Tesina di Maturit di Corigliano Gianfranco Il motore a scoppio e la sua evoluzione nel tempo

Il motore a scoppioCorso di Tecnologia A.S. 2011- 20121Cos il motore a scoppioUn motore una macchina il cui funzionamento prevede lassorbimento di energia da una sorgente e la sua trasformazione in lavoro meccanico. Il motore a combustione interna (endotermico) chiamato cos perch la combustione avviene internamente. Il motore endotermico la macchina termica pi diffusa e versatile mai creata dalluomo.Il motore a scoppio sicuramente il motore pi largamente utilizzato, oggigiorno.E un motore di tipo volumetrico, poich il ciclo termodinamico avviene in un volume ben definito, chiamato cilindrata (volume per il numero dei cilindri).Il motore endotermico 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.

23Il funzionamento del motore a quattro tempi basato su un ciclo termodinamico chiamato ciclo Otto, che prende il nome da un famoso ingegnere tedesco. Il ciclo Otto un ciclo di trasformazioni termodinamiche effettuate su un combustibile con lo scopo di trasformare ENERGIA TERMICA in ENERGIA MECCANICA.

Funzionamento di un motore a scoppio a 4 tempi

3Il sistema biella-manovellaIl sistema biella-manovella il meccanismo che trasforma il moto rettilineo in moto rotatorio.Il cilindro e munito di due snodi, uno collegato al pistone e uno allalbero motore.Il numero dei cilindri pu variare da:1 (monocilindrico), 2 (bicilindrico), 3, 4, 6, 8, 10, 12.

I pistoni possono essere allineati, a V o disposti orizzontalmente.

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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 laccensione della miscela compressa,nellistante 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 motore5

Le fasi del motoreIn seguito allesplosione della miscela, il pistone viene spinto verso il basso fino al PMI e la sua temperatura decresce notevolmente; questa la fase attiva del ciclo, lunica durante la quale viene prodotto lavoro; Scarico dei gas: il pistone si trova al PMI si aprono le valvole di scarico il pistone opera lultima corsa ascendente, grazie alla quale vengono espulsi i rimanenti gas combusti, e termina il ciclo;

67L animazione a lato mostra dettagliatamente come si compie un ciclo in un motore a quattro tempi.Il filmato evidenzia il movimento dellalbero a camme.

Albero a camme

7Il motore, nel suo insieme, 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 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 lalbero motore, i bilancieri e il volano.

789Dal Carburatore alliniezione elettronica

Il carburatore:forma una miscela di aria e benzina il pi possibile omogenea in maniera tale da agevolare la combustione nel motore;Nella sua forma pi elementare composto da:una vaschetta a livello costante, uno spruzzatore, un diffusore ed una valvola a farfalla. 910LIniezione elettronica

Il carburante viene iniettato sotto pressione direttamente nei cilindri o nei condotti di aspirazione;Assicura in qualsiasi condizione di funzionamento del motore unesatta dosatura del carburante;Assicura ununiforme distribuzione del carburante nei vari cilindri.Consente di ottenere potenze specifiche elevate, bassi consumi specifici e gas di scarico meno inquinanti.

1011Confronto iniezione - carburatorePrincipali vantaggi iniezione:

miglior controllo del rapporto aria combustibile in tutte le condizioni di funzionamento.precisa distribuzione del combustibile tra i vari cilindri;pi elevato coefficiente di riempimento;ottimizzazione della geometria dei condotti di aspirazione;minor pericolo di detonazione.

Svantaggi:

maggiore complessit costruttiva,costi iniziali e costi dei ricambi.

1112La 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, in grado di controllare le pi disparate funzioni di un motore.12