Il motore dell autoveicolo. Semplificazioni e dettagli base sull argomento Versione per il Formatore

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1 Regione Piemonte IL MOTORE DEL VEICOLO - 2 DATA EMISSIONE Dicembre 2012 DATA REVISIONE Venere Fabrizio Il motore dell autoveicolo Semplificazioni e dettagli base sull argomento Versione per il Formatore

2 Il Motore termico alternativo I motori termici sono macchine che hanno lo scopo di trasformare l energia termica in energia meccanica direttamente utilizzabile. L energia termica può provenire da diverse fonti: combustibili, energia elettrica, energia solare o nucleare. Nel caso dei motori endotermici l energia è data dalla combustione di combustibili liquidi o, più raramente, gassosi. Il lavoro utile è compiuto da organi in movimento alternato, rotatorio oppure dalla spinta fornita da un getto di gas. In questo modo possiamo classificarli in motori alternativi, motori rotativi e motori a getto. I motori sono a combustione esterna o esotermici quando il movimento viene dato da un fluido che assorbe calore da una combustione esterna al suo circuito. Sono, invece, endotermici quei motori che acquistano energia da una combustione interna al loro circuito.

3 Due grandi categorie I motori endotermici a scopo automobilistico e di autotrasporto possiamo dividerli in due grandi categorie: -motori ad accensione per scintilla (AS); -motori ad accensione per compressione (AC); Per poterli individuare diremo più facilmente un motore ad accensione per scintilla motore a benzina, un motore ad accensione per compressione motore a gasolio o motore DIesel (dal nome del suo ideatore). Inseriremo, più avanti, altre sottocategorie come: -motori a carburazione e motori ad iniezione; -motori ad aspirazione naturale e motori sovralimentati; Oppure a seconda del raffreddamento o del tipo di combustibile usato.

4 Classificazione dei Motori AS I Motori ad accensione per Scintilla si possono classificare per il tipo di combustibile usato: Combustibile liquido: il combustibile liquido più utilizzato nella storia dei motori AS è sicuramente la benzina, idrocarburo liquido a elevato potere calorifero che evapora facilmente. Il motore può essere alimentato a carburazione o ad iniezione, a seconda se la gestione del carburante è elettronica o non lo è. Combustibile gassoso: il combustibile gassoso più utilizzato nei motori AS è il gpl, idrocarburo gassoso che viene reso liquido mediante la sua compressione tra i 2 e gli 8 Bar. Il Gpl, rispetto al metano (suo diretto concorrente), ha un potere calorifero più alto a parità di peso, ma è più inquinante. Viene iniettato nel motore grazie a delle elettrovalvole(iniettori) e sfruttando la pressione a cui è sottoposto nel serbatoio.

5 Classificazione dei Motori AS In un motore funzionante la temperatura dei gas che evolvono nella camera di combustione può raggiungere valori compresi fra 1700 e 2500 C. Se non si provvede allo smaltimento di tale temperatura, essa può compromettere il corretto funzionamento del motore. Nei motori raffreddati ad aria l unica possibilità di sottrarre calore è offerta dalle alette di raffreddamento, distribuite all esterno dei cilindri e della testata. Su cui viene forzato lo scorrimento dell aria da una canalizzazione ed una ventola. Il loro peso è inferiore e raggiungono le temperature di regime molto più in fretta. Sono però meno gestibili e molto più delicati. Nei motori raffreddati a liquido, il refrigerante è una miscela di acqua e glicol-etilenico con aggiunta di additivi anticorrosivi e detergenti. Questa miscela viene inviata dalla pompa alla parte bassa dei cilindri, esce dalla testata ed è spinta verso il radiatore la cui funzione è quella di trasmettere il calore della miscela refrigerante all aria. Questo tipo di raffreddamento permette una migliore gestione della temperatura a scapito però della complicazione del circuito e dei pesi.

6 Tempi della fase attiva Motori a Due Tempi: Nei Motori a due tempi il ciclo operativo è compiuto in due corse, per cui l introduzione del fluido attivo nel cilindro avviene durante una frazione della corsa di compressione e lo scarico durante una frazione della corsa di lavoro. Perché ciò si verifichi è necessario che il fluido sia preventivamente compresso onde possa entrare nel cilindro mentre lo scarico dei gas combusti avviene per pressione propria. Quando parliamo di ciclo operativo intendiamo la successione delle operazioni, o fasi che il fluido attivo compie nel cilindro e ripete in modo periodico. I motori a quattro tempi compiono un ciclo ogni due giri dell albero motore. Le quattro fasi del ciclo a quattro tempi sono: - Immissione della carica nel cilindro; - Compressione della carica; - Combustione ed espansione; - Scarico dei prodotti della combustione; Il motore a quattro tempi possiede una potenza teorica dimezzata rispetto ad un motore due tempi di cilindrata uguale, ma riducendo il numero delle corse si riduce il problema termico di dispersione della temperatura e la possibilità della rottura del film di olio protettivo

7 Immissione del combustibile Iniezione di carburante: Il combustibile viene iniettato nel condotto di aspirazione o direttamente all interno della camera di scoppio. Questo sistema richiede una Gestione elettronica della Distribuzione del carburante Complessa e costosa, ma Determina un funzionamento Ottimale del motore regolandosi automaticamente alle condizioni in cui la guida è praticata. Permette anche di ridurre notevolmente l inquinamento atmosferico creato dai gas combusti migliorando la qualità della combustione. Carburatore: Con questo sistema il carburante viene aspirato dal pistone, grazie alle depressione che crea durante la corsa di aspirazione. Il carburatore è un organo meccanico che permette di regolare la quantità di carburante nella camera Di combustione in base alla Quantità di aria che, grazie Ad una valvola a farfalla, permette di aspirare. Veniva utilizzato sulle Vetture fino agli anni 90. Permette una buona Gestione del carburante Senza l utilizzo di controlli Elettronici.

8 Sovralimentazione La sovralimentazione significa introdurre nei cilindri una massa di aria e di combustibile superiore a quella che il motore è in grado di aspirare naturalmente. Per mezzo di essa è possibile aumentare la potenza senza variare di cilindrata e di giri. Il Turbo compressore funziona tramite i gas di scarico: la pressione che essi esercitano in uscita fa girare una turbina, calettata ad un alberello di trasmissione che trasporta il moto ad una girante di compressione che comprime l aria nei condotti che portano ai cilindri. Porta ottimi vantaggi ad un alto regime di giri. Il compressore volumetrico è l organo meccanico che ha dato il via all idea della sovralimentazione dei motori. Esso riceve il moto dalla cinghia servizi tramite una puleggia, al suo interno ci sono due viti senza fine che circolano una sull altra comprimendo l aria che passa tra i passaggi delle lame. Porta un buon beneficio di potenza ai bassi regimi.

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10 Fonti: Aa. Vv.: Tecnica dell Automobile, Editrice San Marco Dante Giacosa: Motori Endotermici, Hoepli