Gli ingegneri hanno trascorso oltre un secolo cercando di sconfiggere il più grande nemico dei motori a combustione interna: l'attrito. All'interno della parte superiore del motore, i componenti metallici sono impegnati in una violenta battaglia ad alta velocità.
In nessun punto questo attrito è più dannoso che nel punto di contatto tra l'albero a camme in rotazione e la punteria della valvola . Questo scorrimento metallo su metallo sopporta un'enorme pressione, forzando l'apertura delle valvole del motore contro la resistenza di pesanti molle in acciaio. Tradizionalmente, se l'olio motore diventa troppo caldo, troppo fluido o troppo sporco, l'albero a camme si usura rapidamente e danneggia la parte superiore della punteria.
Per risolvere questo problema in casi d'uso estremi, un produttore di punterie di alta gamma, che punta alla massima durata, utilizza ora una soluzione di livello aerospaziale: il carbonio simile al diamante (DLC) . Scopriamo insieme perché le punterie con rivestimento DLC stanno rivoluzionando la costruzione di motori ad alto carico e la loro longevità commerciale.
Che cos'è il carbonio simile al diamante (DLC)?
Molti pensano ai diamanti esclusivamente come gioielli. Ma per un ingegnere, un diamante rappresenta il materiale strutturale per eccellenza. È la sostanza naturale più dura sulla Terra e possiede intrinsecamente un coefficiente di attrito incredibilmente basso.
Il DLC (Diamond-Like Carbon) è un rivestimento nanocomposito specializzato che riprende le proprietà più desiderabili del vero diamante – estrema durezza, elevata resistenza all'usura e grande scorrevolezza – e le lega chimicamente direttamente alla superficie dei componenti metallici per autoveicoli.
A differenza dei metodi tradizionali come la semplice nitrurazione o la cromatura (che si limitano a indurire l'acciaio), il rivestimento DLC trasforma la superficie stessa della punteria. Applicato all'interno di camere a vuoto ad alta tecnologia mediante deposizione chimica da fase vapore (CVD), il risultato è una finitura nera e vetrosa che non è solo uno strato fisico, ma si lega chimicamente all'acciaio. Il rivestimento finale ha solitamente uno spessore di pochi micron, eppure triplica matematicamente la durata del sistema di distribuzione.
Le relazioni tecniche sulla distribuzione, redatte dalla divisione di ingegneria di MS Motorservice, dimostrano che i rivestimenti DLC riducono drasticamente i coefficienti di attrito fino a quasi 0,05, fornendo una lubrificazione limite estrema, fondamentale per la sopravvivenza del motore, durante gli avviamenti a freddo.
Vantaggi del rivestimento DLC rispetto alla cromatura dura
1. Riduzione estrema dell'attrito
La natura "vetrosa" del rivestimento DLC fa sì che il suo indice di attrito sia straordinariamente basso. Quando una pesante camma in acciaio sfrega violentemente contro una tradizionale punteria meccanica in acciaio, genera un calore immenso e richiede uno spesso strato di olio da competizione ad alta concentrazione di ZDDP per resistere. Una punteria con rivestimento DLC scorre così agevolmente contro l'albero a camme da abbassare drasticamente le temperature dell'olio e liberare la potenza che prima andava persa.
2. Protezione migliorata rispetto al rivestimento standard in nitruro.
La stragrande maggioranza dell'usura del motore si verifica nell'istante stesso in cui si avvia un motore freddo. L'olio pesante si deposita nella coppa dell'olio durante la notte, lasciando il sistema di distribuzione della parte superiore del motore completamente asciutto per due secondi cruciali prima che la pompa dell'olio intervenga. Poiché i rivestimenti DLC sono intrinsecamente scorrevoli, forniscono una "lubrificazione a secco" eccezionale, proteggendo completamente il sistema di distribuzione dall'abrasione durante gli avviamenti a freddo più bruschi.
3. Capacità di gestire profili dell'albero a camme aggressivi
Nelle competizioni automobilistiche o nelle applicazioni diesel per impieghi gravosi, i costruttori di motori utilizzano alberi a camme massicci e aggressivi che aprono le valvole di aspirazione con velocità e pressione incredibili. Questa pressione geometrica estrema provoca la formazione di vaiolature (microfratture) e grippaggi nell'acciaio cementato tradizionale. La struttura reticolare, dura come il diamante, di un rivestimento DLC (Deep Liquefactor Carbon) non si corrode, resistendo senza sforzo alle pressioni delle molle che schiaccerebbero un componente OEM standard.
I DLC per le punterie sono necessari per ogni motore?
Poiché l'applicazione di un rivestimento DLC impeccabile richiede macchinari per la deposizione in fase vapore del valore di milioni di dollari, questi componenti hanno un prezzo notevolmente maggiorato quando vengono acquistati da un distributore di ricambi per motori.
Per un'auto completamente di serie, usata quotidianamente per fare la spesa, l'acciaio trattato termicamente di serie è perfettamente adeguato. L'enorme costo dei componenti DLC è matematicamente eccessivo per un utilizzo quotidiano a bassi regimi.
Tuttavia, se state costruendo un motore che supera regolarmente i 7.000 giri/minuto, che partecipa a lunghe gare di durata o che gestisce una flotta di autocarri diesel commerciali pesanti, dove i tempi di inattività costano migliaia di dollari al giorno, il DLC non è eccessivo. Si tratta di un investimento altamente strategico. Il costo iniziale viene immediatamente compensato dalla prevenzione di un singolo guasto catastrofico dell'albero a camme.
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