Il variatore di fase aiuta il motore (e l’automobilista).
Far aprire e chiudere le valvole al momento più opportuno: è questo il compito del variatore di fase, che migliora le prestazioni e l’efficienza del propulsore. In un motore a scoppio, il tempismo è tutto: il carburante deve entrare al momento giusto e deve bruciare nell’istante preciso stabilito dalla centralina di controllo motore mentre i gas di scarico devono uscire dalla camera di combustione con tempestività.
Candele e iniettori fanno il loro dovere ma a “regolare il traffico” sono le valvole, che si aprono e chiudono al momento giusto. Il problema è che questo “momento giusto” non è sempre lo stesso, dipendendo da molti fattori, quali il regime del motore, il suo carico, la temperatura ambiente, del liquido di raffreddamento e altro ancora.
Per un funzionamento regolare e pieno ai regimi bassi e medi l’incrocio fra le valvole, cioè l’intervallo (in termini di gradi di rotazione dell’albero motore) nel quale quelle di aspirazione e quelle di scarico sono aperte contemporaneamente, dev’essere ridotto.
Il contrario è richiesto agli alti regimi e non è un caso che i motori da corsa abbiano difficoltà a girare al minimo o non riescano proprio a sostenerlo. Per molti anni l’unico parametro modificabile è stato l’anticipo dell’accensione, manualmente agli albori del motorismo e successivamente con mezzi meccanici e poi elettronici.
L’avvento di veri e propri computer per la gestione del motore ha permesso controllare, con molta precisione l’accensione, l’iniezione e, infine, tramite il variatore di fase, anche il diagramma della distribuzione. Il variatore di fase permette di anticipare o posticipare il movimento delle valvole rispetto alla posizione dell’albero motore: l’albero a camme,con i profili degli eccentrici, rimane lo stesso ma la sua posizione angolare può cambiare rispetto a quella dell’albero motore.
La rotazione degli alberi a camme, altrimenti “rigidamente” sincronizzata dalla cinghia dentata della distribuzione, acquista la possibilità di ritardare o anticipare di qualche decina di gradi rispetto alla sincronia dettata dall’albero motore.
Come funziona il variatore di fase
Il variatore di fase conserva ovviamente la puleggia dentata azionata dalla cinghia della distribuzione ma l’albero a camme non è solidale ad essa ma bensì a un altro componente, interno alla puleggia e che può ruotare rispetto ad essa. Questa rotazione reciproca può essere ottenuta con lo scorrimento di un manicotto, collegato all’albero a camme, su scanalature elicoidali ricavate nella puleggia collegata alla cinghia della distribuzione.
Lo scorrimento del manicotto viene attuato da un pistoncino messo in movimento dalla pressione dell’olio e il lubrificante viene usato anche da un altro tipo di variatore di fase, detto a rotore lobato. La puleggia collegata alla cinghia della distribuzione ha 4 cavità disposte a “quadrifoglio” nelle quali alloggiano i lobi di un rotore mobile collegato all’albero a camme. Quando l’olio in pressione arriva nelle cavità i lobi si spostano facendo ruotare l’albero a camme rispetto alla puleggia esterna e variando quindi la fase delle valvole.
Esistono anche variatori, usati per esempio da Lexus, che utilizzano un attuatore elettrico per anticipare o ritardare la fasatura delle camme. Molti variatori di fase riescono a modificare con continuità la posizione relativa dell’albero a camme, rispetto all’albero motore, con intervalli compresi all’incirca fra 20 e 60 gradi.
I variatori di fase sono quindi componenti abbastanza sofisticati che, nella maggior parte dei casi, usano l’olio motore per il loro funzionamento. È quindi importante usare l’olio giusto (un componente che viene persino importato illegalmente), sostituito almeno agli intervalli prescritti, perché la loro azione non sia inficiata da incrostazioni e accumulo di sporcizia e morchie. In effetti l’esperienza dice che i guasti legati a una lubrificazione non appropriata, compreso l’uso di olio a viscosità non corretta o non sostituito a scadenza, sono i più comuni.
I variatori di fase, che nei motori più evoluti sono presenti nei 2 alberi a camme, aspirazione e scarico, sono ovviamente dotati di sensori che rilevano per esempio la posizione effettiva dell’albero a camme stesso: in caso di malfunzionamento una diagnosi computerizzata permetterà quindi di capire cosa stia succedendo.
