Valvola a fungo

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Valvola a fungo di un motore a 4 tempi

La valvola a fungo nei motori a combustione interna del tipo a quattro tempi, serve per regolare l'immissione o emissione dei fluidi, come la miscela combustibile o i gas di scarico, senza che questi ritornino indietro o fuoriescano dal cilindro durante le fasi di compressione e scoppio.

[modifica] Materiali

Le valvole a fungo vengono costruite con una lega chiamata Invar, data da ferro e nichel, perché tale lega oltre a garantire la corretta resistenza allo stress d'esercizio e all'usura, ha anche una ridotta dilatazione, il che la rende perfetta per quest'applicazione. Alcuni motori sportivi utilizzano valvole realizzate in acciaio al tungsteno che resiste anche a temperature molto elevate ma ha caratteristiche di rigidità inferiori e potrebbe quindi compromettere l'affidabilità.

Oltre a necessitare di caratteristiche di elevata resistenza e bassa dilatazione, le valvole devono disperdere in modo opportuno il calore. La loro normale temperatura d'esercizio deve attestarsi fra i 700° C e gli 800° C; se superassero queste temperature, provocherebbero una accensione spontanea della miscela combustibile. Alcune valvole a fungo al loro interno sono cave e riempite di sodio, che disperde per convezione il calore accumulato dalle valvole stesse.

Nei modelli più sportivi o nei ricambi aftermarket (non originali) sono disponibili valvole al titanio, che rispetto alle valvole costruite con la classica lega, garantiscono una maggiore leggerezza e qualità meccaniche, ma risultano notevolmente costose.

[modifica] Disposizione

Le valvole a fungo possono assumere disposte in due modi:

Lateralmente, questa disposizione prevede la disposizione della valvola lateralmente al motore e non in testa, dando la certezza che queste non possano mai essere colpite dal pistone, questa disposizione viene utilizzata sulla distribuzione SV e in parte dalla distribuzione IOE.
In testa, questa disposizione è la piu utilizzata, prevede la disposizione delle valvole sulla testata del motore, disposizione usata nelle distribuzioni IOE, OHV, DOHC, SOHC e Desmo.

[modifica] Movimento

Il movimento d'apertura delle valvole è del tipo lineare, ma nel caso queste valvole siano piu di due, possono assumere nomi diversi a seconda del loro movimento rispetto al centro del cilindro:

Assiali/Parallelo, questo è lo schema piu utilizzato, dove prevede che le valvole con la stessa funzione (aspirazione o scarico), quando vengono azionate, queste rimangono parallele tra loro, portando ad avere una testata e pistone con il profilo a V.
Radiali, questo è un sistema utilizzato da Ferrari ed MV Agusta e denominato Valvole radiali, dove tutte le valvole quando vengono azionate, si dirigono verso il centro del cilindro, portando ad una forma del pistone e della testa piu vicina a quella di un motore a due tempi, per l'azionamento di tali valvole sono necessari dei profili dei lobi dell'albero a camme molto particolari, inoltre tale sistema occupa leggermente piu spazio laterale rispetto al sistema "parallelo".

[modifica] Azionamento

Tali valvole possono essere azionate tramite due sistemi:

Camme, si tratta di utilizzare dei lobi di un albero a camme il quale agisce direttamente sulla valvola, sistema utilizzato in parte per la distribuzione IOE e sulle distribuzioni DOHC e SV.
Bilancieri, si tratta d'utilizzare un elemento interposto tra i lobi dell'albero a camme e la valvola stessa, in modo da utilizzare un solo albero e d'ampliare l'effetto dell'eccentricità dei lobi, sistema utilizzato in parte per la distribuzione IOE e sulle distribuzioni SOHC e Desmo.
Aste e bilancieri, è una variazione del sistema a bilancieri, dove viene interposta un asta tra il bilanciere e i lobi dell'albero a camme, questo perché tale albero è disposto lontano dalla valvola, come nel sistema OHV.

[modifica] Richiamo

Per far ritornare le valvole a fungo alla loro sede e chiudere il passaggio dei gas si possono utilizzare varie tecniche:

Elastica, è la tecnica piu antica e consiste nell'utilizzo di una o piu molle elastiche per valvola, che possono essere costruite in vari materiali, generalmente acciaio armonico o titanio, per far chiudere la valvola.
Pneumatica, è una tecnica molto costosa, generalmente riservata alle competizioni e consiste nell'utilizzo di una molla pneumatica, che ha lo stesso funzionamento della molla elastica, ma migliorando la chiusura agli elevati regimi eliminando il rimbalzo della valvola dalla sede.
Desmodromica, è una tecnica poco utilizzata, sia in ambito civile che competitivo, il quale consiste nel comandare tramite bilancieri la chiusura della valvola.