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Vantaggi e svantaggi delle varie distribuzioni

Caro @alex9971_2012 , io ti do la mia personalissima opinione, anche se in parte o tutta rispecchia quella degli altri utenti.

Distribuzione ad aste e bilancieri: OHV, o Over Head Valves, si tratta di una, se non la più antica, tra le distribuzioni esistenti. Estremamente robusta, è stata usata e tutt'ora in uso per motori il cui impiego è particolarmente severo. La distribuzione ad aste e bilancieri tuttavia è macchinosa e tende a creare notevoli giochi dovuti all' usura. Non è adatta a motori ad alti regimi poiché ha molta inerzia con tutto il peso che gira per farla funzionare, il che ritarda la chiusura della valvola, e per compensare servono molle più rigide che spingano più velocemente a riposo la valvola. Conseguentemente, tutto l' assieme deve essere più rigido per sopportare tutte le botte che prende la valvola in chiusura. Modifiche che possono costare parecchio.
Viene usata molto nella Nascar, dove i motori girano sempre al massimo e per parecchie ore. Con tutti quei cavalli, altre distribuzioni tagliano le cuoia molto prima. Comunque mi pare che usino le aste e bilancieri anche per un fatto di regolamento. Boh, non so di preciso.

Distribuzione Monoalbero in testa: OHC, o Over Head CamShaft è l' acronimo per definire la distribuzione ad albero in testa comandata da una cinghia o da una catena. Viene usata spessissimo nei motori delle utilitarie più economiche come la Seicento perché è semplicissima ed economica, limitatissima nelle parti che la compongono, in più è abbastanza resistente all' usura e la manutenzione è di estrema semplicità. Le vecchie distribuzioni ad albero in testa avevano dei piattelli o distanziali, che permettevano magicamente di compensare i giochi dovuti ad usura, ma ora con l' avvento delle punterie idrauliche, questa distribuzione non ha più bisogno di regolazione del gioco delle punterie. In pratica manutenzione 0, se si ha cura del motore.
A differenza della distribuzione ad aste e bilancieri, l' inerzia dovuta a rotazioni veloci è limitata perché anche se l' albero a camme comanda le valvole, in rilascio, la molla comanda esclusivamente la valvola. Da ciò si ricava un vantaggio incredibile, cioè al pari di rigidità della molla, la valvola con materiale più leggero sopporta di più gli alti regimi.

Anche se molto efficace questo tipo di distribuzione ha i suoi limiti. L' elemento vitale di tale distribuzione è la cinghia. Se la cinghia si spezza, la distribuzione si ferma e le valvole possono essere divorate dai pistoni. Con aste e bilancieri è un' eventualità quasi impossibile perché tutta la sua distribuzione funziona come un orologio svizzero!
Altro limite di questa distribuzione è lo spiacevole "sfarfallamento delle valvole". Si tratta di un' anomalia di funzionamento che interagisce quando si spinge oltre il limite il regime del motore. In pratica la distribuzione gira così velocemente che la molla di richiamo della valvola non riesce più a stare al passo e inevitabilmente ritarda la sua chiusura. A poco a poco distribuzione e sistema biella manovella incominciano a lavorare desincronizzati e il pistone comincia a battere sulla valvola, come un martello, costringendola a sbattere violentemente contro la sua sede nella testata. Spingendo sempre più forte, il sincronismo risulta così sfasato che i pistoni possono letteralmente fare a pezzi la distribuzione in una frazione di secondo.

Distribuzione Bialbero in testa: DOHC che sta per, Double Over Head CamShaft è la "versione 2.0" della distribuzione OHC. La meccanica di funzionamento rimane più o meno invariata da quella monoalbero, ma le valvole sono doppie così come pure gli alberi a camme e ciascun albero svolge una sola attività. Mentre la distribuzione monoalbero aziona tutte le valvole, cioè aspirazione/gas di scarico, il bialbero permette ad ogni albero di svolgere solo aspirazione o solo espulsione del gas esausti.
Di costruzione un po' più complessa e meno economica,la distribuzione DOHC è la più usata perché rispetto a quella monoalbero permette al motore di respirare più liberamente. Se il progetto è anche ben fatto, la turbolenza ad alti giri può essere limitata.

In ultimo, ma non per importanza, la mia preferita in assoluto, la distribuzione desmodromica o più conosciuta come "Desmo"!
Brevetto Ducati, a mio parere, la più sofisticata distribuzione mai realizzata!
Il progetto risale al '70 concepita dall' ingegnere Italiano Fabio Taglioni. Anche se non si direbbe, si tratta della distribuzione a camme in testa "versione 3.0" :D

L' ingegnere si chiedeva, come fare per eliminare l' anomalia dello sfarfallamento delle valvole per far girare i motori a regimi più alti?
L' idea di base è geniale! Concretizza che il problema è la molla di richiamo e la soluzione è ovviamente, eliminarla.
Nasce così una distribuzione bialbero a doppie camme accoppiate. Con un sistema di leverismi, una camma abbassa la valvola, mentre l' altra camma, richiude la valvola e la tiene chiusa. Il motore può girare forte quanto gli pare che le valvole sono sempre in fase!
Unico difetto della distribuzione Desmo è l' usura. Si è notato da subito che l' usura porta le valvole a non chiudere più ermeticamente, si creano dei giochi; questo è un problema mai risolto totalmente. La soluzione più efficace è affiancare una molla di richiamo che permette la chiusura totale della valvola, ma ad alti giri, la molla torna ad essere sfasata, la sinergia cessa e il motore torna a funzionare in totale modalità "Desmo", cioè con le valvole che non chiudono perfettamente,dunque il motore non esprime tutte le sue potenzialità.

Queste sono le distribuzioni che io conosco. Se hai domane falle pure, appena ho 1 minuto di tempo rispondo. :thumbsup:
 
ti ringrazio molto per la spiegazione,inoltre molto chiara,per ora desidero approfondire al meglio possibile il sistema "aste e bilancieri"poi assimilato questo passerò agli altri sistemi cossichè se avrò dubbi potrò rileggere la tua spiegazione,e se necessario magari ti rivolgo i miei dubbi (sempre se per te va bene ;) ) comunque ho due piccoli dubbi riguardo a questo sistema,che sarebbero:

1- abbiamo appena detto che questo motore non riesce ad arrivare ad un numero elevato di giri,per via della maggiore inerzia presente in questo sistema,ma con maggiore inerzia,intendiamo che il motore dovrà "lavorare"un pò di più per azionare l'asta,e quindi c'è un ulteriore dissipamento di potenza e di carburante,giusto?

2- Poi abbiamo fatto anche qualche accenno riguardo alla Nascar,dicendo che questo sistema è particolarmente utilizzato in quanto i motori girano sempre al massimo,ecco come è possibile che girino al massimo se abbiamo detto che non sono portati per quella fascia di rotazione?

ti ringrazio ancora una volta per la spiegazione
 
Ottimo compendio Dario. ;)
Solo una precisazione.
Il sistema desmodromico, che al giorno d'oggi e' sinonimo di Ducati, come il Wankel e' sinonimo di Mazda, non fu introdotto negli anni 70 da Ducati come scrivi, e nemmeno negli anni 50 da Mercedes-Benz come pensavo io (così come il Wankel non e' stato introdotto da Mazda)
Queste due case ne sono solamente i piu' autorevoli utilizzatori e sviluppatori.
Al giorno d'oggi, ci sono sistemi piu' efficienti, ma DESMO per ducati e' diventato quasi piu' un fatto di prestigio e di marketing che non esigenza tecnica (in effetti il sistema e' tecnicamente superato, come tu stesso hai fatto notare citandone i difetti)
posto la pagina di WIkipedia, giusto per curiosità:
https://it.wikipedia.org/wiki/Distribuzione_desmodromica

Riguardo la NASCAR, in effetti il dubbio di Alex e' legittimo...
I motori americani sono ancora molto legati al sistema aste e bilancieri, anche perche' in un motore V8 basta un solo asse a camme in mezzo alle bancate dei cilindri per comandare tutte le valvole, con notevole semplificazione..
Ma a parte questo, cercando in rete ho trovato che i motori NASCAR raggiungono i 9000 giri minuto, che sono comunque un regime elevatissimo, paragonato alle auto di serie, ma se pensiamo che le Formula 1 hanno per regolamento un regime "limitato" a 19000 giri minuto, i 9000 delle nascar appaiono ridicoli. lol
Quindi, presumo, il sistema ad aste e bilancieri su quelle auto, con materiali opportuni e tolleranze minime puo' reggere quei regimi, ma probabilmente non puo' andare oltre.
Se pensiamo che i motori sportivi, sia motocicliestici che automobilistici, passano tranquillamente i 10000 giri, possiamo ridimensionare un po' il concetto di "regime elevato" :)
I nascar girano sì al massimo, ma e' il "loro" massimo, non so se mi spiego. ;)
 
Ecco le risposte:
  1. La prima legge della dinamica del "bonanima" di Newton dice che un corpo tende a rimanere in uno stato di quiete o di moto senza che vi siano altre forze ad interagire. Prendiamo un cubo su un piano liscio, che si muove dritto, costante a 10 Km/h. Se il cubo è piccolo con il solo soffio possiamo pensare di fermarlo, se invece, il cubo è enorme, non basterà neanche tutta la nostra forza per fermarlo.
    Come è intuibile, centra la massa. Per non approfondire troppo, l' inerzia è l' attitudine di un corpo a rimanere nella sua quiete ed è influenzata direttamente dalla massa. Più un oggetto "pesa" e più forza ci vuole per "rompere" l' equilibrio cinematico in cui si trova, cioè influenzare il suo movimento.

    La distribuzione: Quella ad aste e bilancieri è costituita da ingranaggi, alberi, aste, bilancieri, molle, valvole... tutta roba che pesa.
    Più peso ci mettiamo, più forza ci vuole per far girare il tutto. Naturalmente vale anche il contrario: per rallentare, più peso c'è, più forza ci vuole.
    Dato che la distribuzione ad aste e bilancieri è direttamente e fisicamente connessa al motore, si viene a creare un' inerzia gigantesca. Il motore risulta snaturato, la risposta dell' acceleratore è smorzata. Andando più forte, le aste risentono dell' inerzia e tendono a saltellare sfasando il sincronismo. Anche i bilancieri fanno la loro parte. In sintesi è questo che succede.

    Vien da se che per vincere l' inerzia devo compiere un lavoro più grande. Se desidero vincere l' inerzia velocemente, mi serve tanto carburante, se invece desidero vincerla a poco a poco, consumo meno carburante. Qui è un discorso di potenza, ma non voglio addentrarmi troppo perché sarebbe davvero troppa carne al fuoco.

  2. Il motore può essere progettato per girare "al massimo" anche a velocità accettabili per la distribuzione. Al massimo non è inteso come 25.000 RPM. Magari, ipoteticamente parlando, il motore della Nascar gira al massimo a 6.000 giri/min e può andar comunque bene per la distribuzione.
Se hai ancora altro da chiedere, fallo pure :D
 
2- Poi abbiamo fatto anche qualche accenno riguardo alla Nascar,dicendo che questo sistema è particolarmente utilizzato in quanto i motori girano sempre al massimo,ecco come è possibile che girino al massimo se abbiamo detto che non sono portati per quella fascia di rotazione?
Caimano ha centrato il punto, 9k giri non è un regime elevato... (se parliamo di stress fisico del motore) 1.2 fire so che arriva a circa 9200giri prima di lanciare le bielle fuori dal motore a patto di cambiare i bulloni della testa di biella lol poi mi semba che la nascar sia legata ai vecchi big block americani roba con tecnologie del secolo scorso lol

Al giorno d'oggi, ci sono sistemi piu' efficienti, ma DESMO per ducati e' diventato quasi piu' un fatto di prestigio e di marketing che non esigenza tecnica (in effetti il sistema e' tecnicamente superato, come tu stesso hai fatto notare citandone i difetti)
posto la pagina di WIkipedia, giusto per curiosità:
https://it.wikipedia.org/wiki/Distribuzione_desmodromica
Esattamente, desmo per ducati è una specie di marchio di fabbrica... a regime massimo poi l'energia dissipata è identica a quella di una distribuzione normale...
 
Desmo rimane comunque un' ottima distribuzione. Anche se sono di parte, sulle moto è assolutamente necessario che i motori girino veloci per compensare la piccola cubatura. In tal senso io preferirei Desmo al tradizionale sistema DOHC, perché quest' ultimo viene spinto decisaemente più al limite rispetto al Desmo.

Forse dopo anni di uso si verrebbe a creare un gioco non indifferente sul Desmo, ma revisionarlo è questione di cambiare catena e 16 eccentrici! Secondo me, questa manutenzione costa sì e no 500 €. Decisamente meglio che rifare tutto il motore!
 
ragazzi per chi vuole approfondire, consiglio un testo che secondo me è uno dei migliori: Valve Mechanisms for high speed engines di Foulis & C. London
Comunque Dario, la tua amata distribuzione desmodromica ha un rendimento organico che varia con legge cubica al variare dei giri, mentre una normale distribuzione ha una variazione del rendimento lineare... anche se comunque ad oggi lo hanno migliorato parecchio, tale da avere al regime massimo quasi la stessa potenza assorbita come dicevo sopra. L'argomento è vastissimo e mi avete fatto venire una voglia matta di ripassare! Ah sapevate che nei motori a vapore si utilizzava la distribuzione desmodromica? :D
E se vi state chiedendo qual'è il miglior sistema attualmente in uso vi rispondo io: Le valvole pneumatiche ;) attualmente utilizzate in formula uno e motogp, pensate che prima una distribuzione assorbiva circa 35cv al massimo dei giri, si è lavorato talmente tanto che questa potenza si è riuscita a ridurla a circa la metà. Un vecchio v12 di formula uno con distribuzione classica comprimeva a ciclo 60 molle (5 valvole) da circa 100kg l'una... pensate che lavorone doveva compiere! :D
 
perfetto,credo di aver capito come funziona il "gioco" :D ,ma una piccola domanda,abbiamo detto che questo sistema ha un enorme inerzia,per via dei numerosi componenti,allora dato che dobbiamo vincere questa inerzia,ci servirà più carburante,quindi la domanda è,il consumo di carburante è maggiore rispetto a quello di un albero a camme in testa?
 
Del motore a vapore lo sapevo
E anche delle valvole pneumatiche, e lo avevo anche scritto lol
 
Alex, la risposta è ovviamente sì. Come ha detto Black, la distribuzione assorbe una parte della potenza del motore, quindi con l' aumento delle componenti della distribuzione o con il semplice aumento del peso delle componenti, si consuma più carburante.

Nella realtà non vedrai mai questo consumo perché non è eliminabile. Se in Fiat dicono che il motore X percorre Y Km/l, nel conteggio è stato inserito anche l' assorbimento di potenza della distribuzione. Non potrai mai scendere sotto quel valore Y perché significherebbe eliminare la distribuzione, ma significherebbe anche che il motore non potrebbe funzionare.
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Valve Mechanisms for high speed engines di Foulis & C. London
Scommetto che è in inglese, vero?

Ah sapevate che nei motori a vapore si utilizzava la distribuzione desmodromica?
Sono un po' confuso: se il progetto risale al XX secolo, come hanno fatto a introdurlo nel XIX secolo? sono tornati indietro nel tempo?

E se vi state chiedendo qual'è il miglior sistema attualmente in uso vi rispondo io: Le valvole pneumatiche ;) attualmente utilizzate in formula uno e motogp
Me ne puoi parlare giusto in 10 righe? cosa usano, un compressore e un depressore? e le valvole sono attivate da attuatori lineari?
Non per fare il saputello perché non mi piace farlo, ma credo che la Ducati usi ancora il Desmo nella motoGP mirrorice
 
Certo che lo usa. Ma non e' detto che lo faccia per sempre...
 
Scommetto che è in inglese, vero?
Cosa te lo fa pensare? lol

Sono un po' confuso: se il progetto risale al XX secolo, come hanno fatto a introdurlo nel XIX secolo? sono tornati indietro nel tempo?
Su wikipedia lo da per il 1868... nei miei libri ne parla anche per quanto riguarda le macchine a vapore.

Non per fare il saputello perché non mi piace farlo, ma credo che la Ducati usi ancora il Desmo nella motoGP mirrorice
Beh non sai cosa usano, nessuno lo può sapere lol solo chi ha progettato quel motore... anche perchè la ducati ha un motorone (almeno in MotoGP) certe cose vengono protette abbastanza bene.

Comunque è in sostanza un ammortizzatore a gas in miniatura che va a sostituire la molla di richiamo, che permette di variare il carico a tutti i regimi, cosa che invece una molla non può fare. Non è nulla di concettualmente impossibile da spiegare :D
 
In effetti in motogp non possiamo saperlo.
Ma in superbike, per norme regolamentari deve usare il desmo, altrimenti lo deve cambiare anche sulla panigale di produzione
 
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