il motore endotermico cosa e ?. potenza nel moto rettilineo p = f * s/t = f *v p = potenza [watt; w]...
TRANSCRIPT
IL MOTORE ENDOTERMICO
COSA E’ ?
POTENZA NEL MOTO RETTILINEO
P = F * s/t = F *v
• P = Potenza [Watt; W]• L = Lavoro [Joule; J]• t = tempo [secondi; s]• v = velocità [metri/secondo; m/s]
POTENZA NEL MOTO ROTATORIO
P = 2Mn = F *v
• P = Potenza [Watt; W]• M = Momento [Newton metri; Nm]• n = numero giri [giri/s]
NOTA BENE: quando il numero di giri è ESPRESSO in giri/min diventa:
P = 2Mn/60 = Mn *0,105 = F *v
POTENZA NEL MOTO ROTATORIO
POTENZA NEL MOTO ROTATORIO
CARATTERISTICHE COSTRUTTIVE
C = Corsa: distanza tra le 2 posizioni estreme dello stantuffo (PMI e PMS); la corsa è pari a 2 volte il raggio della manovella dell'albero motore su cui è incernierata la biella;
D = Alesaggio: diametro interno del cilindro;
PMI = Punto Morto Inferiore; PMS = Punto Morto Superiore; V1 = Volume complessivo del cilindro
quando lo stantuffo è al PMI; V2 = Volume residuo del cilindro quando lo
stantuffo è al PMS (volume della camera di combustione);
V1-V2 = Cilindrata unitaria (di un cilindro); V1/V2 = Rapporto di compressione.
FASI DEL CICLO A 4 TEMPI DIESEL
Analogia con l’alimentazione animale
ENERGIA GREZZA o LORDAENERGIA GREZZA o LORDA
ENERGIA DIGERIBILEENERGIA DIGERIBILE
ENERGIAENERGIAMETABOLIZZABILEMETABOLIZZABILE
ENERGIAENERGIANETTANETTA
FECIFECI
METANOMETANOURINEURINE
EXTRACALOREEXTRACALORE
USCITEUSCITE
UTILIZZAZIONE DELL’ENERGIA GREZZA
ENTRATEENTRATE
MANTENIMENTOMANTENIMENTOPRODUZIONEPRODUZIONE
ENERGIA UTILEENERGIA UTILE
Analogia tra consumo specifico e indice di trasformazione degli alimenti
Consumo specifico, rendimento e rapporto peso/potenza per alcuni tipi
di motore
Tipo di motore Consumo specifico
Rendimento totale
Rapporto peso /
potenza,
Cs , g/kWh t kg/kW
Ciclo otto
Motocicletta (2 tempi) 400 - 600 0,13 - 0,20 2,5 - 6
Automobile (4 tempi) 290 - 380 0,22 - 0,28 2,0 - 4
Ciclo diesel
Automobile 220 - 270 0,31 - 0,38 5,0 -7
Autocarro 220 - 240 0,34 - 0,38 5,0-9
Trattrice agricola 230 - 270 0,31 - 0,36 6,0-10
Analogia tra consumo specifico e indice di trasformazione degli alimenti
2
npVW mem
dove •V è la cilindrata in m3, •pme la pressione media effettiva all’interno del pistone in Pa, •n il numero di giri in s-1.L'equazione dice in sostanza che la potenza di un motore può essere aumentata:•- aumentando la cilindrata (cilindri più grandi, più cilindri);•- aumentando la pressione media effettiva (aumento del rapporto di compressione, migliore riempimento del cilindro, sovralimentazione);•- aumentando il numero di giri.Ad esempio, si abbia un motore diesel aspira to con pme = 7 bar (= 700.000 Pa), V = 2500 cm3 (= 0,0025 m3), regime massimo n = 2400 n/min (= 40 s-1); la potenza massima sarà Wm = 700.000 · 0,0025 · 40 / 2 = 35.000 W = 35 kW. Lo stesso motore sovralimentato (pme = 9 bar = 900.000 Pa) avrà invece potenza massima = 900.000 · 0,0025 · 40 / 2 = 45 kW.
Si può dimostrare che la potenza di un motore endotermico è data da
FUNZIONAMENTO
TURBOCOMPRESSIONE
FUNZIONAMENTO
FUNZIONAMENTO
• Rappresentazione teorica del ciclo Diesel.
• A-B, aspirazione;• B-C, compressione; • C, inizio combustione;
C-D, combustione; • D-E, espansione; • E-F-G, scarico.
pressioneatmosferica(1 bar)
p
VPMS PMI
A=G B=F
C D
E
FUNZIONAMENTO
Rappresentazione reale di un generico ciclo di un motore endotermico.
• A-B, aspirazione in depressione;
• B-D, compressione; • C, inizio combustione
(scintilla o inizio iniezione);
• D-E, combustione ed espansione;
• E-A, scarico in sovrapressione.
pressioneatmosferica(1 bar)
p
VPMS PMI
AB
C
D
E
Lavoro attivo
Lavoro passivo
TIPI
diesel veloci a 4 tempi, aspirati o sovralimentati (turbocompressi), ad iniezione diretta.
FAMIGLIE DI MOTORI
MOTORE SOVRALIMENTATO A 4 CILINDRI
COMPONENTI
COMPONENTI
COMPONENTI
COMPONENTI
COMPONENTI
COMPONENTI
COMPONENTI
COMPONENTI
COMPONENTI
COMPONENTI
COMPONENTI
COMPONENTI
COMPONENTI
COMPONENTI
Sistema iniezione common rail
COMPONENTIIn rosso il common rail
COMPONENTI
Sistema iniezione common rail
1. Asta di pressione2. Spina3. Ugello4. Bobina5. Valvola pilota6. Otturatore a sfera7. Area di controllo8. Volume di alimentazione9. Volume di controllo10.Ritorno combustibile -bassa pressione11.Condotto di controllo12.Condotto di alimento13.Connessione elettrica14.Raccordo entrata combustibile alta
pressione15.Molla
COMPONENTI
COMPONENTI
COMPONENTI
CURVE CARATTERISTICHE
CURVE CARATTERISTICHE
CURVE CARATTERISTICHE
CURVE CARATTERISTICHE
CURVE CARATTERISTICHE
CURVE CARATTERISTICHE
CURVE CARATTERISTICHE
CURVE CARATTERISTICHE
CURVE CARATTERISTICHE
Riprogrammare la centralina
Oggi i costruttori creano più trattori usando lo stesso motore con diverse regolazioni della centralina per motivi di marketing
EVOLUZIONE