IL MOTORE A SCOPPIO

Che cos'è una macchina?

Possiamo definire macchina un qualsiasi dispositivo che:

  • ci aiuta a fare le cose più velocemente: ad esempio, fare un viaggio in bicicletta è più rapido che compierlo a piedi;

  • ci consente di compiere un lavoro con molto meno sforzo: ad esempio, con un badile possiamo scavare un buco nel terreno molto più facilmente di quanto potremmo fare a mani nude;

  • può fare un lavoro molto meglio: pensiamo, ad esempio, a quanto sarebbe complicato estrarre il tappo da una bottiglia senza l’uso di un cavatappi;

  • fa cose che non saremmo in grado di fare: non sappiamo volare, ma possiamo farlo con l’aiuto di una macchina chiamata aeroplano.


Tipologie di macchine

Le macchine si possono dividere in due tipologie, le macchine semplici e le macchine motrici:

  • le macchine semplici sono le macchine più elementari e antiche e sono la leva, il piano inclinato e la ruota;

  • le macchine motrici sono invece quelle macchine che trasformano in energia meccanica altre forme di energia e in questa categoria troviamo i mulini, la macchina a vapore e il motore a scoppio.

Introduzione

Le macchine motrici trasformano in energia meccanica altre forme di energia. I mulini ad acqua e i mulini a vento sono state le prime macchine utilizzate dall'uomo per avere a disposizione dell'energia ricavata dalla natura.

In particolare nei mulini ad acqua una ruota a pale è immersa nella corrente di un flusso d'acqua e viene messa in rotazione. L'energia prodotta veniva usata, ad esempio, per azionare una macina per il grano e ottenere la farina. Mentre nei mulini a vento è l'aria che investe le pale e le fa ruotare.

I motori a scoppio

I motori a scoppio sono così chiamati perchè in questi motori il carburante (un combustibile liquido o gassoso, come la benzina o il gas), miscelato in dosi opportune all’aria, brucia nella camera di scoppio.


L’accensione della miscela può essere comandata oppure spontanea;

  • Per l'accensione comandata è il caso dei motori a benzina, nei quali l’accensione della miscela è provocata dalla scintilla che scocca dalla candela al termine della fase di compressione.

  • Con accensione spontanea ci si riferisce ai motori Diesel, che utilizzano gasolio come combustibile. In questi motori il rapporto di compressione è molto elevato: il forte calore che si sviluppa all’interno della camera di scoppio è sufficiente a incendiare la miscela combustibile.


Sia nel motore a benzina, sia in quello a gasolio, i gas della combustione, incendiandosi, si espandono e applicano una grande forza al pistone. Quest’ultimo è collegato all’albero motore a mezzo di un meccanismo biella-manovella. Questo meccanismo trasforma il moto rettilineo alternativo del pistone in moto rotatorio continuo e lo trasmette appunto all’albero motore al quale sono collegati gli organi di trasmissione.


Possiamo distinguere due tipologie di motori a scoppio, il motore a scoppio a ciclo Otto a 4 tempi (1876), del tipo ad accensione comandata e il motore a scoppio a iniezione a ciclo Diesel a 4 tempi (1892), del tipo ad iniezione e accensione spontanea.

Motore a ciclo Otto a 4 tempi

  1. Aspirazione: il pistone scende verso il basso e attraverso la valvola di aspirazione viene introdotta nel cilindro la miscela aria-combustibile proveniente dal carburatore;

  2. Compressione: il pistone sale comprimendo la miscela nella camera di combustione;

  3. Scoppio-espansione: per mezzo della scintilla che scocca tra gli elettrodi di una candela, si ha l'accensione della miscela. La temperatura e la pressione aumentano e il pistone viene spinto verso il basso;

  4. Scarico: durante la fase di ritorno, il pistone espelle i gas bruciati attraverso una valvola di scarico.

I motori a 4 tempi compiono un giro completo ogni due giri dell'albero motore.

Motore a iniezione a ciclo Diesel a 4 tempi

  1. Aspirazione: il pistone scende verso il basso e attraverso la valvola di aspirazione l'aria viene aspirata nel cilindro;

  2. Compressione: il pistone sale comprimendo l'aria nella camera di combustione;

  3. Scoppio-espansione: attraverso un iniettore, il gasolio penetra nella camera di combustione e si incendia spontaneamente, senza bisogno di una scintilla. Il gasi si espande e il pistone viene spinto verso il basso;

  4. Scarico: durante la successiva corsa di ritorno, il pistone espelle i gas bruciati attraverso una valvola di scarico.

I motori a 4 tempi compiono un giro completo ogni due giri dell'albero motore.

Video sul ciclo Otto

Video sul ciclo Diesel

Macchine motrici.pptx

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