Fasatura variabile delle valvole (VVT)

La fasatura variabile delle valvole, comunemente abbreviata in VVT, è una tecnologia che consente a un motore di modificare il momento di apertura e chiusura delle valvole rispetto alla posizione dei pistoni, anziché mantenere quella fasatura fissa per tutte le condizioni. Poiché l'istante ideale per aprire e chiudere le valvole di aspirazione e scarico varia molto tra il minimo, l'andatura di crociera e il funzionamento agli alti regimi, un compromesso fisso lascia inevitabilmente carenti prestazioni, consumi o emissioni in qualche parte dell'arco di funzionamento. La VVT risolve il problema regolando la fasatura in modo dinamico al variare delle condizioni.

L'attuazione più comune agisce sull'albero a camme tramite un dispositivo chiamato variatore di fase, montato all'estremità dell'albero. Comandato dal sistema di gestione motore, il variatore usa la pressione dell'olio, indirizzata da un'elettrovalvola, per ruotare l'albero a camme di alcuni gradi in avanti o indietro rispetto al comando dell'albero motore. Anticipando o ritardando la camma in questo modo si sposta in anticipo o in ritardo l'intero evento di apertura delle valvole. Sui motori con alberi a camme separati per aspirazione e scarico, ciascuno può spesso essere variato in modo indipendente, dando alla centralina un controllo fine sul periodo cruciale di sovrapposizione, quando valvole di aspirazione e di scarico sono aperte insieme.

Il valore di questo controllo sta nell'ottimizzare più obiettivi in concorrenza tra loro su tutto l'arco dei giri. Ai bassi regimi, una fasatura adeguata migliora stabilità e dolcezza al minimo; ai medi massimizza coppia ed elasticità; agli alti privilegia la potenza di picco tenendo le valvole aperte più a lungo per riempire e svuotare i cilindri; e in ogni condizione una sovrapposizione ben gestita può migliorare i consumi e ridurre le emissioni, talvolta ricircolando internamente una quantità controllata di gas di scarico. Uno stesso motore può così risultare trattabile in città, parco in crociera e brillante quando spinto, un comportamento impossibile con fasatura fissa.

I sistemi più evoluti vanno oltre la semplice variazione di fase dell'albero a camme e variano anche l'alzata delle valvole o lo stesso profilo della camma. Il celebre VTEC di Honda, per esempio, commuta tra lobi camma distinti per offrire un'azione delle valvole radicalmente diversa agli alti regimi, mentre sistemi come il Valvetronic di BMW variano l'alzata in modo continuo per regolare il carico motore senza una farfalla convenzionale, riducendo le perdite di pompaggio. Questi approcci uniscono le variazioni di fasatura a quelle di quanto e quanto a lungo le valvole si aprono, estraendo guadagni ancora maggiori in efficienza ed erogazione.

La tecnologia è talmente vantaggiosa da essere diventata quasi onnipresente, e i costruttori la commercializzano sotto una profusione di marchi — VVT-i di Toyota, VTEC e i-VTEC di Honda, VANOS di BMW e molti altri — che descrivono tutti varianti della stessa idea di fondo. La dipendenza dalla pressione e dalla condizione dell'olio rende i sistemi VVT sensibili a qualità e livello del lubrificante, e variatori usurati o elettrovalvole inceppate sono guasti riconosciuti sui motori ad alto chilometraggio. Costruita direttamente sui principi di base della valvola e dell'albero a camme, e spesso abbinata a schemi plurivalvole e a doppio albero a camme in testa, la fasatura variabile delle valvole è una delle innovazioni più influenti nello sviluppo del moderno motore a combustione interna.