Le automobili sono dotate di diversi dispositivi periferici, essenziali per il corretto funzionamento dei motori a combustione interna. Tra questi, la pompa del servosterzo, l'alternatore, il compressore dell'aria condizionata e la pompa dell'acqua svolgono un ruolo cruciale. Tuttavia, questi dispositivi non possono operare senza l'ausilio di una cinghia a serpentina, una lunga cinghia continua che funge da forza motrice per molti accessori del motore.
Funzionamento e importanza della cinghia trapezoidale
La cinghia trapezoidale agisce come una cinghia di trasmissione. Nei motori a combustione, la combustione della miscela aria/combustibile mette in moto i pistoni. Attraverso le bielle, il movimento rettilineo dei pistoni viene convertito nella rotazione dell'albero motore. La cinghia trapezoidale sfrutta la forza della rotazione (coppia) dell'albero motore per azionare altre unità tramite pulegge trapezoidali. In questo modo, essa garantisce il corretto funzionamento del motore e un elevato comfort di guida.
Le cinghie trapezoidali Gates sono cinghie di trasmissione di potenza senza fine, caratterizzate da una sezione trasversale trapezoidale che si inserisce in una scanalatura a forma di V. Sebbene due cinghie trapezoidali possano sembrare simili a un osservatore inesperto, l'ingegneria e i processi di progettazione utilizzati per crearle possono variare notevolmente, portando a significative differenze nelle prestazioni e nella durata.
La puleggia dell'albero motore: un componente cruciale
La puleggia dell'albero motore, spesso nascosta e poco conosciuta, è in realtà uno dei componenti più importanti del motore. Essa mette in movimento organi indispensabili come l'alternatore, il compressore del condizionatore e, in alcuni casi, la pompa dell'acqua e quella del servosterzo idraulico.
La puleggia dell'albero motore ha la forma di una ruota con una serie di scanalature parallele, nelle quali si inseriscono le sporgenze a sezione triangolare della cinghia "dei servizi", chiamata anche "Poly-V". Queste scanalature aumentano la superficie di contatto tra puleggia e cinghia, evitando slittamenti. Questo sistema rappresenta un notevole passo avanti rispetto alle cinghie trapezoidali, ancora presenti nelle automobili più datate, per le quali la puleggia dell'albero motore presenta una sola scanalatura.
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La funzione principale della puleggia dell'albero motore è trasferire energia meccanica, tramite una cinghia flessibile, dall'albero motore a importanti accessori come l'alternatore e il compressore del condizionatore. Con l'avvento dei servosterzi elettrici, è diventato meno frequente l'azionamento della pompa del servosterzo idraulico da parte della cinghia, e lo stesso vale per la pompa dell'acqua, ormai comunemente azionata dalla cinghia della distribuzione.
Evoluzione e complessità della puleggia dell'albero motore
In passato, la puleggia dell'albero motore era una semplice ruota realizzata in metallo fuso o lamiera. Tuttavia, l'aumento delle potenze e la richiesta di minori vibrazioni, per migliorare il comfort e la durata della cinghia e dei componenti collegati, hanno reso questo componente più complesso.
La parte esterna, quella che accoglie la cinghia flessibile, è disaccoppiata da quella solidale con l'albero motore tramite materiali elastici che smorzano le vibrazioni e le disuniformità del movimento. Questa funzione di assorbimento è così importante che nei cataloghi dei ricambisti la puleggia dell'albero motore viene spesso indicata con i termini "smorzatore" o "damper".
Sono proprio questi materiali elastici a rendere meno longeva la puleggia dell'albero motore, un compromesso necessario per ottenere un maggiore comfort e allungare la vita di alternatore, compressore ed eventuali pompe collegate alla cinghia. È importante ricordare che la puleggia dell'albero motore gestisce anche i sistemi mild hybrid, i cui alternatori/starter recuperano energia in frenata e avviano il motore tramite la cinghia flessibile e la puleggia collegata all'albero motore. Ad esempio, il sistema Ford EcoBoost Hybrid ha un alternatore/starter da 15,6 CV, una potenza considerevole che sollecita fortemente cinghia e puleggia.
Sintomi di un cedimento della puleggia dell'albero motore
Il cedimento della puleggia dell'albero motore, causato principalmente dal deterioramento delle parti in gomma, può manifestarsi con sintomi quali vibrazioni insolite nell'abitacolo, sibili, stridori provenienti dalla cinghia elastica e strani "colpi" in successione.
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È consigliabile ispezionare visivamente la puleggia dell'albero motore, cercando screpolature, deformazioni o rigonfiamenti nella gomma (che si deteriora a contatto con l'olio) e fessure nel mozzo o vicino ai bulloni di serraggio. Gli esperti raccomandano di sostituire il damper insieme alla cinghia della distribuzione, in media tra 90.000 e 120.000 km, e di utilizzare attrezzi adeguati come la chiave dinamometrica, necessaria per rispettare le coppie e gli angoli di serraggio prescritti dal costruttore. In alcuni casi, è obbligatorio sostituire anche le viti di fissaggio, poiché, se la coppia di serraggio è molto elevata, esse si snervano e non possono essere riutilizzate.
Problemi comuni e possibili soluzioni
Un problema comune riscontrato dagli automobilisti è un rumore metallico o un "tac tac" proveniente dalla zona della cinghia dei servizi, che può persistere anche dopo la sostituzione della cinghia e dei cuscinetti. In alcuni casi, il rumore può essere causato dalla puleggia dell'alternatore, che, quando la cinghia non è in tiro, si muove leggermente. Un'altra possibile causa è l'usura della "frizione" all'interno della puleggia dell'alternatore, che lavora per mantenere costante la velocità di rotazione dell'alternatore.
In altri casi, il rumore potrebbe essere causato da un problema meccanico più grave, come una punteria o una camma consumata, oppure da un problema a una bronzina di biella. In questi casi, è necessario un controllo più approfondito del motore.
La cinghia servizi: un componente fondamentale per diversi sistemi dell'auto
La cinghia servizi fa parte dell'assortimento di ogni ricambista ed è ben conosciuta da tutti i meccanici. Una cinghia servizi danneggiata mette a repentaglio il corretto funzionamento di diversi dispositivi dell'auto, con il rischio di danni anche piuttosto seri.
La cinghia servizi dell'auto, collegata alla puleggia dell'albero motore e da questo azionata, consente il funzionamento dell'alternatore, del servosterzo, della ventola del radiatore e del compressore del climatizzatore. La rottura della cinghia compromette la funzionalità del servosterzo, del sistema di raffreddamento e della batteria, che non è più alimentata dall'alternatore.
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Come tutte le parti in movimento, anche le cinghie di servizio subiscono nel tempo una progressiva usura che può portare alla rottura o a un irrigidimento del materiale, compromettendone le prestazioni. Non è possibile prevedere la rottura di una cinghia servizi, che, quando accade, può bloccare anche totalmente la vettura in attesa del ripristino.
Conseguenze della rottura della cinghia servizi
Per quanto riguarda il servosterzo, la conseguenza immediata della rottura della cinghia servizi è il blocco della pompa del servosterzo, che non provvede più a far circolare e a mettere in pressione l'olio idraulico contenuto nel circuito e nella scatola dello sterzo. Ne deriva l'immediato irrigidimento dello sterzo. Tuttavia, per ragioni di sicurezza, i servosterzi sono realizzati in modo tale che, anche in caso di mancato funzionamento, il conducente sia sempre in grado di sterzare le ruote, sia pure con uno sforzo notevolmente maggiore.
La rottura della cinghia servizi può essere segnalata dall'irrigidimento dello sterzo e dall'accensione della spia della batteria, che non è più ricaricata dall'alternatore.
La cinghia servizi è fondamentale anche per il funzionamento dell'impianto di climatizzazione del veicolo. È infatti la cinghia, tramite le pulegge, ad alimentare il compressore del climatizzatore che comprime il gas refrigerante che fluisce all'interno dell'impianto di climatizzazione. Con la rottura della cinghia di servizio, può disattivarsi anche il funzionamento della ventola di raffreddamento motore, che non è più trainata. Anche la pompa dell'acqua, in diversi modelli, funziona grazie alla cinghia servizi.
Fasi di intervento per la sostituzione della cinghia servizi
La sostituzione della cinghia servizi richiede diverse fasi di intervento e accorgimenti per una corretta e sicura riparazione. La prima fase prevede lo scollegamento dei vari impianti (raffreddamento, servosterzo/idroguida, olio del cambio automatico) e cablaggi. Si procede poi con lo svuotamento del radiatore. Una volta smontata la traversa, si staccano i convogliatori (o prese d'aria) ai lati del radiatore. Infine, vengono staccati i manicotti del radiatore, quello superiore e quello inferiore.
Successivamente, si procede con lo stacco del tubo dell'olio del servosterzo, attraverso il quale l'olio circola in prossimità del radiatore (spinto dall'apposita pompa) per essere raffreddato. Liberato il tubo, si fa defluire l'olio. Vengono poi scollegati i cablaggi delle due ventole (del climatizzatore e del raffreddamento). Si può ora procedere con il distacco del condensatore del clima, del mascherone anteriore, del radiatore e della ventola (con relativo giunto), liberando il campo per la sostituzione della cinghia.
Se si nota la presenza di una "colata" sul carter, è probabile che a provocare la rottura della cinghia sia stato un malfunzionamento del cuscinetto tendicinghia. Sfilata la cinghia dai cuscinetti di rinvio, è opportuno sostituire il cuscinetto tenditore e, per precauzione, il relativo ammortizzatore. La rottura del tendicinghia potrebbe essere stata causata dallo scorretto funzionamento dell'ammortizzatore, e pertanto va cambiato. In questi casi, si procede generalmente anche alla sostituzione di tutti i cuscinetti e al montaggio della nuova cinghia servizi.
Spinto indietro il tenditore automatico e fatto arretrare il pistoncino, viene alloggiata la cinghia. A differenza della cinghia di distribuzione, che richiede la procedura di messa in fase, la tensione della cinghia servizi è automatica: la molla spinge infatti il tenditore mantenendo la cinghia nella tensione corretta.
Intervalli di sostituzione e fattori che influenzano la durata della cinghia servizi
La sostituzione della cinghia servizi auto è generalmente prevista dalle case costruttrici dopo 120.000 km. Vanno tuttavia considerate le modalità e le condizioni di utilizzo dell'auto. Se, ad esempio, si guida spesso su strade polverose o sterrati, l'accumulo di polveri e impurità favorisce un maggior attrito cinghia/cuscinetto che andrà ad accorciare la durata media di una cinghia.
Per effettuare l'intervento di sostituzione della cinghia, occorre assicurarsi che tutti gli impianti azionati dalla cinghia siano scollegati. Generalmente, oltre alla cinghia servizi, vengono sostituiti anche gli altri componenti della distribuzione ausiliaria, spesso venduti in kit che, oltre alla cinghia servizi, contengono tenditori ausiliari, pulegge damper, pulegge a ruota libera alternatore, cuscinetti, viteria e tutto l'occorrente per la riparazione.
A differenza della cinghia di distribuzione, la cinghia servizi non richiede una specifica sincronizzazione (si utilizzano infatti cinghie trapezoidali non dentate). Tuttavia, se la cinghia servizi è troppo tesa (a causa di un difetto o malfunzionamento del tenditore), questa può provocare un progressivo danneggiamento dei cuscinetti e rompersi. È inoltre fortemente consigliato cambiare, oltre alle cinghie, anche tutti i cuscinetti (compresi quelli di rinvio), così da evitare nel medio termine il ripetersi di un altro guasto. È infatti molto probabile che il danno ad un elemento abbia un impatto anche sugli altri componenti.
Va inoltre considerato che le nuove generazioni di motori operano a temperature più elevate e a regimi superiori, e i diametri di cuscinetti e pulegge si sono ridotti per risparmiare spazio sotto il cofano.
Gli automobilisti sono spesso attenti al costo di sostituzione della cinghia servizi, perché può variare molto a seconda che si sostituisca la sola cinghia servizi o anche componenti correlati quali tendicinghia ausiliari, cuscinetti di rinvio e eventuali sistemi ausiliari.
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