Albero a camme del motore: cos’è e a cosa serve

L’albero a camme è un componente essenziale dei motori a scoppio dato che regola il ‘respiro’ del motore, ossia il movimento delle valvole che definisco le fasi del motore a 4 tempi. È un elemento abbastanza longevo, ma ha un sensore che può dare qualche problema, per fortuna risolvibile senza troppe difficoltà.

L’ALBERO A CAMME: COS'È E DOVE SI TROVA

L’albero a camme, il cuore della distribuzione dei motori, ha una sagoma cilindrica con sporgenze arrotondate asimmetriche, le camme: sono proprio queste ‘protuberanze’ che, venendo a contatto con le valvole durante la rotazione dell’albero a camme, le mettono in movimento nei tempi e con lo spostamento previsto dal progetto. 

Il quanto ‘sporge’ la camma rispetto all’asse dell’albero a camme ci dice di quanto si sposta la valvola (è l’alzata, lift) mentre la forma è indicativa sulla durata del movimento della valvola. Una camma ‘appuntita’ sposta la valvola velocemente ma la tiene aperta per meno tempo mentre una più arrotondata e ‘piena’ la muove più dolcemente e per più tempo. Nei motori automobilistici odierni l’albero a camme (sono due nella distribuzione bialbero) è praticamente sempre sistemato nella testata, in modo da essere il più vicino possibile alla valvole. 

Questo posizionamento ha il sostanziale vantaggio, rispetto all’albero a camme nel basamento, di non aver bisogno delle aste (pushrod) che portano il movimento delle camme fino alla testata. Le aste sono infatti pesanti e non consentono elevati regimi di rotazione perché a un certo punto la loro inerzia impedisce di seguire il profilo delle camme. L’albero a camme in testa minimizza l’inerzia degli organi della distribuzione ma rende più complicata e ingombrante la testata, cosa che aumenta anche il peso del motore e ne alza il baricentro.

COME FUNZIONA E A COSA SERVE L’ALBERO A CAMME

I motori delle automobili sono praticamente tutti a 4 tempi e quindi le valvole devono muoversi ogni 2 giri perché le varie fasi - aspirazione, compressione, scoppio e scarico - si sviluppano in due rotazioni complete dell'albero motore. L’albero a camme ruota quindi a una velocità che è la metà di quella del motore. 

La rotazione dev’essere perfettamente sincronizzata con quella dell’albero motore perché la fasatura della distribuzione (è il ‘quando’ la valvole devono aprirsi e richiudersi) sia corretta: le valvole devono infatti muoversi con precisione sia perché il motore funzioni in modo efficiente e regolare sia per il fatto che una valvola che non rispetta la fasatura può urtare il pistone con risultati catastrofici. 

Le camme possono agire direttamente sulle valvole, tramite i bicchierini, oppure spingere i bilancieri, piccole leve che hanno un’estremità vincolata mentre l’altra muove la valvola. La distribuzione desmodromica, vessillo della Ducati, usa una camma anche per chiudere la valvola: una soluzione complicata che però permette fasature della distribuzione molto precise e movimenti delle valvole veloci e ampi.

COME RICONOSCERE UN ALBERO A CAMME CONSUMATO

Le camme vengono periodicamente in contatto o con i bicchierini o con i bilancieri e questo porta a una certa usura. Gli alberi a camme durano mediamente a lungo sia grazie ai progressi nei materiali e negli oli lubrificanti sia grazie ad accorgimenti tecnici quali il mettere un rullino nel bilanciere per diminuire l’attrito con la camma. 

Una certa usura è comunque ineliminabile e, se è tale da alterare la fasatura, si manifesta con perdita di potenza, scoppiettii allo scarico e nel collettore di aspirazione, particelle metalliche nell’olio e mancate accensioni in uno o più cilindri. Senza arrivare a questi malfunzionamenti gravi l’usura può manifestarsi con rumorosità meccaniche varie provenienti dalla testata. 

Il pezzo in sé non è costosissimo (il prezzo può essere anche inferiore a 100 euro) ma occorre aggiungere il costo di altri particolari come guarnizione della testata e i paraoli e quello della manodopera per la sostituzione del pezzo e la regolazione del gioco delle valvole, se le punterie non sono idrauliche.

COME TESTARE IL SENSORE DELL'ALBERO A CAMME?

L’avanzata dei controlli elettronici nei motori ha riguardato anche l’albero a camme, che ha ‘guadagnato’ un sensore della sua posizione rispetto a quella dell’albero a gomiti. Quest’informazione serve per regolare finemente l’accensione e l’iniezione, per dare dati alle trasmissioni automatiche e anche per il corretto funzionamento dei sistemi start & stop, che possono avviare il motore partendo dal pistone in posizione più favorevole. 

Se questo sensore funziona male probabilmente si accenderà una spia di avaria motore e il propulsore  avrà un calo di potenza e un peggioramento nel consumo ma anche il cambio automatico potrebbe manifestare incertezze. Nel caso il sensore - per fortuna costa mediamente poche decine di euro - si guasti del tutto il motore si spegnerà o potrebbe non avviarsi. 

Ricordiamo inoltre che sempre più spesso si trovano i variatori di fase (nella foto qui sopra), che ruotano di qualche grado l’albero a camme rispetto alla puleggia che lo fa girare: la variazione del diagramma della distribuzione che si ottiene migliora l’erogazione e i consumi. Un guasto al variatore, probabilmente segnalato dalla spia di anomali motore, produce irregolarità al minimo, cali di potenza e un funzionamento irregolare.