Una full immersion nel mondo delle cinghie di distribuzione:
se si rompono o non si usano secondo quanto raccomandato dal costruttore auto, son dolori. Parola di chi si è “scottato”.
Ecco tutto quello che c'è da sapere anche sulle ultimissime cinghie a bagno di vapori d’olio.
Sono passati quasi cinquant'anni dalla presentazione della Fiat 124 Sport, prima vettura in Italia dotata di motore con alberi a camme comandati da una cinghia dentata in gomma, e da allora la cinghia di distribuzione (che andava a sostituire la classica catena, o gli ingranaggi) si è diffusa su quasi tutti i motori montati su macchine della gamma medio bassa (e non solo questi, ma anche su motori sportivi e prestigiosi). Le ragioni di questa diffusione sono di carattere tecnico ed economico.
I motori di nuova progettazione degli anni '70 sono praticamente tutti con albero a camme in testa (precedentemente era perlopiù laterale) e la trasmissione del moto da parte dell'albero motore, se fatta con la classica catena in ferro, sarebbe stata tecnicamente complessa, costosa e non esente da problemi con il progredire del chilometraggio dell'auto. L'utilizzo della cinghia di distribuzione diventa allora la soluzione ideale, semplice, economica, silenziosa, leggera, con una maggior precisione (assenza di giochi) rispetto alla catena, e tutto sommato affidabile.
Da notare anche la totale assenza della necessità di lubrificazione e manutenzione se non la periodica sostituzione, peraltro più semplice di quella di una catena e necessaria dopo periodi abbastanza lunghi di funzionamento.
Soltanto negli ultimi tempi sui nuovi motori si sta assistendo ad un ritorno all'uso della catena di distribuzione, grazie al progredire della tecnica che le rende più sicure e durature rispetto alla cinghia, anche se nella realtà in molti casi ciò non si è avverato.
Struttura delle cinghie dentate:
- Le cinghie di prima generazione sono composte da Cloroprene, composto organico della famiglia delle gomme dal range di utilizzo inferiore ai 100C°, in motori su cui la cinghia non subisce grandi stress (come tutti i motori di fine anni '80 e '90).
- Le cinghie di seconda generazione, chiamate HSN, sono costruite in Policloroprene: gomma sintetica, quindi non più organica. Aumentano le caratteristiche di resistenza all'usura, all'invecchiamento, al calore ed all'attacco di agenti chimici; questo sviluppo segue quello dei motori, le cui prestazioni aumentano, aumenta lo stress della cinghia di distribuzione con l' avvento dei motori 16V e di temperature di esercizio più elevate.
Aumentano poi i chilometri percorsi e l'intervallo temporale prima della sostituzione (attualmente oltre il doppio della durata di una cinghia di prima generazione).
Il Policloroprene viene usato come collante e protegge dall'usura le fibre di vetro longitudinali destinate alla trazione e a sopportare i carichi. I profili dei denti vengono modificati per diminuire le perdite ed il rumore.
- Le cinghie di terza generazione, o HT acronimo di High Tenacity, sono state concepite inizialmente per i motori Diesel che adottavano gli iniettori pompa UIS del gruppo VW. Lo stress meccanico che la cinghia subiva era tale da dover riconsiderare il ruolo delle cinghie HSN. Ecco che nasce allora questa nuova generazione dove nuove fibre di vetro ad alto modulo vengono annegate in un nuovo polimero sintetico denominato HNBR con alto grado di idrogenazione, che assicura una elevata resistenza alle alte temperature e all’invecchiamento. In più, la parte interna dove ci sono i denti è rivestita da un materiale in
PTFE che la preserva dalle abrasioni, riducendo l’attrito tra i denti della cinghia e le cave puleggia, per intenderci quelle con la parte interna bianca.
Il risultato è una cinghia che raddoppia la durata sia di motori dotati del sistema UIS sia di Diesel common rail, portando gli intervalli di manutenzione dei primi fino ai 150.000 km e dei secondi fino ai 240.000 km o 10 anni.
- Esiste una nuova generazione di cinghie che per ora viene adoperata sui piccoli motori del gruppo PSA e Ford (realizzati in partnership) di ultimissima generazione.
La cinghia, brevettata da Dayco è in grado di lavorare assieme ai vapori dell'olio (atmosfera oleosa), che arrivano dal basamento, i quali la inumidiscono. Per ora si sa poco dei materiali usati, ma la cinghia ha un intervallo di sostituzione di oltre 240.000 km o 10 anni, il tutto per ottenere i seguenti vantaggi:
- Minore attrito
- Riduzione di CO2
- Efficienza nel consumo di carburante
- Minore rumorosità
- Migliore dinamicità
Nel sistema di comando della distribuzione non c'è solo la cinghia dentata (cinghia sincrona), ma anche altri organi necessari al suo funzionamento: ingranaggi, tenditore ed eventuali pulegge ausiliarie per tenerla in guida; inoltre spesso la cinghia non comanda solamente gli alberi a camme, ma anche altri organi, pompa d'iniezione, pompa olio e pompa acqua.
Tutti questi elementi sono soggetti ad usura e a rotture e vanno controllati o cambiati ogni volta che viene sostituita la cinghia.
Un punto particolarmente debole è la pompa acqua, il cui cedimento, caso non raro, potrebbe provocare danni rilevanti.
Precauzioni e prescrizioni per il corretto montaggio
della cinghia distribuzione
Sono oramai abbastanza note a tutti, ma non è mai male ricordarle.
• Per evitare rotture delle fibre di vetro delle quali la cinghia è composta, non bisogna mai piegarla, forzarla quando la si monta, usare strumenti non appropriati che potrebbero danneggiarla durante l'installazione.
• Controllare il profilo delle pulegge e il loro corretto allineamento: spesso un consumo anomalo della cinghia è dovuto a una usura irregolare delle superfici sulle quali lavora o a un disallineamento delle pulegge.
• Importantissimo è il corretto tensionamento della cinghia, sulle macchine di oggi in genere facilitato dalla presenza di un tenditore automatico con indicazione del giusto punto di tensione.
• Naturalmente la cosa più importante è la corretta messa in fase della cinghia, cosa ovvia, ma sulla quale è meglio spendere due parole.
In genere l'operazione è abbastanza semplice, si tratta semplicemente di far coincidere i rilievi posti sulle pulegge con quelli sul motore (in alcuni casi vi sono anche i segni sulla cinghia stessa che ne facilitano la messa in fase ed è importante rispettare il giusto senso di rotazione), ma a volte sono necessarie apposite dime e il consiglio è di usarle sempre quando sono richieste per avere una perfetta messa in fase (molto importante per esempio se si tratta di motore con iniettore-pompa) e per evitare danneggiamenti della cinghia nel montarla.
• Tutti conoscono l'importanza dell'intervallo di sostituzione, che varia da motore a motore a seconda del tipo di cinghia, del lavoro che deve compiere (comando pompa iniezione, iniettore pompa, semplice o doppio albero a camme....) e delle caratteristiche progettuali del motore: occorre sempre conoscere la periodicità data dal costruttore del veicolo, ma si tenga conto anche dell'uso prevalente dell'auto e delle condizioni generali del motore (eventuali perdite di olio, liquido...) e ambientali. Particolare importanza, nelle vetture con basse percorrenze, è la cadenza temporale della sostituzione, cosa della quale a volte ci si dimentica: la cinghia è fatta di gomma, sia pure di tipo particolare, ed è soggetta ad invecchiamento.
• Un'ultima cosa da non trascurare è l'integrità e la pulizia del coperchio cinghia distribuzione e il perfetto funzionamento della cinghia servizi e dei relativi meccanismi (cuscinetti, tendicinghia), non è rarissimo il caso in cui la rottura dell'uno o dell'altro è causa di un fuori fase del motore con danni ingenti, ecco un esempio:
Per esperienza io vi dico...
Qui di seguito sono elencate alcune significative esperienze di autoriparatori raccolte dal Forum tecnico partner di Notiziario Motoristico, www.ammirati.org.
• “Ford Focus 1.6 16V 2001. Cambio la cinghia con tutto il suo kit compresa la pompa acqua. Tutto bene, vado in prova e anche qui tutto bene, lascio poi l'auto fuori in modo che la cliente possa ritirarla la sera stessa. Quella sera la cliente mi chiama e mi riferisce che mentre andava a casa la macchina si spegne e non riparte. Vado a verificare e noto subito il rumore dell'auto come fosse senza compressione... Controllo e trovo che il bullone della puleggia albero motore si era svitato. Lo riavvito, ma niente, nessuna compressione. Dopo una notte deluso passata in bianco, al mattino smonto la testa e trovo tutte le valvole piegate. Ricordo che quella vettura ha il bullone dell'albero motore abbastanza corto e la filettatura al contrario. Il bullone ricordo di averlo stretto. Conclusione, quando ordino il materiale necessario per la testata mi dicono alla Ford che quel bullone una volta smontato si deve sostituire. Sarà questo l'errore?”.
• “La discriminante nel montaggio delle cinghie consiste nel sistema di tensionamento automatico e nel carico d'attrito dell'eccentrico. Il tensionamento irregolare determina un effetto martello che sdenta la cinghia o allunga la catena fino al punto di farla accavallare/tranciare... Curioso il sistema Ford con la cinghia distribuzione a bagno d'olio”.
• “Esperienza di qualche giorno fa: entra in riparazione una Peugeot 1.6 HDi. L'auto presenta un cigolio a freddo proveniente dalla distribuzione. Su questa versione la sostituzione è prevista a 240.000 km, ma l'auto ne ha soli 70.000. Comunque smonto il carter e trovo polvere rossa un po' ovunque. Inizialmente ho pensato a una perdita della pompa (il liquido era rosso), ma in realtà è tutto OK. Ho pulito tutto e sostituito pompa e distribuzione, risolvendo tutto. Mi viene da pensare che a queste cinghie venga fatto un trattamento superficiale che con il tempo si distacca diventando polvere e provocando cigolii”.
• “Per le cinghie a bagno d'olio di Ford e che inizia a usare anche VW, serve un olio di gradazione apposita che costa circa 35 euro al litro”.
• “Un consiglio: le viti strette a gradi non devono essere serrate più del necessario e tanto meno con l'avvitatore, il serraggio a gradi porta la vite al limite dello snervamento e a volte addirittura la stessa si allunga ed è qui che tassativamente va sostituita. Se il costruttore prevede il montaggio a secco, non lubrificare la filettatura. Il serraggio con avvitatore ha qualche inconveniente: non si sa a quale coppia di serraggio sia stata portata la vite, l'avvitamento a colpo e percussione danneggia la filettatura”.
• “Se la cinghia di distribuzione deve essere rismontata entro 5/7.000 km di lavoro, questa va rimontata rispettando il precedente senso di rotazione. Poi bisogna sostituire insieme al kit comando distribuzione anche la pompa acqua, sia se comandata dalla distribuzione, sia se comandata da cinghia dedicata, perché nell'uno e nell'altro caso quasi sempre, nella migliore ipotesi, andrebbe smontato il comando di distribuzione”.
• “Una precauzione durante l'installazione: non usare mai fonti magnetiche nelle vicinanze dei sensori giri. Qualche collega, lavorando su motori del Gruppo PSA ha constatato che avvicinando il magnete delle lampadine al sistema ruota fonica sensore albero a gomiti, ha avuto la brutta sorpresa di non riuscire ad accendere più l'auto”.
Forse non tutti sanno che...
La prima cinghia dentata è stata ideata nel 1946 da Richard Case per sincronizzare l'ago e la bobina di una macchina da cucire. Da trent'anni quest'innovazione è stata standardizzata nell'auto. Nel corso degli ultimi anni, per far fronte a un'evoluzione tecnologica costante, i fabbricanti di cinghie hanno modificato i loro prodotti per migliorare ingombro, rumore e costo. Questa evoluzione si traduce con il perfezionamento del profilo della dentatura e della materia prima.
La parola a chi le cinghie le produce
La parola a chi le cinghie le produce
Per la realizzazione di questo approfondimento, hanno partecipato importanti multinazionali come Contitech, Dayco, Gates e SKF. Di seguito una loro breve presentazione e i principali consigli di installazione piuttosto che stoccaggio forniti da questi big.
Contitech
La cinghia dentata CT1000 (codice a barre 4010858027353) è un prodotto che si rivela particolarmente resistente alle alte e basse temperature
(da -30°C a 80°C), è adatta al clima tropicale, è resistente e silenziosa. Un’altra gamma interessante proposta da Contitech è rappresentata dalle cinghie trapezoidali scanalate 6PK1000. Le cinghie Contitech sono distribuite per l'Italia da Rhiag.
Dayco
In breve, Dayco elenca alcuni articoli prodotti per il primo impianto che hanno le caratteristiche
di funzionamento a bagno d'olio:
- Motori FORD FOX 1,0 benzina 046RPP+100 Pompa Olio
- Motori VW famiglia diesel common rail 1,2; 1,6; 2,0 053RP100 Pompa Olio
- AUDI motori 1,8 -2,0 benzina 2^ generazione 054RPP5 120 Pompa Acqua
- AUDI motori 1,8 -2,0 benzina 3^ generazione 067RPP5 120 Pompa Acqua
- VW 3- 4 cilindri, motori 1,0 -1,6 benzina - 081STP5 100 Pompa Acqua
Gates
Kit PowerGrip e PowerGrip Plus
Un kit PowerGrip, in funzione dell'applicazione, contiene una o due cinghie di distribuzione, i galoppini/tenditori necessari, le piastre di supporto in metallo, le istruzioni di montaggio e altri pezzi necessari per una manutenzione completa (perni, molle ecc.).
Un kit PowerGrip Plus comprende inoltre paraoli e guarnizioni, pompa acqua specifica all'applicazione e di qualità OE.
Tensione corretta
Una corretta tensione è fondamentale per ottenere prestazioni ottimali ed elevata affidabilità. Gates consiglia il tensiometro sonico STT-1. Caratteristiche: tutti i valori di tensione e i dati specifici delle trasmissioni sono programmati nell'apparecchio, esegue l'analisi della frequenza delle cinghie, la banca dati comprende i più popolari modelli d'auto in Europa, sensore molto piccolo e filo flessibile, valido solo per le cinghie Gates.
SKF
Dayco fornisce a SKF soluzioni avanzate come la cinghia a bagno d'olio. Per questa applicazione è nato il nuovo componente “firmato” SKF: il cuscinetto radiale rigido a sfere di piccole dimensioni con rivestimento in plastica.
La soluzione SKF consente maggiori performance al motore, minori emissioni e maggiore risparmio di carburante. Tra le caratteristiche del progetto, si segnala il sistema anti-strisciamento con geometria esterna personalizzata. Il cuscinetto SKF con rivestimento in plastica si contraddistingue per minore peso e attrito rispetto ai cuscinetti tradizionali. Risulta inoltre più silenzioso rispetto ai componenti tradizionali di trasmissione a catena e presenta un minore allungamento.
Smontaggio e montaggio
Le cinghie di distribuzione devono essere installate conformemente alle istruzioni delle case auto.
Smontaggio
• Staccare il cavo di massa della batteria e assicurarsi che il motore sia freddo.
• Girare l'albero a camme (nel senso normale di rotazione) fino a raggiungere il PMS, allineando il segno di messa in fase “0” con il segno di messa in fase dell'ammortizzatore dell'albero a camme. Il rotore dello spinterogeno dovrebbe essere allineato con il segno sul corpo dello spinterogeno corrispondente alla posizione di accensione 1.
• Rimuovere le cinghie, le pulegge e i flessibili che potrebbero ostacolare la rimozione del carter della cinghia di distribuzione.
• Allentare il bullone di regolazione del tenditore.
• Smuovere con una leva il tenditore della cinghia e riserrare il bullone di regolazione del tenditore.
• Rimuovere la cinghia di distribuzione.
• Ispezionare la trasmissione. Il disallineamento, una tensione scorretta e una puleggia consumata fanno tutti rompere prematuramente la cinghia. In caso di usura, sostituire immediatamente il componente della trasmissione.
Montaggio
Fase 1
• Accertarsi che i segni di messa in fase siano allineati correttamente.
• Indicatore dell'albero a camme su PMS.
• Rotore dello spinterogeno allineato con il segno di messa in fase sulla scatola dello spinterogeno.
• Indicatore della puleggia dell'albero a camme allineato con il segno sul blocco motore.
Fase 2
• Mettere la cinghia sopra le pulegge, senza forzare. Non montare mai cinghie usate perché i valori di tensione sono calcolati per cinghie nuove.
Fase 3
• Allentare il bullone di regolazione del tenditore in modo che possa posizionarsi contro la cinghia. Mettere delicatamente in posizione il tenditore, per evitare che dia colpi alla cinghia. Accertarsi che la molla del tenditore sia inserita correttamente. Se non vi sono tenditori a molla, mettere in tensione la cinghia secondo le istruzioni del costruttore auto.
Fase 4
• Far girare l'albero a camme (nel senso della normale rotazione) di almeno due giri completi, per rimuovere un eventuale allentamento della cinghia e per consentire un perfetto innesto dei denti della cinghia nelle gole delle pulegge.
Fase 5
• Allentare il tenditore e ritendere la cinghia secondo le istruzioni di casa auto. Se la trasmissione ha un tenditore fisso, verificare la tensione. Serrare correttamente tenditore e bulloni di rotazione conformemente ai valori di coppia di serraggio indicati dal costruttore.
Fase 6
• Rimontare il carter e tutti i componenti rimossi. Serrare tutti i bulloni conformemente alle coppie di serraggio raccomandate dal costruttore.
Fase 7
• Ricollegare il cavo di massa della batteria.
Fase 8
• Accendere il motore, controllare la fase di accensione ed eseguire i necessari aggiustamenti.
Vantaggi delle cinghie rispetto
alle catene di distribuzione
• Elevata silenziosità di funzionamento e precisione di distribuzione per tutta la durata di vita.
• Intercambiabilità semplice e controllo dei danni grazie al montaggio fuori dal motore.
• Nessuna manutenzione attiva grazie alla lubrificazione automatica.
• La cinghia può essere installata su qualsiasi numero d'ingranaggi, senza che siano necessari binari di serraggio e tenditori separati.
• Progettazione flessibile dei tenditori, della disposizione delle pulegge,
della guida della cinghia e del numero di denti.
• Minor attrito nell'azionamento, migliori prestazioni in termini di emissioni di CO2.
• Maggiore grado di integrazione delle parti (pompa dell'acqua/pompa dell'olio).
• Peso inferiore rispetto alla distribuzione a catena.
• Sigillatura degli alberi economica e più semplice.
• Prezzo del sistema inferiore rispetto alla distribuzione a catena, buon comportamento acustico con lo sviluppo del rumore diretto e caratteristiche di smorzamento delle vibrazioni della superficie della cinghia.
• Minore allungamento.
Stoccaggio
Se immagazzinate correttamente, le cinghie di trasmissione continuano a funzionare in modo sicuro anche dopo un lungo periodo di stoccaggio. Istruzioni: conservare le cinghie in un luogo buio, fresco (tra 15°C e 25°C), asciutto e privo di correnti. In queste condizioni, l'affidabilità delle cinghie è garantita per un periodo di stoccaggio massimo di 5 anni.
Sicurezza
• Le cinghie di distribuzione non sono intercambiabili,
assicurarsi di usare la cinghia corretta.
• Le cinghie vanno manipolate con cura e conservate
nelle loro scatole fino al montaggio.
• Seguire sempre le istruzioni del costruttore auto.
• Alcune case auto hanno progettato o raccomandato
attrezzi di montaggio speciali. Usando attrezzi di tipo
diverso si rischia di provocare danni.
• Non forzare la cinghia.
• Non montare mai cinghie usate.
• Si consiglia di sostituire simultaneamente tutte le parti della trasmissione.
Cinghie a bagno di vapori d’olio
I principali benefici sono:
• Minori consumi di carburante
• Riduzione emissioni CO2
• Riduzione dei costi delle tenute del motore
• Nessuna tenuta su albero motore, riduzione attriti
• Durata oltre 240.000 km/10 anni
Rullo tendicinghia e pulegge di rinvio
Problema Cause e soluzioni
• Eccessivo gioco dei cuscinetti Il gioco assiale e radiale dei cuscinetti può essere stimato solo in modo approssimativo
• Flangia della puleggia ossidata Correggere il disallineamento della trasmissione a cinghia
• Rumorosità del rullo Cuscinetto usurato o grasso indurito a causa del surriscaldamento
• Scolorimento bluastro Surriscaldamento causato dallo slittamento della cinghia o dalla tensione elevata
• Fuoriuscita di grasso Può verificarsi una minore fuoriuscita di grasso durante la fase di avvio
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