Distribuzione nel motore: come funziona la catena di distribuzione

La catena di distribuzione è un componente fondamentale del motore a combustione interna. La catena a rulli era già un componente standard nei motori a partire dal 1910. Tuttavia, a partire dall'inizio degli anni '70, la cinghia di distribuzione è diventata più diffusa. Entrambi hanno però lo stesso compito: muovere le valvole. Si potrebbe addirittura dire che la catena di distribuzione e quindi anche la cinghia di distribuzione sono i dispositivi di distribuzione del motore. Ma non si tratta di musica, si tratta della catena che collega l'albero motore all'albero a camme.

Fondamentalmente, la struttura della catena di distribuzione è simile a quella di una normale catena per bicicletta. Tuttavia, è molto più robusto, poiché deve resistere a forze completamente diverse nel motore. La catena è composta da diverse maglie realizzate in metallo ad alta resistenza. Nelle comuni automobili da strada è presente una sola fila di maglie (catena simplex) oppure due file di maglie una accanto all'altra (catena duplex). Negli sport motoristici a volte vengono utilizzate catene di distribuzione a tre file; in questo caso si parla di catene triplex.

Gli ingranaggi sono fissati all'albero motore e all'albero a camme sui quali scorre la catena. Questi ingranaggi si innestano nelle maglie della catena di distribuzione e garantiscono che il movimento rotatorio dell'albero motore venga trasferito all'albero a camme.

Il tendicatena garantisce che la catena di distribuzione abbia sempre la tensione corretta. Una catena troppo lenta potrebbe saltare, mentre una catena troppo tesa potrebbe allungarsi e sottoporre i cuscinetti a sollecitazioni inutili. Le guide di scorrimento guidano la catena di distribuzione e la mantengono in posizione. Impediscono inoltre alla catena di entrare in contatto diretto con le parti metalliche del motore, causandone un'usura non necessaria.

La catena di distribuzione necessita di olio per la lubrificazione perché opera in una zona del motore molto sollecitata e calda. Questo olio riduce l'attrito tra gli elementi della catena e contribuisce a prolungare la durata della catena di distribuzione.

La catena di distribuzione è particolarmente resistente rispetto alla cinghia di distribuzione. A seconda del modello, può essere utilizzato addirittura per l'intera durata di vita di un motore senza doverlo sostituire. Le catene simplex più semplici sono meno durevoli e, come le cinghie dentate, sono spesso soggette a determinati intervalli di sostituzione.

Inoltre, le catene metalliche sono molto più resistenti alla temperatura e meno sensibili alle sostanze chimiche, come la cinghia dentata in bagno d'olio . Inoltre, la catena di distribuzione non si usura così rapidamente e, come già accennato in precedenza, può sopportare forze maggiori.

Ma come spesso accade, non è tutto oro ciò che luccica, e anche con la catena di distribuzione bisogna scendere a compromessi. Ad esempio, quando si tratta di volume. Il livello di rumore può essere più elevato rispetto a quello di una cinghia di distribuzione. Inoltre, la progettazione complessa richiede più spazio nel vano motore. Inoltre, sebbene la catena non debba essere sostituita regolarmente, la sua produzione e riparazione in caso di danneggiamento risultano ancora più costose rispetto a una cinghia di distribuzione.

Come molti altri componenti del motore, anche la catena di distribuzione può usurarsi, causando diversi problemi. Ad esempio, la catena può allungarsi. Con il tempo il materiale si usura e questo può causare allungamenti. Ciò può portare a un controllo impreciso della valvola. Ciò modifica la temporizzazione, ovvero le valvole non si aprono e si chiudono più nel momento corretto. Il motore perde la sincronizzazione. D'altra parte la catena può saltare.

Se ciò accade, si verifica il rischio di un cosiddetto " colpo di valvola" . Normalmente le valvole sono chiuse quando il pistone si trova nella zona del punto morto superiore. A causa della fasatura spostata, le valvole si aprono troppo presto o si chiudono troppo tardi. Quindi il pistone colpisce la valvola aperta. Ciò può causarne la piegatura o la rottura, con conseguenti gravi danni al motore.

Inoltre, i tenditori della catena si usurano. Ciò a sua volta può portare a una perdita di prestazioni e a un aumento del rumore. Anche le guide di scorrimento potrebbero essere danneggiate. Le guide usurate o rotte non riescono più a guidare correttamente la catena, causando ulteriori danni.

Fondamentalmente, la catena di distribuzione sembra essere un componente molto robusto e durevole. Eppure a volte i problemi si verificano così ampiamente che i produttori ordinano la restituzione di alcuni motori all'officina. Uno dei richiami più noti ha riguardato il motore VW TSI EA111. I problemi alla catena di distribuzione erano comuni, soprattutto nelle versioni da 1,2 e 1,4 litri. A causa dell'affaticamento del materiale, si allungava o addirittura si rompeva completamente. Ciò si manifestava con un rumore di crepitio chiaramente udibile durante l'avviamento a freddo. Inoltre i motori non erogavano più la massima potenza.

All'epoca la VW rispose con un accordo di buona volontà in base al quale, a determinate condizioni, venivano coperti fino al 100 percento dei costi di riparazione, anche se il veicolo aveva già percorso un certo chilometraggio. Questa politica di buona volontà era inizialmente generosa, ma in seguito la VW la limitò, escludendo dalla copertura dei costi molti veicoli con un chilometraggio elevato o più vecchi. Ciò ha comportato che molti proprietari interessati abbiano dovuto sostenere i costi delle riparazioni, nonostante il problema fosse noto e diffuso. La riparazione è complessa e costosa, poiché spesso è necessario smontare parzialmente il motore per sostituire la catena di distribuzione.

Nella BMW i sintomi erano simili: rumore metallico all'avviamento del motore, perdita di potenza e accensione della spia di controllo del motore. Può essere causato anche da una catena troppo lunga o che si è staccata. Sono stati interessati i veicoli N20 (benzina), N43 (benzina) e N47 (diesel). La BMW ha risposto al problema con campagne di richiamo e accordi di buona volontà, che però spesso si applicano solo ai veicoli con un chilometraggio relativamente basso o entro brevi periodi dalla prima immatricolazione. Molti clienti con veicoli più vecchi o molto usati non hanno ricevuto alcuna benevolenza, nonostante i motori siano soggetti a guasti a causa della loro progettazione. Anche il motore Z22SE, installato su molti modelli Opel comuni, è soggetto a problemi con la catena di distribuzione.