Fasatura variabile: cos'è e come funziona

DI COSA PARLIAMO? Tutti ne parlano, tutti la vogliono: la distribuzione a fasatura (ed eventualmente l’alzata) variabile sembra essere la nuova panacea di tutti i mali. Una tecnologia diffusa da molto tempo nel mondo delle auto ma solo da poco nel mondo moto. Ma che cos’è esattamente?

Per rispondere adeguatamente, bisogna partire dalle basi. Con il termine distribuzione s’intende l’insieme degli organi meccanici che permettono al motore di respirare la miscela di aria/benzina ed espellerla alla fine del ciclo di combustione sotto forma di gas. Nella fattispecie, parliamo delle valvole, degli assi a camme, della cinghia (o catena) di distribuzione e le relative pulegge.

Come funziona? Le camme hanno un profilo eccentrico (somigliano a spicchi d’arancia) e sono su assi rotanti che prendono il movimento dal motore (attraverso la cinghia o catena). In questo modo, ruotando, spingono letteralmente le valvole che così aprono la camera di combustione e permettono l’entrata (o la fuoriuscita, se parliamo di quelle di scarico) della miscela aria/benzina.

I due parametri che le camme determinano sono l’alzata e la fasatura: in base al loro profilo, infatti, le valvole si muovono per una certa quantità di spazio (alzata, espressa in millimetri) e per un definito periodo di tempo (fasatura, espressa in gradi di rotazione dell'albero motore). Ecco perché disegnare una camma è un lavoro molto complesso.

OBIETTIVI Parametro fondamentale per gli ingegneri motoristi è l’incrocio, periodo espresso in gradi durante il quale sono aperte sia le valvole di aspirazione, sia quelle di scarico (si verifica tra la fine della fase di scarico e l’inizio della fase di aspirazione). Riassumendo in maniera approssimativa, possiamo dire che i motori con elevata potenza specifica prediligono alti valori d’incrocio, al contrario motori ai quali è richiesta un’erogazione elastica utilizzano incroci ridotti. Per fare un paio di esempi, nelle moto da corsa si va ben oltre i 50°, nel caso di motori stradali si può arrivare quasi a 0°. In entrambi i casi, comunque, agli ingegneri tocca raggiungere un compromesso perché una volta disegnate le camme, il valore d’incrocio è fisso.

Come si vede da entrambi i diagrammi, la fasatura delle valvole determina un certo angolo d’incrocio. Una distribuzione ideale dovrebbe essere completamente scollegata dall’albero motore e per ogni esigenza poter decidere il miglior valore d’incrocio. Così, si potrebbero ottenere altissimi valori di potenza specifica, grande elasticità e consumi irrisori in base a quello che il pilota richiede. Motori del genere (chiamati camless: senza camme) sono stati progettati e in parte anche realizzati nel mondo auto, utilizzando degli attuatori a controllo elettronico per movimentare le valvole invece delle classiche camme, ma non sono mai entrati nella grande produzione per gli elevati costi di sviluppo e la poca affidabilità.

FASATURA VARIABILE L’alternativa più semplice e realizzabile è la fasatura variabile, un sistema che permette di aumentare o diminuire l’incrocio a seconda delle esigenze. Come? Gli ingegneri negli anni si sono sbizzarriti, con il risultato che ogni azienda oggi ha un sistema con un nome e un principio di funzionamento diverso.

ESEMPI Alcuni sistemi hanno due camme per ogni valvola, una più piccola e l’altra più grande, e in base alle esigenze (quindi a seconda del regime o del grado di rotazione dell'acceleratore) viene utilizzata l’una o l’altra camma. È il caso, per esempio, dei sistemi Honda e BMW. L’attivazione di questi sistemi è elettronica: è la centralina a decidere se utilizzare la camma più spinta o quella più soft. Altri sistemi, grazie a una puleggia, ruotano l’asse a camme di aspirazione per creare uno sfalsamento maggiore (o minore) con quello di scarico e di conseguenza aumentare o diminuire l’incrocio. È il caso di Ducati e anche qui è la centralina a regolare tutto. Attualmente, l’unico sistema ad attivazione puramente meccanica (e quindi più leggero) è quello di Suzuki, utilizzato sulla GSX-R1000, che grazie a un sistema con due ruote dentate genera uno sfalsamento tra i due assi a camme, come il sistema Ducati. Con qualunque sistema, comunque, il risultato è il medesimo: erogazione estremamente generosa ai bassi regimi ed esplosiva agli alti. Tutto questo, senza registrare consumi da camion in salita.

Quindi, è o non è la soluzione definitiva? Probabilmente no, ma possiamo certo dire che, a oggi, la fasatura variabile è la tecnologia più indicata per rispondere ai sempre più stringenti limiti delle normative anti-inquinamento. O quantomeno, è l'unica valida alternativa.