9-10 MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA e MOTORE DIESEL

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1 9-10 MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA e MOTORE DIESEL DIFFERENZE TRA MOTORE A SCOPPIO E DIESEL Il motore a scoppio aspira attraverso i cilindri una miscela esplosiva di aria e benzina nel carburatore, questa miscela viene compressa nella camera di scoppio e l'accensione è provocata dalla scintilla delle candele. Il motore diesel aspira aria pura che viene compressa a forte pressione, e, in conseguenza di tale pressione, l'aria raggiunge C. Per mezzo di un iniettore viene immesso nella camera di combustione gasolio finemente polverizzato. Le gocce finissime di gasolio entrano a forte pressione nella camera di combustione e si mescolano con la massa d'aria molto calda e, per effetto di quest'alta temperatura si incendiano spontaneamente creando la combustione. IL MOTORE DIESEL Detto anche ad accensione spontanea. Si differenzia da quello a benzina per i seguenti motivi: uso del gasolio (rispetto alla benzina il gasolio è meno costoso e meno volatile, cioè si disperde meno nell'aria ed è meno infiammabile, cioè il punto di infiammabilità è più alto) è alimentato solo per iniezione, cioè il gasolio non viene aspirato, ma iniettato nel cilindro ha un maggior rapporto di compressione MOTORE A BENZINA E MOTORI DIESEL entrambi con valvole di scarico e aspirazione

2 SIA IL MOTORE DIESEL CHE QUELLO A BENZINA SONO motori a combustione interna cioè TRASFORMANO IL CALORE IN FORZA MOTRICE (trasformano cioè l energia termica del calore in energia meccanica da trasmettere alle ruote) ANCHE IL MOTORE A GPL o a GAS METANO sono MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA GPL gas propano liquido (viene reso liquido a bassa pressione) Metano gas naturale compresso Biodiesel miscela di 90% di gasolio e 10% olio vegetale I MOTORI a combustione interna POSSONO ESSERE A DUE O A QUATTRO TEMPI PISTONI E CILINDRI SONO ORGANI TIPICI DI UN MOTORE A COMBUSTIONE INTERNA. LE VALVOLE SONO ALMENO DUE PER OGNI CILINDRO (aspirazione e scarico) SIA NEL MOTORE DIESEL CHE IN QUELLO A BENZINA L ARIA ASPIRATA

3 PRIMA DI ESSERE IMMESSA NEL CILINDRO PASSA ATTRAVERSO UN FILTRO NEI MOTORI A BENZINA, LA POTENZA È MODULATA ATTRAVERSO LA VALVOLA A FARFALLA, UN PIATTELLO CONTROLLATO DAL PEDALE DELL'ACCELERATORE CHE REGOLA IL PASSAGGIO DELL'ARIA NEL COLLETTORE DI ASPIRAZIONE. NEI MOTORI A BENZINA la fase di aspirazione comincia con l'apertura della o delle valvole di aspirazione, che permettono al pistone di risucchiare all'interno del cilindro una miscela composta da aria e carburante fornita dal carburatore o dall'iniettore. NEI MODERNI MOTORI A BENZINA IN LUOGO DEL CARBURATORE (non in luogo delle candele) VENGONO IMPIEGATI anche GLI INIETTORI quindi non tutti i motori a benzina hanno gli iniettori. SOLO NEI MOTORI A BENZINA C E LA CANDELA CHE PROVOCA LO SCOPPIO DELLA MISCELA ESPLOSIVA (accensione comandata), MENTRE NEL MOTORE DIESEL LE GOCCIOLINE FINISSIME DI GASOLIO CHE ENTRANO NEL CILINDRO TRAMITE L INIETTORE A CONTATTO CON L ARIA CALDA SI AUTOINCENDIANO (accensione spontanea) FASE DI COMBUSTIONE MOTORE DIESEL: quando il pistone è arrivato in alto riceve una spruzzata di gasolio (iniettato dagli iniettori) che, a contatto con l'aria calda, brucia (si autoincendia) e spinge il pistone verso il basso. I MOTORI DIESEL SONO AD ACCENSIONE SPONTANEA I MOTORI A BENZINA SONO AD ACCENSIONE COMANDATA

4 ESISTONO MOTORI CON NUMERO DISPARI DI CILINDRI L ORGANO PRINCIPALE DEL MOTORE E L ALBERO A MOTORE ALBERO MOTORE detto anche albero a gomiti o a manovelle è la parte più importante del motore poiché esso trasforma il movimento alternato verticale dei pistoni (cioè su e giù) in movimento rotatorio. Quindi albero a motore ha un MOVIMENTO ROTATORIO Ad una estremità dell'albero si trova una puleggia che alloggia una o più cinghie (cinghia alternatore, cinghia pompa acqua e lubrificazione, cinghia pompa condizionatore, cinghia distribuzione). All'altra estremità si trova il volano. Le bielle manovelle uniscono il pistone all albero a motore FALSO DIRE CHE UNISCONO I PISTONI CON ALBERO A CAMME Il ciclo di OTTO VALE SOLO PER I MOTORI A SCOPPIO cioè a benzina che sono MOTORI AD ACCENSIONE COMANDATA perché SI ACCENDONO grazie ad una scintilla I motori a scoppio sono a BENZINA a GPL o a GAS METANO ed apirano una miscela di aria e benzina, oppure aria e metano o aria e Gpl.

5 IL MOTORE DIESEL HA UN NUMERO MASSIMO DI GIRI INFERIORE AL MOTORE A SCOPPIO in quanto un motore Diesel, lavorando con pressioni molto maggiori rispetto ad un motore a ciclo Otto, ha necessariamente un dimensionamento più generoso cioè è più grande e più robusto, per cui il peso maggiore tende a farlo girare un pochino più lentamente Più lentamente gira il motore, migliore è la combustione. QUINDI IL MOTORE A SCOPPIO a parità di cilindrata ha un numero di giri superiore rispetto al motore diesel ( che gira più lentamente) QUINDI IL MOTORE DIESEL HA UN RENDIMENTO MAGGIORE DEL MOTORE A SCOPPIO LA DISTRIBUZIONE Comprende gli organi che servono a far aprire e chiudere le valvole al momento opportuno. Le parti principali sono: 1. l'albero a camme 2. le valvole 3. la cinghia o catena di distribuzione

6 La cinghia della distribuzione va di norma sostituita ogni Km. Collega l albero a motore con l albero della distribuzione (albero a camme) Nei motori diesel in luogo della cinghia di distribuzione può trovarsi un collegamento ad ingranaggi. La rottura della cinghia dentata o catena di distribuzione può recare gravi danni agli organi interni del motore quali valvole, pistoni e bielle. AUTOREGOLATORE Serve a regolare il minimo ed il massimo nei giri del motore: Il minimo affinchè non si spenga il motore Il massimo perchè non vada fuori giri Quindi il compito dell'autoregolatore è quello di mantenere il minimo regolare, evitando che il motore si spenga, e non far superare al motore il numero massimo di giri stabilito dal costruttore. ANTICIPO AUTOMATICO Serve a mandare gasolio agli iniettori prima che il pistone abbia finito la fase di compressione (cioè prima che il pistone abbia raggiunto il punto morto superiore) Con l'aumentare del numero di giri aumenta anche la velocità del pistone e, se non si iniettasse gasolio con maggior anticipo, il pistone arriverebbe al punto morto superiore senza aver dato il tempo al gasolio di bruciare completamente Quindi l anticipo serve a favorire la completa combustione del gasolio ENTRAMBI VENGONO AZIONATI IN MODO AUTOMATICO

7 FENOMENO DELLA DETONAZIONE o BATTITO IN TESTA Il fenomeno della detonazione, conosciuto anche come battito in testa, è generato da una combustione incontrollata della miscela aria-benzina all'interno del cilindro con onde d'urto si rifrangono contro le pareti del cilindro, sottoponendo le superfici ad un continuo martellamento che, oltre a produrre il classico rumore metallico del battito in testa, sono causa di avarie alle guarnizioni della testata, alle valvole di aspirazione e scarico e nella peggiore delle ipotesi alla foratura del cielo del pistone. IL MOTORE ELETTRICO TRASFORMA L ENERGIA ELETTROMAGNETICA IN FORZA MOTRICE NON E UN MOTORE A COMBUSTIONE. Un motore termico o motore a combustione è una macchina termica che funziona da motore, cioè usa il calore come vettore energetico per la produzione di lavoro (solitamente di tipo meccanico). Al contrario il motore elettrico è in grado di trasformare l'energia elettrica, in energia meccanica (o di movimento). Per dissipare il calore prodotto da un motore elettrico si usa un sistema di raffreddamento ad aria naturale o forzato (ventole)il MOVIMENTO GENERATO DAL MOTORE ELETTRICO NON UTILIZZA PISTONI E CILINDRI Il peso della batteria incide negativamente sulle prestazioni di un autoveicolo con motore elettrico.

8 I CILINDRI DEL MOTORE SONO RAGGRUPPATI IN UN UNICO BLOCCO DETTO MONOBLOCCO ED HANNO LA FUNZIONE DI GUIDA PER I PISTONI E DI CAMERA DI ESPANSIONE DEI GAS POTENZA DI UN MOTORE È IL RAPPORTO TRA IL LAVORO SVOLTO ED IL RELATIVO TEMPO IMPIEGATO, più lavoro nello stesso lasso di tempo e quindi più potenza. CONSUMO SPECIFICO: Rappresenta la quantità di combustibile necessaria per la produzione di una unità di potenza. Se il rendimento del motore aumenta il consumo specifico di combustibile diminuisce. IL RAPPORTO DI COMPRESSIONE E il rapporto tra il volume del cilindro ed il volume della camera di scoppio. Nei motori a scoppio varia da Nel diesel da (diesel rapporto compressione più alto) Se ad es il rapporto è 8 significa che la miscela viene compressa e ridotta fino ad occupare un volume che è l ottava parte di quella occupata inizialmente. Più il rapporto è alto più l aria si riscalda ed il gasolio brucia meglio e il rendimento del motore è migliore

9 NELLE 4 FASI DI ASPIRAZIONE COMPRESSIONE COMBUSTIONE E SCARICO L ALBERO A MOTORE COMPIE 2 GIRI (mezzo giro per ogni fase) CILINDRATA DEL MOTORE E DATA DALLA SOMMA DEI VOLUMI INTERNI DEI SINGOLI CILINDRI calcolata nel momento in cui i pistoni si trovano al punto morto inferiore

10 POMPA DI INIEZIONE Serve a mandare il gasolio agli iniettori a forte pressione e a regolarne la quantità (voluta dall'acceleratore). Il gasolio viene aspirato dal serbatoio per mezzo della pompa di alimentazione, il carburante passa attraverso un filtro e per mezzo di condutture arriva agli elementi pompanti che sono tanti quanti sono i cilindri. Il gasolio viene iniettato nei cilindri ad una pressione di circa 250 bar. La pompa di iniezione è una scatola metallica con l'asta a cremagliera collegata all'acceleratore, albero a camme e tanti elementi pompanti quanti sono i cilindri. L elemento pompante che è formato da un cilindretto ed un pistoncino. La pompa di alimentazione (AC) ha il solo compito di prelevare gasolio dal serbatoio ed inviarlo a bassa pressione alla pompa di iniezione. La pompa di iniezione invia gasolio agli iniettori ad alta pressione La pompa di alimentazione può trovarsi immersa nel serbatoio. Se la pompa cessa di funzionare il motore si arresta.

11 Nel caso del sistema di iniezione iniettore-pompa, ogni cilindro del motore è dotato di un'unità di iniezione e pompa che dopo aver messo in pressione il gasolio lo inietta nella dose corretta e al momento giusto. In questo caso non è montata la pompa di iniezione Gli elettroiniettori di norma fanno due iniezioni nella camera di combustione una più piccola e una più grande così l iniezione pilota aumenta temperatura e pressione nel cilindro NEL MOTORE DIESEL ABBIAMO UN FILTRO ARIA E UN FILTRO DEL GASOLIO LE CUI CARTUCCE FILTRANTI DEVONO ESSERE PERIODICAMENTE SOSTITUITE COMMON RAIL SYSTEM (CRS) Serve ad aumentare il rendimento del motore fornendo una pressione ottimale agli iniettori. E' un sistema di iniezione del gasolio o della benzina, che si avvale di una pompa elettrica ad alta pressione ( bar) di forma quasi cilindrica che ruota perché collegata all albero a motore, inviando gasolio ad elevata pressione in un unico condotto (common rail) collegato a tutti gli iniettori.

12 I vantaggi del common rail system: la pompa non deve più occuparsi di quando e quanto combustibile inviare agli iniettori, ma deve solo più inviare combustibile ad altissima pressione nel robusto tubo gli iniettori non si aprono più sotto l'effetto del gasolio in pressione, ma sono dei piccoli rubinetti elettrici (elettroiniettori) comandati da una centralina, che grazie a dei sensori controlla la pressione del gasolio nel tubo comune ed al momento opportuno invia l impulso agli iniettore per iniettare il gasolio. La centralina realizza un campo magnetico che alza lo spillo e controlla la mandata di gasolio. FALSO CHE COMMON RAIL permette di aumentare la pressione di iniezione al variare del numero di giri.è un sistema con elevatissima pressione a qualsiasi numero di giri del motore. TURBOCOMPRESSORE Serve a far entrare più carica nel cilindro e quindi a sviluppar più potenza a parità di cilindrata. Il sistema più usato è il turbocompressore CHE SFRUTTA L ENERGIA DEI GAS DI SCARICO CHE ALTRIMENTI ANDREBBE PERDUTA. I gas di scarico, espulsi dal motore, attraverso una turbina inserita nel tubo di scarico fanno girare una girante inserita nel collettore di aspirazione, che comprime l'aria aumentandone la quantità immessa nei cilindri, ci sarà + aria + combustibile = + POTENZA nei cilindri La sovralimentazione aumenta la densità dell aria immessa nei cilindri perché immettendo nei cilindri aria fredda ne aumenta anche la densità

13 L'INTERCOOLER Per aumentare il rendimento del motore occorre raffreddare l aria, prima di immetterla nel cilindro, perchè l aria fredda, ha un volume minore e quindi occupa meno spazio. L intercooler serve proprio abbassare la temperatura della carica, prima del suo impresso nei cilindri. L aria esce dal compressore ad una temperatura di circa 100 e prima di essere immessa nei cilindri, passa nei tubetti alettati di un radiatore collegato con l esterno. E' uno scambiatore di calore aria-aria, che raffredda l'aria che esce dal compressore, prima di entrare nei cilindri. L'aria raffreddata perde di volume, così nei cilindri ci sarà + aria e + combustibile = + potenza. FALSO che il compito dell intercooler è quello di abbassare la temperatura del liquido di raffreddamento ( abbassa la temperatura dell aria in entrata nei cilindri) MULTIJET Multijet è il nome che identifica un particolare sistema di alimentazione per motori a gasolio. Si tratta di un sistema common rail in cui viene aumentato il numero delle iniezioni per ogni singola combustione: questa soluzione migliora le prestazioni soprattutto a bassi regimi e consente una riduzione delle emissioni inquinanti. Il sistema Multijet vanta una combustione più lenta e graduale a parità di combustibile presente nel cilindro grazie all'aumento delle iniezioni. Consente fino a otto iniezioni consecutive per ogni combustione. L'iniezione "pilota", già presente sul sistema normale di iniezione viene seguita da una iniezione principale suddivisa in tante iniezioni più piccole, così la quantità di gasolio bruciata all interno del cilindro resta la stessa ma si ottiene una combustione ancora più graduale e completa. Raggiungendo così migliori traguardi in tema di controllo del rumore di combustione, riduzione delle emissioni inquinanti e incremento delle prestazioni.

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