Albero a camme

L'albero a camme è uno dei componenti caratteristici del motore a quattro tempi, un albero rotante dotato di lobi accuratamente sagomati che spingono le valvole in apertura nell'istante preciso di ogni ciclo di combustione. Il suo compito è coordinare la respirazione del motore, immettendo nei cilindri aria fresca o miscela aria-carburante e scaricando poi i gas combusti, il tutto in perfetto accordo con il moto alternato dei pistoni. Senza questa orchestrazione temporizzata le valvole e i pistoni non avrebbero alcuna relazione fissa e il motore semplicemente non potrebbe funzionare.

Dal punto di vista meccanico, l'albero a camme è mosso dall'albero motore e ruota esattamente a metà del suo regime, poiché in un ciclo a quattro tempi ciascuna valvola deve aprirsi una sola volta ogni due giri dell'albero motore. Mentre l'albero ruota, ogni lobo a forma di uovo preme contro una punteria, un bilanciere o un sollevatore, che a sua volta spinge la valvola verso il basso vincendo una robusta molla di richiamo; superato il lobo, la molla richiude la valvola di scatto. Il movimento proviene da una cinghia di distribuzione, da una catena o da un treno di ingranaggi che mantiene albero a camme e albero motore perfettamente sincronizzati, e qualsiasi slittamento di questo collegamento manda fuori fase l'intero motore.

La forma esatta di ciascun lobo, il suo profilo, ha un effetto profondo sulle prestazioni del motore. Un lobo dolce, che apre la valvola in misura contenuta e per poco tempo, favorisce una buona coppia ai bassi regimi e un funzionamento fluido ed economico, mentre un profilo aggressivo, che apre la valvola più ampiamente e la tiene aperta più a lungo, consente al motore di respirare a fondo agli alti regimi, sacrificando l'elasticità ai bassi giri in favore della potenza ai massimi. È questa l'essenza della progettazione dell'albero a camme, e i preparatori da sempre sostituiscono gli alberi a camme per ridisegnare il carattere di un motore in funzione dell'uso pista o stradale.

I motori sono configurati con uno o due alberi a camme per bancata di cilindri. Lo schema a singolo albero a camme in testa, abbreviato SOHC, impiega un solo albero per azionare sia le valvole di aspirazione sia quelle di scarico, mentre il doppio albero a camme in testa, o DOHC, ne dedica uno a ciascuna funzione, consentendo più valvole per cilindro e una respirazione più libera agli alti regimi. Molti motori moderni aggiungono la fasatura variabile delle valvole, che può anticipare o ritardare la fase dell'albero a camme rispetto all'albero motore, ampliando l'arco utile dei giri così che un solo motore possa essere docile ai bassi regimi ed energico quando viene sollecitato.

In termini pratici l'albero a camme è un componente robusto e di lunga durata, ma gli organi che lo muovono e lo seguono meritano attenzione. Una cinghia di distribuzione usurata che ceda può far collidere le valvole con i pistoni in un motore interferenziale, provocando gravi danni: ecco perché la sostituzione programmata della cinghia è fondamentale. Anche punterie, sollevatori idraulici e attuatori della fasatura variabile possono usurarsi o intasarsi con olio degradato, perciò un olio pulito e della giusta gradazione è la migliore protezione dell'albero a camme contro l'usura precoce e la perdita di una precisa fasatura delle valvole.