Tesina di Maturità di Corigliano Gianfranco Il motore a scoppio e la

Corso di Tecnologia
A.S. 2011- 2012
Cos’è il motore a scoppio
Un motore è una macchina il cui funzionamento
prevede l’assorbimento di energia da una sorgente
e la sua trasformazione in lavoro meccanico.
Il motore a combustione interna (endotermico) è
chiamato così perché la combustione avviene
internamente. Il motore endotermico è la macchina
termica più diffusa e versatile mai creata dall’uomo.
Il motore endotermico è alimentato da una miscela
di aria e benzina, che viene trasformata in lavoro
meccanico mediante il processo di combustione,
che produce calore e pressione.
Esistono molteplici tipologie di motori a
combustione interna, che si differenziano per
alimentazione, funzionamento o architettura.
Il motore a scoppio è sicuramente il motore più largamente utilizzato, oggigiorno.
E’ un motore di tipo volumetrico, poiché il ciclo termodinamico avviene in un
volume ben definito, chiamato cilindrata (volume per il numero dei cilindri).
Funzionamento di un motore a scoppio a 4 tempi
Il funzionamento del motore a quattro tempi è basato su un ciclo termodinamico chiamato
“ciclo Otto”, che prende il nome da un famoso ingegnere tedesco.
Il ciclo Otto è un ciclo di trasformazioni termodinamiche effettuate su un combustibile con lo
scopo di trasformare ENERGIA TERMICA in ENERGIA MECCANICA.
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Il sistema biella-manovella
Il sistema biella-manovella è il
meccanismo che trasforma il
moto rettilineo in moto
rotatorio.
Il cilindro e munito di due snodi,
uno collegato al pistone e uno
all’albero motore.
Il numero dei cilindri può
variare da:
1 (monocilindrico), 2
(bicilindrico), 3, 4, 6, 8, 10, 12.
I pistoni possono essere
allineati, a V o disposti
orizzontalmente.
Le fasi del motore
Il disegno rappresenta un ciclo di funzionamento di un motore a scoppio a quattro
tempi:
1. Aspirazione: il pistone, dal punto morto superiore (PMS), procede verso il basso
aspirando la miscela attraverso le valvole di aspirazione;
2. Compressione: le valvole si chiudono; una volta raggiunto il punto morto inferiore
(PMI), il pistone risale verso la testa comprimendo il fluido;
3. Scoppio: la candela provoca l’accensione della miscela compressa,nell’istante
appena successivo al raggiungimento, da parte del pistone, del punto morto
superiore (PMS); in camera di scoppio si raggiungono elevatissime temperature e
pressioni;
Le fasi del motore
In seguito all’esplosione della miscela, il pistone viene spinto verso il basso
fino al PMI e la sua temperatura decresce notevolmente; questa è la fase
attiva del ciclo, l’unica durante la quale viene prodotto lavoro;
Scarico dei gas: il pistone si trova al PMI si aprono le valvole di scarico il
pistone opera l’ultima corsa ascendente, grazie alla quale vengono espulsi i
rimanenti gas combusti, e termina il ciclo;
L’ animazione a lato mostra dettagliatamente come si compie un
ciclo in un motore a quattro tempi.
Il filmato evidenzia il movimento dell’albero a camme.
Albero a
camme
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Il motore, nel suo insieme, è essenzialmente
costituito da un cilindro entro cui scorre uno
stantuffo (pistone) al quale sono collegati
biella ed albero motore, incaricati di
trasformare il moto alternato in moto
circolare da trasmettere alle ruote motrici.
Qui sopra è riportato il cinematismo del
funzionamento di un motore a scoppio,
composto da quattro cilindri in linea
(quadricilindrico). Sono evidenziate in
azzurro le bielle e in verde l’albero motore, i
bilancieri e il volano.
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Dal Carburatore all’iniezione elettronica
Il carburatore:
forma una miscela di aria e benzina il più possibile omogenea in maniera
tale da agevolare la combustione nel motore;
Nella sua forma più elementare è composto da:
una vaschetta a livello costante, uno spruzzatore, un diffusore ed una
valvola a farfalla.
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L’Iniezione elettronica
Il carburante viene iniettato sotto pressione direttamente nei cilindri o nei
condotti di aspirazione;
Assicura in qualsiasi condizione di funzionamento del motore un’esatta
dosatura del carburante;
Assicura un’uniforme distribuzione del carburante nei vari cilindri.
Consente di ottenere potenze specifiche elevate, bassi consumi specifici e
gas di scarico meno inquinanti.
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Confronto iniezione - carburatore
Principali vantaggi iniezione:
miglior controllo del rapporto aria combustibile in tutte le
condizioni di funzionamento.
precisa distribuzione del combustibile tra i vari cilindri;
più elevato coefficiente di riempimento;
ottimizzazione della geometria dei condotti di aspirazione;
minor pericolo di detonazione.
Svantaggi:
maggiore complessità costruttiva,
costi iniziali e costi dei ricambi.
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La Centralina elettronica
E’ un vero e proprio microcalcolatore che, in base a una
serie di istruzioni in esso memorizzate (la cosiddetta
mappatura) e alle informazioni ricevute da vari sensori, è in
grado di controllare le più disparate funzioni di un motore.
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