Un bilanciere è un componente valvetrain nei motori a combustione interna. Quando il braccio viene azionato da un lobo dell’albero a camme, apre una valvola di aspirazione o di scarico. Ciò consente al carburante e all’aria di essere aspirati nella camera di combustione durante la corsa di aspirazione o di espellere i gas di scarico durante la corsa di scarico. I bilancieri sono stati inventati per la prima volta nel XIX secolo e da allora hanno cambiato poco le loro funzioni. Sono stati tuttavia apportati miglioramenti sia nell’efficienza del funzionamento che nei materiali da costruzione. Molti moderni bilancieri sono realizzati in acciaio stampato, anche se alcune applicazioni possono utilizzare materiali più pesanti.
In molti motori a combustione interna, il movimento rotatorio viene indotto nell’albero motore in quanto i pistoni lo fanno ruotare. Questa rotazione viene tradotta sull’albero a camme tramite una cinghia o una catena. A loro volta, i lobi sull’albero a camme vengono utilizzati per spingere le valvole attraverso i bilancieri. Ciò può essere ottenuto sia attraverso il contatto diretto tra un lobo dell’albero a camme e il bilanciere o indirettamente attraverso il contatto con una barra di comando azionata dal sollevatore. I motori a camme in testa hanno dei lobi sull’albero a camme che toccano direttamente ciascun bilanciere, mentre i motori con valvole in testa utilizzano sollevatori e aste di spinta. Nei motori a camme in testa, l’albero a camme può essere posizionato nella testa, mentre i motori a valvole in testa hanno l’albero a camme nel blocco. Entrambe le varietà sono presenti negli Stati Uniti, ma i regolamenti hanno contribuito al declino delle applicazioni delle valvole aeree in altre parti del mondo.
Nel corso della storia del bilanciere, la sua funzione è stata studiata e migliorata. Questi miglioramenti hanno portato a bracci che sono sia più efficienti che più resistenti all’usura. Alcuni progetti possono effettivamente utilizzare due bilancieri per valvola, mentre altri utilizzano un cuscinetto a rulli “rundle” per abbassare la valvola. Queste variazioni nel design possono comportare bilancieri che sembrano fisicamente diversi l’uno dall’altro, sebbene ogni braccio svolga ancora la stessa funzione di base.
Poiché è necessaria energia per muovere un bilanciere e premere una valvola, il loro peso può essere una considerazione importante. Se un bilanciere è eccessivamente pesante, potrebbe richiedere troppa energia per muoversi. Ciò può impedire al motore di raggiungere la velocità di rotazione desiderata. Anche la resistenza del materiale può essere presa in considerazione, poiché il materiale debole può stressarsi o usurarsi troppo rapidamente. Molte applicazioni automobilistiche utilizzano l’acciaio stampato per questi motivi, poiché questo materiale può fornire un equilibrio tra peso e durata. Alcune applicazioni, in particolare i motori diesel, possono utilizzare materiali più pesanti. Motori come questi possono funzionare a coppie più elevate e velocità di rotazione inferiori, consentendo l’utilizzo di materiali come ghisa o acciaio al carbonio forgiato.