Motore endotermico ed ibrido

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1 Motore endotermico ed ibrido

2 Sommario Prefazione Il Motore dell'auto in generale Introduzione - motori a combustione interna Il Motore dell'auto Il Motore Diesel... Errore. Il segnalibro non è 3. Descrizione e classificazione dei motori a combustione interna... Errore. Il segnalibro non è 3.1 Rudolf Diesel ( )... Errore. Il segnalibro non è 4. Il Motore a due tempi Diesel... Errore. Il segnalibro non è 4.1 Generalità... Errore. Il segnalibro non è 4.2 Applicazioni di Principale interesse... Errore. Il segnalibro non è 4.3 Principio di funzionamento del motore a due tempi... Errore. Il segnalibro non è 4.4 Principali caratteristiche del motore a due tempi... Errore. Il segnalibro non è 4.5 Principali parametri operativi che influenzano le emissioni del motore a due tempi Diesel... Errore. Il segnalibro non è 4.6 Parametri Geometrici... Errore. Il segnalibro non è 4.7 Coppia,Potenza, Lavoro Indicato,Rendimento Meccanico.. Errore. Il segnalibro non è 4.8 Pressione Media Effettiva... Errore. Il segnalibro non è 4.9 Consumo Specifico, Efficienza Globale di Conversione, Rendimento di Combustione... Errore. Il segnalibro non è 5. Motori a quattro tempi diesel... Errore. Il segnalibro non è Schematizzazione sul piano Pressione - Volume - confronto Otto, Diesel.. Errore. Il segnalibro non è

3 5.1 Regolazione della potenza... Errore. Il segnalibro non è 6. Sistemi di iniezione... Errore. Il segnalibro non è 6.1 Classificazione dei sistemi di iniezione... Errore. Il segnalibro non è 6.2 Common Rail... Errore. Il segnalibro non è 6.3 Iniettore Pompa... Errore. Il segnalibro non è 6.4 Elettroiniettore UNIJET... Errore. Il segnalibro non è Elettroiniettore posizione di riposo... Errore. Il segnalibro non è Elettroiniettore fase di iniezione... Errore. Il segnalibro non è Principio di funzionamento... Errore. Il segnalibro non è 6.5 Pompa ad alta pressione (tipo CP1)... Errore. Il segnalibro non è Descrizione del sistema di iniezione diretta HDI... Errore. Il segnalibro non è Valvola di lubrificazione... Errore. Il segnalibro non è Stadio di alta pressione... Errore. Il segnalibro non è Valvola di intercettazione per la disattivazione del terzo elemento pompante... Errore. Il segnalibro non è Regolatore di Pressione del carburante... Errore. Il segnalibro non è 7. Cosa sono i veicoli ibridi... Errore. Il segnalibro non è 7.1 Tipologie di veicolo ibrido... Errore. Il segnalibro non è 7.2 Veicoli Micro HEV... Errore. Il segnalibro non è 7.3 Veicoli Mild Hybrid... Errore. Il segnalibro non è 7.4 Veicoli Full Hybrid e PHEV... Errore. Il segnalibro non è Veicolo ibrido serie... Errore. Il segnalibro non è Veicolo ibrido parallelo... Errore. Il segnalibro non è Veicolo ibrido serie - parallelo... Errore. Il segnalibro non è 8. Cenni Storici il Motore a Scoppio... Errore. Il segnalibro non è 8.1 Qualche notizia in più... Errore. Il segnalibro non è

4 8.2 Approfondimento il Motore Wankel... Errore. Il segnalibro non è 8.3 Ciclo di funzionamento del Motore WankelErrore. Il segnalibro non è 9. Distribuzione nel motore a combustione interna... Errore. Il segnalibro non è 9.1 I bialbero più famosi... Errore. Il segnalibro non è 9.2 Organi meccanici, elettrici ed elettronici... Errore. Il segnalibro non è 9.3 Organi e caratteristiche costruttive... Errore. Il segnalibro non è La Testata... Errore. Il segnalibro non è Il Basamento... Errore. Il segnalibro non è Il Pistone... Errore. Il segnalibro non è Segmenti, bielle e albero motore... Errore. Il segnalibro non è 10. La Storia del Turbo... Errore. Il segnalibro non è 10.1 Funzionamento del Turbocompressore... Errore. Il segnalibro non è 11. Lubrificazione del motore... Errore. Il segnalibro non è 11.1 La rete di condotti e canalizzazioni... Errore. Il segnalibro non è La pompa... Errore. Il segnalibro non è Il Filtro... Errore. Il segnalibro non è La valvola limitatrice... Errore. Il segnalibro non è La lubrificazione. Caratteristiche dei lubrificanti... Errore. Il segnalibro non è 11.6 Lubrificazione.... Errore. Il segnalibro non è 11.7 Il raffreddamento... Errore. Il segnalibro non è 12. Valvola EGR... Errore. Il segnalibro non è 12.1 Metodo di ricircolo... Errore. Il segnalibro non è 12.2 Motivo del ricircolo... Errore. Il segnalibro non è 12.3 Vantaggi e svantaggi... Errore. Il segnalibro non è 13. Combustibili e controllo delle emissioni... Errore. Il segnalibro non è

5 14. Rendimenti, calcolo della potenza e bilancio termico Errore. Il segnalibro non è Bibliografia... Errore. Il segnalibro non è Prefazione Il progresso del veicolo a motore su strada, libero cioè dalle rotaie, è l'altro fenomeno stupefacente della tecnica che, sul finire del secolo XIX, gareggia col progresso delle applicazioni elettriche. A partire dal 1870 i progetti di motori a scoppio si susseguono a ritmo sempre più incalzante e si accavallano, sì che è difficile stabilire un primato nelle applicazioni tecniche. L'origine dell'automobile, tuttavia, si fa risalire al 1886, quando Gottlieb Daimler faceva brevettare un motore per veicoli semoventi. Ma solo nel 1889 costruiva il primo quadriciclo con motore a due cilindri. Il brevetto veniva acquistato dalla ditta francese Panhard, che nel 1891 metteva sul mercato la prima automobile vera e propria con quel motore. In quagli stessi anni cominciano costruzioni di automobili o di tricicli a motore De Dion Bouton, Peugeot, Renault, le prime Mercedes sono del In Italia un pionere dell'automobile fu l'ingegner Enrico, che nel 1883 progettò un veicolo a vapore per il trasporto delle merci. Ma i primi motori a benzina furono costruiti dal prof. Bernardi di Padova, che ideò molti dispositivi geniali, tra cui il carburatore a livello costante, il filtro dell'aria, il commando meccanico della valvola d'aspirazione, la lubrificazione automatica del motore, un sistema di raffreddamento molto simile simile a quello in uso oggi. Il Bernardi costruì nel 1893 una motocicletta e nel 1894 un triciclo, che ebbe discreta diffusione fino al 1900.

6 Dopo questa introduzione, sui mezzi di trasporto, il volume affronta il MOTORE, cuore per il funzionamento dell'automobile con cenni storici, fino all'epoca moderna con i motori elettrici. Gabriele Uberti 1. Il Motore dell'auto in generale 1.1.Introduzione - motori a combustione interna Si definisce motori a combustione interna, propriamente motori endotermici, tutte quei motori in cui il combustibile, bruciando, genera energia termica che resta nei prodotti della combustione sotto forma di energia elastica: essa viene ceduta direttamente agli organi della macchina a cui è affidato il compito di tradurla in lavoro meccanico. Il contatto diretto dei prodotti della combustione con organi meccanici in movimento comporta un aumento delle difficoltà costruttive e, soprattutto, limita il campo dei combustibili impiegati, che dovranno essere esenti da ceneri e non lasciare depositi solidi alle pareti della camera di combustione. I motori a combustione interna, infatti, sono particolarmente adatti per bruciare combustibili gassosi e combustibili gassosi e combustibili liquidi facilmente nebulizzabili, per mescolarli all'aria comburente. A seconda del tipo di meccanismo che s'impiega per raccogliere il lavoro compiuto dal fluido, si distinguono i motori a combustione interna in alternativi, rotativi e statici. E' diventato usuale nella tecnica ritenere motori a combustione interna solo quelli alternativi, mentre i rotativi si è soliti classificarli in turbine a gas, turboeliche, turboreattori e motori a capsula (motore Wankel), ed infine gli statici in autoreattori e motori a razzo.

7 L'impiego dei motori a combustione interna è limitato al campo delle piccole e medie potenze, mentre per le grandi e grandissime potenze vengono impiegate le turbine a vapore. Le grandezze caratteristiche dei motori a combustione interna vengono caratterizzati con alcuni importanti parametri che definiscono le caratteristiche principali: - cilindrata; volume complessivo disponibile per i fluidi di lavoro; - regime di rotazione; velocità del motore, giri/minuto o radiante al secondo; - potenza; lavoro reso nell'unità di tempo; - pressione media effettiva; la pressione equivalente ad un lavoro costante sulla cilindrata; - rapporto di compressione; rapporto tra i volumi max e min, legato al rendimento; - rendimento; quantità di energia chimica convertita in energia meccanica; - consumo di carburante; resa del motore.

8 1.2 Il Motore dell'auto La maggior parte degli appassionati e degli addetti ai lavori considerano il cuore di ogni auto il MOTORE. Per diversi decenni le automobili sono state spinte dai motori a Ciclo Otto o quattro tempi, alimentati a benzina o con altri carburanti e dai motori a ciclo Diesel, alimentati a gasolio. Esistono poi, i due tempi alimentati con una miscela di benzina e olio,che hanno avuto diversi impieghi soprattutto in auto economiche e localizzate in alcune aree geografiche, come l'europa Centro-Orientale. Dagli anni 90 ha iniziato ad affacciarsi sul mercato un nuovo tipo di soluzione l'ibrida, che unisce l'utilizzo di un classico motore a scoppio con quello di uno elettrico. Il motore a Ciclo Otto è un motore ad accensione per scintilla, che ricava energia meccanica dalla combustione della miscela aria-carburante, che racchiude in sé una carica energetica. La combustione dà luogo a un grande sviluppo di calore e l'energia che sprigiona viene inviata alla trasmissione primaria, poi alla frizione, al cambio e alla trasmissione finale, fino ad arrivare alle ruote motrici. Le parti principali di cui si compone un propulsore sono il basamento; una specie di involucro all'interno del quale si trova l'albero a gomiti, al quale sono fissati i cilindri e la testata che è la parte superiore. All'interno del basamento, nelle sue pareti, sono ricavati i supporti di banco con i rispettivi cuscinetti, sui quali poggiano i perni di banco dell'albero. L'albero è dotato do diverse manovelle (tante quanti sono i pistoni), cioè perni non allineati con quelli di banco ma posti in posizione eccentrica,

9 ai quali sono vincolate le bielle. Il collegamento tra bielle e pistoni avviene con un perno tubolare detto spinotto. Tutti questi componenti servono sostanzialmente a far andare su è giù in modo alternato i pistoni all'interno dei cilindri, la tenuta tra i pistoni e cilindri è assicurata da anelli elastici detti segmenti, completando le fasi di funzionamento del motore. Fondamentale per il funzionamento del motore è la TESTATA, che racchiude tutti gli organi meccanici che provvedono alla distribuzione. Al suo interno sono ricavati parte dei condotti di aspirazione e di scarico, che vengono aperti e chiusi da valvole a fungo (richiamate da molle o con il sistema desmodromico) comandate da uno o due alberi a camme muniti di eccentrici. La parte superiore del motore è collegata a quella inferiore, con una catena, una cinghia o una cascata di ingranaggi, in questo modo il moto dell'albero a gomiti è connesso con quello degli alberi a camme, in cui gli eccentrici agiscono su degli interposti chiamati punterie o bilancieri. Il motore è completato dal circuito di lubrificazione, che prevede diversi passaggi di olio per permettere il lavoro degli organi in movimento e da quello di raffreddamento, che può essere ad aria o ad acqua e garantisce la stabilità delle temperature di esercizio. Per le parti di cui sopra degli organi del motore e della lubrificazione, verranno esposti e descritti nei capitoli successivi.