richiamo su distribuzioni Desmodromiche / 1 Dopo essere stata la prima, nel settore motociclistico, ad impiegare con successo una distribuzione desmodromica in campo agonistico (nella seconda metà degli anni Cinquanta), la Ducati ha successivamente fatto ricorso (unica casa al mondo) anche per i suoi motori di serie a questa soluzione, che sì è rivelata talmente valida da venire impiegata da oltre un ventennio su tutta la sua produzione. Va subito detto che il sistema adottato nei motori dì serie fino alla presentazione della 851 prevedeva l'impiego di un solo albero a camme in testa (mentre nelle Ducati da competizione di una volta ne venivano impiegati ben tre, con una complessità meccanica sensibilmente maggiore). Sui motori a due valvole per cilindro l'unico albero a camme di ogni testata è dotato di quattro eccentrici; due di essi hanno una conformazione convenzionale e provvedono quindi a fare aprire le valvole stesse agendo su bilancieri a due bracci praticamente uguali a quelli di qualunque altro motore. I due eccentrici di chiusura hanno una forma "complementare" rispetto a quelli di apertura; ciascuno di essi aziona un bilanciere a due bracci, uno dei quali è dotato di una estremità a forchetta, che va ad agire su di un collarino solidale con lo stelo della valvola e provvede a riportare quest'ultima dalla posizione di massima apertura fino a una ridottissima distanza (qualche centesimo di millimetro) dalla sede. La chiusura definitiva viene ottenuta ai bassi regimi grazie all'azione di una molla ausiliaria avente carico assai ridotto e, agli alti, sfruttando anche l'inerzia della valvola stessa e la pressione dei gas. Grazie alla distribuzione desmodromica vengono eliminate le tradizionali molle; le valvole, infatti, non vengono richiamate elasticamente ma meccanicamente, cosa alla quale appunto provvedono nei propulsori Ducati i bilancieri di chiusura, collocati in basso e "rovesciati" rispetto a quelli di apertura. Il fatto che essi non riportino le valvole esattamente a contatto con le sedi si spiega con la necessità di evitare il rischio che, a causa delle differenti dilatazioni che i vari componenti subiscono durante il funzionamento, si possa arrivare in qualche caso ad avere il fungo valvola già appoggiato contro la sede mentre il bilanciere ancora lo sta "tirando" indietro! In tal caso si verificherebbero sollecitazioni meccaniche elevatissime e sì andrebbe incontro a rapida usura e probabilmente al cedimento dei bilancieri o addirittura delle stesse valvole.

17 17 Richiamo su distribuzioni Desmodromiche / 2 Nei motori Ducati raffreddati ad acqua con distribuzione bialbero gli eccentrici di apertura agiscono su bilancieri a dito. La realizzazione di una efficiente ed affidabile distribuzione desmodromica richiede una grande abilità nella progettazione e al tempo stesso lavorazioni estremamente accurate. Anche il montaggio delle teste e del complesso della distribuzione e gli eventuali interventi riparativi necessitano di una considerevole abilità da parte del meccanico. Grazie al sistema desmodromico di richiamo delle valvole queste ultime possono essere guidate con estrema precisione ed il loro movimento non si scosta da quello previsto in sede di progetto nemmeno ai regimi più elevati. Inoltre viene ovviamente eliminata la possibilità che, in seguito, ad esempio, a una sfollata o a una staccata al limite si possa verificare lo sfarfallamento delle valvole (che non di rado può avere conseguenze catastrofiche per l'integrità del motore). Infine le valvole possono essere aperte e richiuse con una maggiore rapidità, il che vuole dire che si può disporre dì sezioni di passaggio per i gas decisamente cospicue anche solo pochi gradì dopo l'inizio dell'apertura delle valvole stesse, a tutto vantaggio della respirazione del motore. Contrariamente a quanto si potrebbe forse pensare. la distribuzione desmodromica non determina avvertibili miglioramenti del rendimento meccanico in quanto la potenza assorbita per il suo azionamento agli alti regimi non si discosta in misura sensibile da quella assorbita da una distribuzione di tipo tradizionale.

18 18 Comando distribuzione desmodromico DUCATI

19 19 Motore 4 cilindri/4t in linea con due alberi a camme

20 20 Motore 4 cilindri/4t in linea con un solo albero a camme

21 21 Motore 6 cil a V60 /4T con un albero a camme per testata

22 22 Motore 6 cil a V60 /4T con due alberi a camme per testata

23 23 Disegno albero a camme serrato sui perni

24 24 Disegno albero a camme infilato

25 25 Sollecitazioni in funzionamento dell albero a camme Carichi dinamici provenienti dal cinematismo delle valvole sollecitazione a fatica dei componenti. Carichi dinamici provenienti dall albero motore attraverso il sistema di trascinamento (cinghia, catena) sollecitazione a fatica aggravata da eventuali risonanze del sistema

26 26 Comando diretto con compensazione meccanica del gioco

27 27 Comando diretto con recupero idraulico del gioco

28 28 L impronta di contatto generata durante la rotazione dell albero deve essere contenuta entro la superficie del piattello: la larghezza massima della camma è quindi imitata dal diametro del piattello.

29 29 Permissible contact stresses on the cam for rolling contact Hertzian pressure [N/mm²] The values can be up to 200 N/mm² higher depending on tribological conditions chilled cast iron nodular cast iron steel (Cf 53) induction hardened cam shaft material 100 Cr6

30 30 Sezione trasversale di un comando valvole diretto

31 31 Comando con bilanciere e recupero idraulico del gioco

32 32 Hydraulic Rocker Arm Components Rocker arm Support plate Hydraulic lash adjuster Side washers (2x) Set of needles Outer ring Shaft Assembly

33 33 Comando con bilanciere libero e recupero automatico del gioco

34 34 Finger follower with roller and pivot element

35 35 Roller Finger Follower Valve Trains Roller finger follower parts Outer Ring 100Cr6 Needles 100Cr6 Axle 100Cr6 Sheet Metal Thickness: 2,5 mm... 3,5 mm Sheet Metal Body 16MnCr5

36 36 Roller Finger Follower Valve Trains HLA composition socket plunger reservoir chamber housing high pressure chamber lower plunger

37 37 Il variatore di fase a manicotti concentrici (Alfa Romeo)

38 38 Richiamo alla teoria: la fluidodinamica di aspirazione Apertura valvola aspirazione PMS Anticipo apertura valvola aspirazione rispetto al PMS: All inizio effettivo (PMS) della corsa di aspirazione la valvola deve essere già aperta per limitare le perdite di carico. I massimi picchi d onda (risonanze) sono più efficaci se la sezione di apertura è già discreta. Un ampio angolo di apertura della valvola consente minori accelerazioni in alzata e chiusura e quindi minori sollecitazioni dinamiche, usure, etc.. PMI PMS PMI Scarico Aspirazione PMI Chiusura valvola aspirazione Ritardo chiusura valvola aspirazione rispetto al PMI: È il parametro che maggiormente influenza le prestazioni in piena ammissione a tutti i giri motore. A medio - alti giri consente di sfruttare appieno i fenomeni dinamici che avvengono in aspirazione A bassi giri determina il riflusso della miscela verso il condotto di aspirazione per la risalita del pistone. Quanto più è elevato il ritardo, tanto minore è la coppia erogata dal motore

39 39 Richiamo alla teoria: la fluidodinamica di aspirazione e scarico Apertura valvola aspirazione Incrocio PMS Chiusura valvola scarico Anticipo apertura valvola scarico rispetto al PMI: influenza essenzialmente la fase di espansione e il ciclo di pompaggio e quindi il rendimento utile. L apertura anticipata per garantire ad ogni regime salto di pressione e tempo sufficiente ad espellere tutto il gas combusto durante la corsa di scarico A bassi giri un valore eccessivo di anticipo può penalizzare le prestazioni ed i consumi, causa la perdita di lavoro utile. Ad alti giri un valore di anticipo insufficiente può aumentare il lavoro di pompaggio con perdita di potenza e aumento dei consumi. PMI PMS PMI Chiusura valvola aspirazione Apertura valvola scarico PMI Scarico Incrocio Aspirazione Ritardo chiusura valvola scarico rispetto al PMS: Con incrocio sufficiente e correttamente intonato le onde di pressione all aspirazione e di depressione allo scarico consentono il lavaggio del cilindro e l introduzione di una maggior massa di carica fresca. Incrocio eccessivo a bassi giri e carichi, quando la depressione all aspirazione è elevata, genera il rifiuto di gas di scarico verso l aspirazione, quindi di altri cilindri, producendo irregolarità motore.

40 40 PMI Il variatore di fase Alfa Romeo PMS PMI Gestione variazione fase Aspirazione Minimo Aspirazione ritardata Stabilità regime minimo Scarico Aspirazione Medio carico (bassa velocità) Aspirazione anticipata Maggior coppia ai bassi giri Incrocio Anticipo apertura Elevato carico (alta velocità) Aspirazione ritardata Maggior potenza massima Ritardo chiusura

41 41 Il variatore di fase Alfa Romeo Coppia (Nm) Aspirazione anticipata Aspirazione ritardata Potenza (Cv) RPM

42 42 Hydraulic / electronic scheme cam phaser cam positon sensor triggerwheel Oil control valve crank sensor triggerwheel connected to oil pump Engine management system connected to sump

43 43 Cam phase variator-function (base position) oil control valve swiched off pump example for intake VCT tank sump fully retarded cam position locking pin engaged

44 44 Cam phase variator-function (shifting) oil control valve fully energized pump example for intake VCT sump VCT position change commences locking pin unlocks

45 45 Cam phase variator-function (controlled position) oil control valve energized to mid position (PWM control) pump example for intake VCT sump locking pin remains disengaged VCT control position is frozen

46 46 Switchable Tappet Valve Train Valve/Cylinder De-Activation / Cam Profile Switching for SOHC and DOHC engines Locking Spring Outer-Housing Inner Piston Inner-Housing Locking Piston HLA Anti Rotation Device Lost-Motion-Spring Electro-hydraulic solenoid 2/3-Way

47 47 Switchable Tappet Valve Train Valve/Cylinder De-Activation / Cam Profile Switching for SOHC and DOHC engines

48 48 Combinazione di CPV e switchable tappet

49 49 Sistema ad alzata variabile Valvetronic

50 50 Testa motore con sistema Valvetronic

51 51 La storia: il variatore di fase AlfaRomeo / 1 (da Club Cuore Alfisti) 1. La fasatura della distribuzione. In ogni propulsore, numerosi organi meccanici lavorano in sincronismo con il movimento dei pistoni e, pertanto, devono essere perfettamente "in fase" con l'albero motore, al quale sono collegati da catene, cinghie dentate o ingranaggi. La fasatura dell'accensione, per esempio, è il legame angolare che intercorre tra la posizione del pistone e l'istante in cui scocca la scintilla (anticipo d'accensione). La fasatura della distribuzione, invece, serve a determinare il punto di apertura e di chiusura delle valvole rispetto alla posizione del pistone. Essa, normalmente fissa, sui motori moderni viene a volte resa variabile tramite il cosiddetto "variatore di fase", che serve a migliorare il grado di riempimento del volume totale del cilindro (attraverso la variazione del movimento delle valvole) in funzione del numero di giri del motore e, quindi, in funzione della potenza desiderata. Più precisamente, quindi, per "fasatura delle valvole" si intendono gli angoli di apertura e di chiusura delle valvole riferiti ai punti morti (PMI e PMS, rispettivamente Punto Morto Inferiore e Punto Morto Superiore, cioè gli estremi della corsa del pistone in cui il moto si inverte e in corrispondenza dei quali la velocità dello stantuffo assume per un istante valore zero), secondo un diagramma circolare definito appunto "diagramma della distribuzione". Gli effetti della fasatura delle valvole sulle prestazioni di un motore a benzina sono notevoli; in particolare, la fasatura delle valvole di aspirazione influenza la potenza erogata dal motore. Ritardare la chiusura delle valvole (angolo di incrocio elevato) significa incrementare la potenza agli alti regimi, grazie ad un certo grado di sovralimentazione dovuto agli effetti inerziali del moto dell'aria, ma ciò comporta anche delle perdite ai medi e bassi regimi a causa dei riflussi della carica nei condotti di aspirazione. Al contrario, se si anticipa la chiusura delle valvole di aspirazione (angolo di incrocio limitato), si ottengono incrementi prestazionali ai bassi e medi regimi. La scelta tra le due fasature è sovente frutto di compromessi. Infatti, un angolo di incrocio limitato ridurrebbe, soprattutto ad alto numero di giri, l'ampiezza delle fasi di aspirazione della miscela fresca e di scarico dei gas combusti, impedendo l'ottimale riempimento dei cilindri e limitando di conseguenza la potenza erogata.

52 52 La storia: il variatore di fase AlfaRomeo / 2 (da Club Cuore Alfisti) Al contrario, un incrocio eccessivo potrebbe causare un funzionamento irregolare del motore a basso numero di giri e, soprattutto al minimo, ritorni di fiamma verso l'alimentazione e spreco di combustibile non bruciato che uscirebbe dalle valvole di scarico. I motori 4 cilindri Alfa Romeo, dotati di 4 carburatori e relative 4 farfalle adottavano una fasatura con elevati incroci delle valvole, perché la presenza di una farfalla per ogni collettore impediva i riflussi ai bassi regimi ed al minimo. Il discorso potrà apparire più chiaro approfondendo brevemente il fondamentale concetto di "angolo di incrocio delle valvole". Esso non è altro che l'intervallo di rotazione dell'albero motore, misurato in gradi, durante il quale rimangono aperte simultaneamente le valvole di aspirazione e di scarico: ciò avviene quando il pistone si trova al Punto Morto Superiore (PMS), all'inizio della fase di aspirazione e alla fine della fase di scarico, ed è provocato dal ritardo di chiusura dello scarico e dall'anticipo di apertura dell'aspirazione. L'ampiezza dell'angolo di incrocio è molto varia, in genere tra i 10 e i 60 (fino ai 120 nei motori da competizione), e dipende sia dalle caratteristiche geometriche e costruttive del motore sia dalle prestazioni: ha comunque lo scopo di utilizzare al meglio l'effetto estrattore dell'onda di scarico e di ottimizzare il rendimento volumetrico sfruttando l'inerzia dei gas freschi che entrano nel cilindro. Più il motore è spinto, tanto maggiore è l'angolo di incrocio; tuttavia, a partire dagli anni Settanta, si è preferito ridurre il suo valore, in particolare il ritardo di chiusura delle valvole di scarico, allo scopo di limitare la fuoriuscita di benzina incombusta e, di conseguenza, le emissioni inquinanti e il consumo. Come già detto, un elevato angolo di incrocio è utile quando il motore è al massimo dei giri, perché contribuisce ad aumentare la potenza. Ciò però penalizza il funzionamento ai medi e bassi regimi. Ebbene, i variatori di fase consentono proprio di modificare l'incrocio durante il funzionamento del motore, così da ottenere alta coppia ai bassi regimi e potenza elevata a quelli più alti.

53 53 La storia: il variatore di fase AlfaRomeo / 3 (da Club Cuore Alfisti) 2. Il variatore di fase lato aspirazione dell'alfa. Nella seconda metà degli anni Settanta, la lotta all'inquinamento incominciava a muovere i primi importanti passi in California, dove si cercava di abbattere le emissioni di CO, HC ed NOx. Mentre le marmitte catalitiche ossidanti erano efficaci nella riduzione dell'ossido di carbonio e degli idrocarburi incombusti, per quanto riguardava gli ossidi di azoto, l'unica soluzione prevista allora era la ricircolazione dei gas di scarico, conosciuta anche come EGR (Exhaust Gas Recirculation). Il sistema prevedeva la reimmisione, tramite una valvola, di una certa quantità di gas combusti all'interno dei cilindri, gas che venivano così miscelati con l'aria fresca prelevata dall'esterno. La valvola EGR veniva attivata dalla depressione creata dall'apertura della farfalla. I motori Alfa Romeo all epoca - lo abbiamo già accennato - erano dotati di una farfalla per cilindro e far rientrare una certa percentuale di gas di scarico in un motore con 4 farfalle era impossibile perché occorreva disporre di una tubazione che portasse i gas combusti ai singoli collettori di aspirazione, ma ciò avrebbe creato un bypass fra i collettori con l'annullamento del blocco creato dalle farfalle. Pertanto, i tecnici Alfa furono costretti a rinunciare alla singola farfalla per cilindro, a favore di una iniezione meccanica con farfalla unica, che aveva però il difetto di ridurre la coppia ai bassi e medi regimi, per l'impossibilità di realizzare fasature spinte. L'adozione della monofarfalla aveva risolto il problema del rispetto delle norme USA, ma i motori avevano perso la prerogativa Alfa delle buone prestazioni ai medi e bassi regimi, di fatto riportando i motori della casa di Arese ai tempi del carburatore unico centrale. Per ovviare alla fasatura di distribuzione poco incrociata iniziarono allora gli studi per la realizzazione di un dispositivo che mantenesse un basso incrocio attorno al regime minimo e lo incrementasse appena possibile: stava per nascere il primo variatore di fase della storia dell'automobile. Il variatore di fase (fig. 1) fu adottato, per la prima volta, dal motore di 1750 cc del Model Year 1980 dello Spider prodotto per il mercato USA.

54 54 La storia: il variatore di fase AlfaRomeo / 4 (da Club Cuore Alfisti) Fig. 1

55 55 La storia: il variatore di fase AlfaRomeo / 5 (da Club Cuore Alfisti) Nella prima versione del variatore di fase, la camma (1) era svincolata dalla puleggia di trascinamento (2), alla quale era fissato un manicotto (3) che al suo interno presentava una dentatura elicoidale. La compagna di tale dentatura faceva parte di un mozzo (4) che poteva scorrere nella direzione indicata dalle frecce rosse, con moto sia assiale che elicoidale, a seguito della pressione ricevuta dall'olio motore, che andava ad agire sulla faccia del mozzo. Il mozzo presentava al suo interno un dentatura diritta che nel movimento si andava ad innestare con la dentatura (5) dell'albero a camme che quindi consentiva la rotazione dell'albero e di conseguenza degli eccentrici. Al ridursi della pressione dell'olio, il mozzo veniva riportato in posizione iniziale dalla molla (6). Il cambio di fasatura avveniva, in teoria, dopo avere superato i 1650 giri/min, ma nella realtà ciò poteva avvenire, a causa degli eccessivi giochi negli accoppiamenti, anche a 2000 giri/min. La variazione della fasatura lato aspirazione aveva come conseguenza che le valvole iniziavano ad aprirsi con un angolo di albero motore di 44 34' rispetto al Punto Morto Superiore, in luogo dei 24 34' che erano stati definiti per regimi di rotazione inferiori ai 1650 giri/min. Gli obiettivi raggiunti dall'alfa Romeo con l'adozione del variatore di fase si meritarono un citazione ufficiale dell'ente americano dedicato ai problemi dell inquinamento ambientale (EPA): "L'Alfa Romeo è riuscita a conservare le caratteristiche dei suoi motori pur rispettando ampiamente le normative sulle emissioni stabilite dalle leggi americane". La prima generazione del variatore di fase ebbe però vita piuttosto breve, a causa dell'inasprirsi delle leggi antinquinamento USA. Per contenere gli HC (idrocarburi incombusti), era richiesto il mantenimento di un piccolo incrocio (Small Overlap) per piccole aperture della farfalla, almeno sino ai 3000 giri/min. Le nuove richieste di regolazione furono soddisfatte con l'introduzione dell'iniezione elettronica e, di conseguenza, del variatore di fase a controllo elettronico (fig. 2).

56 56 La storia: il variatore di fase AlfaRomeo / 6 (da Club Cuore Alfisti) Fig. 2

57 57 La storia: il variatore di fase AlfaRomeo / 7 (da Club Cuore Alfisti) Fig. 3

58 La storia: il variatore di fase AlfaRomeo / 8 (da Club Cuore Alfisti) La centralina che gestiva l'iniezione controllava un elettromagnete (1) tramite opportuni segnali, secondo una mappatura definita nel laboratorio emissioni. La valvola a cassetto di controllo pressione (2), azionata dal punzone (3) dell'elettromagnete, permetteva o meno il passaggio dell'olio realizzando oppure no la rotazione angolare dell'albero a camme. Il sistema descritto trovò la sua prima applicazione, sul mercato europeo, nel motore che equipaggiò l'alfetta Quadrifoglio Oro del 1983 (modello tipo N, motore tipo AR01713) e andò diffondendosi in modo sempre più massiccio sui motori Alfa Romeo a 4 cilindri prodotti a partire dalla seconda metà degli anni '80, sino ad arrivare ad equipaggiare l'intera famiglia dei motori Twin Spark (sia di prima che di seconda generazione, 8 e 16 valvole) e il primo dei motori con tecnologia JTS: il motore a 4 cilindri 2.0 JTS da 166 cv montato su 156 berlina, 156 Sportwagon, GT, GTV e Spider. A partire dalla prima applicazione sull'alfetta, comunque, l'evoluzione di questo dispositivo (fig. 3) si svolse mantenendo sostanzialmente inalterato il principio di funzionamento e limitandosi a modificare solo il layout generale per ridurre gli ingombri longitudinali del motore. L'elettromagnete (1), spostato nel coperchio anteriore del motore, in base agli impulsi impartiti dalla centralina elettronica, azionava il punzone che agiva sulla valvola (2), spingendola verso il basso; l'olio motore in pressione fluiva tramite i condotti verso il mozzo e, tramite l'azione delle ruote dentate (3) e (5), variava l'angolazione dell'albero a camme (6) messo in rotazione sempre tramite la puleggia (4). La grande flessibilità offerta dall'elettronica ha quindi consentito di ottimizzare l'applicazione di questo variatore di fase, con la conseguenza di amplificare le prestazioni del motore lungo tutto l'arco di giri utili, caratteristica da sempre associata ai motori Alfa Romeo. Il variatore di fase lato aspirazione dell'alfa Romeo, nato nel 1980, è stato un vero e proprio apripista nel campo della fasatura variabile della distribuzione: solo successivamente, e in molti casi anche a distanza di parecchi anni, altri costruttori ne hanno seguito l'esempio. All'Alfa va quindi ancora una volta riconosciuto il merito, in quei lontani ultimi anni Settanta, di aver saputo vedere lontano, tracciando la via da seguire e introducendo una innovazione assoluta che anche la stessa Alfa ha successivamente sviluppato adottando poi nei propri motori una fasatura variabile applicata non più solo alle valvole di aspirazione ma anche a quelle di scarico, il tutto accoppiato a ulteriori importanti innovazioni nel campo della gestione della distribuzione. Ma qui inizia un'altra storia. 58