Perché l'albero a camme ruota a metà della velocità dell'albero motore?

Questa è in realtà un'ottima domanda e mi costringe a pensarci sopra.

Facciamo in modo semplice, l'albero a camme ruota a metà della velocità dell'albero motore solo nel caso di un motore a quattro tempi.

Partiamo dalle basi: il motore a quattro tempi ha 4 tempi di funzionamento:

• aspirazione.
• compressione.
• potenza.
• scarico.

Vediamo uno per uno il diagramma di fasatura delle valvole alla volta.

1. Corsa di aspirazione

Durante la corsa di aspirazione chiamata anche corsa di aspirazione del motore ad accensione comandata, il pistone si muove dall'estremità superiore del cilindro a quella inferiore e contemporaneamente la valvola di aspirazione si apre. A causa del movimento del pistone si genera una bassa pressione o vuoto all'interno del cilindro. A causa di questo vuoto e dell'azione della gravità, la miscela aria-carburante entra nel cilindro attraverso la valvola di aspirazione. La valvola di aspirazione rimane aperta finché il pistone non raggiunge l'estremità inferiore del cilindro. Dopo di che la valvola di aspirazione si chiude e sigilla l'estremità superiore del cilindro, così si completa la corsa di aspirazione.

2. Corsa di compressione.

Dopo che il pistone passa l'estremità inferiore del cilindro, inizia a muoversi verso l'alto. Entrambe le valvole sono chiuse e il cilindro è sigillato. Il pistone si muove verso l'alto. Questo movimento del pistone comprime la miscela aria-carburante in un piccolo spazio tra la parte superiore del pistone e la testa del cilindro. La miscela è compressa in 1/8 o meno del suo volume originale. Questo rapporto di compressione decide la potenza del motore e dipende dall'applicazione e dal tipo di motore. Alla fine della corsa di compressione il pistone si trova all'estremità superiore del cilindro.

3. Colpo di potenza.

Alla fine della corsa di compressione quando il pistone si trova all'estremità superiore del cilindro si genera una scintilla elettrica dalla candela. Il calore della scintilla accende la miscela aria-carburante compressa. La miscela aria-carburante quindi brucia rapidamente e produce un'alta temperatura fino a 3300 °C. Questa alta temperatura causa una pressione molto alta, che spinge verso il basso la parte superiore del pistone. La biella porta questa forza all'albero motore, che gira per muovere il veicolo. Alla fine della corsa di potenza il pistone raggiunge l'estremità inferiore del cilindro.

4. Corsa di scarico.

Quando il pistone raggiunge l'estremità inferiore del cilindro nella corsa di potenza, la valvola di scarico si apre. In questo momento, a causa dei gas bruciati all'interno del cilindro, la pressione all'interno del cilindro è leggermente più alta della pressione atmosferica. Questa differenza di pressione permette ai gas combusti di uscire attraverso la porta di scarico e il pistone si muove attraverso l'estremità superiore del cilindro. Alla fine dello scarico, tutti i gas combusti fuoriescono e la valvola di scarico si chiude. Ora di nuovo la valvola di aspirazione si apre e questo processo continua fino a quando il veicolo rimane in posizione di partenza.

Ognuno di questi quattro colpi richiede la mezza rotazione dell'albero motore, quindi per completare quattro colpi sono necessarie due rotazioni della manovella. Questo è come il ciclo di un motore a quattro tempi è completato, il ciclo è continuamente ripetendo fino a quando il motore è in funzione, cioè dopo il completamento della corsa di scarico la corsa di compressione è avviene, ora spostare verso il diagramma di temporizzazione della valvola whithith l'aiuto di cui la tempistica di apertura e chiusura della valvola può essere facilmente capire. Come mostrato nel diagramma di temporizzazione della valvola le valvole di aspirazione e di scarico deve essere aperto durante aspirazione e scarico stoke rispettivamente cioè due colpi su quattro e quindi l'albero a camme richiesto una rotazione come quella di due di manovella cioè metà.