Funzionamento motori endotermici (a combustione interna) [TECNICA]

Apro questo topic per descrivere un po' il funzionamento dei motori che venivano e che vengono tutt' ora impiegati.

I motori per autotrazione si dividono in 2 grandi famiglie : i motori 2T e 4T (esistono anche i 6T , ma non ne conosco esattamente il funzionamento) , che compiono il ciclo di funzionamento rispettivamente in 2 e 4 corse del pistone (tempi o fasi); che a loro volta si dividono in altri due tipi : i motori ad accensione comandata (ciclo OTTO)e i motori ad accensione spontanea(ciclo DIESEL). I primi accendono una miscela di combustibile\comburente (generalmente benzina\aria) attraverso una scintilla che scocca fra gli elettrodi di una candela di accensione; i secondi invece accendono il combustibile (generalmente gasolio) tramite l' iniezione in un ambiente con comburente ad alta pressione e temperatura , ottenendo quindi l' accensione spontanea.

PARTI PRINCIPALI DI UN MOTORE 4T

Il motore è composto da :

- un monoblocco , al suo interno sono ricavati i cilindri e le canalizzazioni per il lubrificante e il rafreddamento. Generalmente era in ghisa , oggi è in alluminio

(ok , questo è un po' vecchio , ma si notano i cilindri e i "buchi" del lubrificanti e del liquido di rafreddamento)

-Una testata , chiude superiormente il monoblocco , forma le camere di combustione\scoppio , porta le sedi valvole , i supporti albero a camme (nel caso sia a distribuzione in testa) o i supporti bilancere e il buco per candela\iniettore.


-Una coppa , chiude inferiormente il monoblocco e raccoglie l' olio di lubrificazione , sotto ha un tappo di scarico.


-Uno o più pistoni\stantuffi , scorrono dentro i cilindri a (quasi)perfetta tenuta , il suo compito è quello di scaricare le pressioni dei gas in espansione alla biella tramite lo spinotto. sui lati ha scanellature per l' incastro delle fasce elastiche (o segmenti)che hanno il compito di assicurare la tenuta e di riportare in coppa l' olio in esuberanza. sotto è presente un buco per lo spinotto .
E' fatto in lega leggera per ridurre l' inerzia (a 1500 rpm il pistone cambia direzione 2 volte ogni centesimo di secondo...).
E' di un 2t ma vabbè...

-Una biella per ogni pistone, è un asta in metallo speciale per poter resistere alle sollecitazioni, superiormente imperniata con il pistone tramite lo spinotto e inferiormente con un eccentrico (manovella) dell' albero motore. Trasmette il moto rettilineo del pistone che diventa rotatorio tramite il sistema biella-manovella. Nei perni è presente una "bronzina"


-Bronzine , sono costruite in materiale antifrizione , (lega di bronzo , antimonio e rame se non erro)sono cuscinetti a sfregamento interposti ad esempio fra biella ed albero.


-Valvole , servono ad aprire e chiudere i condotti di aspirazione e scarico , devono sopportare le sollecitazioni presenti in camera.


-Albero motore , chiamato anche albero a manovelle , a gomiti , girabarchino , collo d' oca.
E' il primo organo in rotazione del motore e deve trasmettere la coppia derivante dalla combustione a frizione, cambio e organi ausiliari.
E' composto da perni di banco (supporti), perni di biella e bracci di manovella.


-Albero a camme , aziona le valvole direttamente oppure con l' interposizione di aste e bilancieri. E' collegato all' albero motore tramite gli ingraggi\la cinghia\la catena della distribuzione e fa metà giri dell' albero motore.


-Radiatore ha il compito di disperdere il calore creato dal motore , in modo che esso non si surriscaldi.


-Pompa liquido refrigerante e olio .


ORGANI SPECIFICI PER MOTORI CICLO OTTO

I motori a benzina , oltre gli organi sopracitati hanno:

-Carburatore , è un organo che ha il compito di preparare una miscela di aria\benzina perfettamente stechiometrica . In tempi recenti è stato sostituito dall' I.E. (Iniezione Elettronica) perchè la carburazione (rapporto stechiometrico) cambia a seconda di alcuni fattori , come la temperatura dell' aria , che solo i sistemi ad iniezione , tramite sonde e centralina, possono calcolare. Mentre con i carburatori la stechiometria era sempre aprossimata (a volte del tutto fuori) con le iniezioni elettroniche si ha la miscela sempre perfetta momento per momento.
CARBURATORE :

CORPO FARFALLATO PER I.E.:


-Spinterogeno-bobina è l' organo che faceva scoccare la scintilla nel momento adatto ,prima venne inserito nello stesso spinterogeno un sistema di accensione elettronica, oggi è sostituito dalla stessa centralina dell' iniezione , rimangono però le bobine che ricevono l' impulso b.t. e lo trasformano in alta tensione .
SPINTEROGENO CON SISTEMA DI ACCENSIONE ELETTRONICA:


-Candele sono avvitate nella testa (in numero di uno o due per cilindro) e gli eletrodi sporgono in camera , fra gli elettrodi scocca la scintilla elettrica che fa infiammare la miscela.



COMPONENTI SPECIFICI PER MOTORI CICLO DIESEL

-Pompa d' iniezione , inviava gasolio con pressioni fra 150e500 bar agli iniettori. Oggi è stata sostituita , sia sui veicoli leggeri che pesanti , da un sistema Common-rail , che prevede una pompa ad alta pressione (minimo 1500 bar), un condotto comune(common rail) e degli speciali elettroiniettori.
POMPA D' INIEZIONE ROTATIVA:

SISTEMA COMMON-RAIL:


-Iniettori , in numero di uno per cilindro polverizzano finemente il gasolio, quelli per pompa d' iniezione erano meccanici , quelli per common rail elettronici (piezoelettrici)
INIETTORI:


ORGANI AUSILIARI MOTORE
Oltre a quelli sopracitati in ogni macchina il motore fa girare un alternatore per ricaricare la batteria , e , in alcune il compressore climatizzatore , la pompa servosterzo , il depressore freni.

CICLO DI FUNZIONAMENTO :

Definisco P.M.S. il Punto Morto Superiore (pistone su tutto)
Definisco P.M.I. Il Punto Morto Inferitore (pistone giù tutto)
Definisco R.D.C. Il Rapporto Di Compressione


4T BENZINA ; CICLO OTTO

1° Fase\tempo\corsa pistone
ASPIRAZIONE
Il pistone , partendo dal P.M.S. arriva al P.M.I. trscinato dalla biella , causando una depressione nel cilindro che fa penetrare attraverso la valvola di aspirazione (che si è aperta nel frattempo) una miscela di aria e benzina preparata nel carburatore (o Corpo farfallato)
L' albero motore fa mezzo giro


2° Fase\tempo\corsa pistone
COMPRESSIONE
Le valvole si chiudono , il pistone risale e la miscela viene compressa (il R.D.C. massimo è circa 1:13\14) dentro la camera.
L' albero motore fa mezzo giro


3° Fase\tempo\corsa pistone
SCOPPIO
Fra gli elettrodi della candela scocca una scintilla elettrica che fa infiammare ed espandere la miscela , che , non avendo altro sfogo (valvole chiuse) spinge il pistone in basso , dandogli energia. E' la cosiddetta fase utile.


4° Fase\tempo\corsa pistone
SCARICO
Il pistone risale , la valvola di scarico si apre e i gas combusti vengono spinti fuori.
L' albero motore fa mezzo giro

TOT = 2 giri dell' albero , 1 fase utile e 3 che assorbono potenza.
ANIMAZIONE :





4T GASOLIO ; CICLO DIESEL
Differenze fra Diesel e Otto evidenziate

1° Fase\tempo\corsa pistone
ASPIRAZIONE
Il pistone , partendo dal P.M.S. arriva al P.M.I. trscinato dalla biella , causando una depressione nel cilindro che fa penetrare attraverso la valvola di aspirazione (che si è aperta nel frattempo) ARIA PURA
L' albero motore fa mezzo giro


2° Fase\tempo\corsa pistone
COMPRESSIONE
Le valvole si chiudono , il pistone risale e la miscela viene compressa fortemente ,(il R.D.C. massimo è circa 1:25) dentro la camera ; arroventandola fino a circa 700 C°
L' albero motore fa mezzo giro


3° Fase\tempo\corsa pistone
COMBUSTIONE\ESPANSIONE
L' iniettore inietta una piccola quantità di gasolio che a contatto con l' aria arroventata si infiamma , facendo espandere i gas , che , non avendo altro sfogo (valvole chiuse) spinge il pistone in basso , dandogli energia. E' la cosiddetta fase utile.


4° Fase\tempo\corsa pistone
SCARICO
Il pistone risale , la valvola di scarico si apre e i gas combusti vengono spinti fuori.

Differenze fra Diesel e Otto evidenziate

Tutte le immagini sono prese da google images

MOTORE 6T(by Fiat Uno)

Fiat Uno ha scritto:

Ciao PP864!! certo che sei un esperto anche tu!! allora grazie mille delle info che come sempre sono davvero utilissime..!! infatti è bene che in un forum si trovi sempre del materiale per incrementare le proprie conoscenze e togliersi dei dubbi.. riguardo hai motori a 6T ho trovato questo:

Questo tipo di motore è stato sviluppato negli ultimi anni per ridurre l'emissioni inquinanti del motore a quattro tempi.

Questo motore è di due tipi:
Tipo Recupero
In questo tipo di funzionamento, il motore si avvale di tre tipi di valvole, una valvola d'aspirazione, una di scarico e una di recupero o di trasferimento.
Il motore compie le prime quattro fasi normali del ciclo a quattro tempi, poi riutilizza il calore dei gas di scarico recuperati da un altro cilindro dello stesso motore (che può essere un quattro tempi a ciclo Otto o ciclo Diesel) e lo utilizza per un'ulteriore corsa del pistone nel cilindro, formando la quinta e sesta fase del ciclo.
Ciclo
1)Aspirazione 2)Compressione 3)Combustione 4)Travaso 5)Recupero 6)Scarico


Il pistone nella posizione di
punto morto superiore


1. Aspirazione


2. Compressione


Combustione


3. Espansione


4. Travaso


5. Recupero


6. Scarico

Attualmente esistono questi motori di
Motore Crower, inventato da Bruce Crower, Stati Uniti.
Motore Bajulaz il motore di Bajulaz SA, azienda svizzera.
Motore Velozeta costruito dal Collegio di Ingegneria, A Trivandrum, India.

Questo tipo di motore dà come svantaggi:
Vincolo di dover avere un motore a sei cilindri (o multipli di sei), sfasati di 180° l'uno rispetto all'altro
Minore potenza specifica

Tipo Gradinata [modifica]
In questo tipo di funzionamento, il motore si avvale di un secondo pistone, che ha una velocità di rotazione doppia rispetto al cilindro principale, collegato in modo da avere il PMI che combacia con il PMI e il PMS del cilindro primario ma con una corsa ridotta della metà


Il pistone nella posizione di
punto morto superiore


1. Aspirazione


2. Scarico/travaso/compressione


3. Recupero

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7b/Four_stroke_cycle_compression.png
3. Compressione


Combustione


5. Espansione


6. Scarico/espulsione

Attualmente esistono questi motori di tipo Gradinata:
Motore Capo Beare, inventato da Malcolm australiano e da Beare, tedesco
Pompa di carica, inventato da Helmut Kottmann.

Questo tipo di motore da come vantaggi:
Permette l'utilizzo di solo due tipi di valvole per cilindro (aspirazione e travaso o travaso e scarico)
Risulta piu facile raggiungere un rapporto di compressione elevato.

Svantaggi
Ridotti benefici sulle emissioni nocive

Fonte: wikipedia

Ciao PP864!! certo che sei un esperto anche tu!! allora grazie mille delle info che come sempre sono davvero utilissime..!! infatti è bene che in un forum si trovi sempre del materiale per incrementare le proprie conoscenze e togliersi dei dubbi.. riguardo hai motori a 6T ho trovato questo:

Questo tipo di motore è stato sviluppato negli ultimi anni per ridurre l'emissioni inquinanti del motore a quattro tempi.

Questo motore è di due tipi:
Tipo Recupero
In questo tipo di funzionamento, il motore si avvale di tre tipi di valvole, una valvola d'aspirazione, una di scarico e una di recupero o di trasferimento.
Il motore compie le prime quattro fasi normali del ciclo a quattro tempi, poi riutilizza il calore dei gas di scarico recuperati da un altro cilindro dello stesso motore (che può essere un quattro tempi a ciclo Otto o ciclo Diesel) e lo utilizza per un'ulteriore corsa del pistone nel cilindro, formando la quinta e sesta fase del ciclo.
Ciclo
1)Aspirazione 2)Compressione 3)Combustione 4)Travaso 5)Recupero 6)Scarico


Il pistone nella posizione di
punto morto superiore


1. Aspirazione


2. Compressione


Combustione


3. Espansione


4. Travaso


5. Recupero


6. Scarico

Attualmente esistono questi motori di
Motore Crower, inventato da Bruce Crower, Stati Uniti.
Motore Bajulaz il motore di Bajulaz SA, azienda svizzera.
Motore Velozeta costruito dal Collegio di Ingegneria, A Trivandrum, India.

Questo tipo di motore dà come svantaggi:
Vincolo di dover avere un motore a sei cilindri (o multipli di sei), sfasati di 180° l'uno rispetto all'altro
Minore potenza specifica

Tipo Gradinata [modifica]
In questo tipo di funzionamento, il motore si avvale di un secondo pistone, che ha una velocità di rotazione doppia rispetto al cilindro principale, collegato in modo da avere il PMI che combacia con il PMI e il PMS del cilindro primario ma con una corsa ridotta della metà


Il pistone nella posizione di
punto morto superiore


1. Aspirazione


2. Scarico/travaso/compressione


3. Recupero

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7b/Four_stroke_cycle_compression.png
3. Compressione


Combustione


5. Espansione


6. Scarico/espulsione

Attualmente esistono questi motori di tipo Gradinata:
Motore Capo Beare, inventato da Malcolm australiano e da Beare, tedesco
Pompa di carica, inventato da Helmut Kottmann.

Questo tipo di motore da come vantaggi:
Permette l'utilizzo di solo due tipi di valvole per cilindro (aspirazione e travaso o travaso e scarico)
Risulta piu facile raggiungere un rapporto di compressione elevato.

Svantaggi
Ridotti benefici sulle emissioni nocive

Fonte: wikipedia

Fiat Uno ha scritto:

Ciao PP864!! certo che sei un esperto anche tu!!
[...]

Non esageriamo... diciamo che collaboro... dopo scrivo i cicli 2 e 4 t , Otto e Diesel
P.s. Grazie
P.p.s. vedrai fra un po' nella sezione mezzi d' opera....

Continuerò poi

ottime info!! in un forum sono indispensabili tutte queste cose in tal modo di approfondire le proprie conoscenze!!

complimenti pp864..hai raggruppato in modo chiaro e conciso tutto quello che c'è dà sapere sul funzionamento di un motore..anche se spero che sia finita tale guida..aggiungendo vari componenti molto più interessanti e discussi..come il turbocompressore e compressore volumetrico(vecchie auto) ma sempre utile per capire i principi e le migliorie dei nuovi turbocompressori..e visto che ne sai molto + di me.. perchè non aggiungi anche il funzionamento e uno schema della sctola cambio?? sarebbe molto utile anche per me perchè è un componente che non conosco in preciso..ciaoo!!

hehe il cambio è un elemento assai complesso.. è stata la mia tesi d'esame per la qualifica!! comunque o io oppure pp864 vedremo di accontentarti!!

Tranquilli , appena ho un po' di tempo pubblico tutto .
Naturalmente questa è una versione molto semplificata , io per esempio ho scritto che la biella è

Citazione :

un asta in metallo speciale per poter resistere alle sollecitazioni, superiormente imperniata con il pistone tramite lo spinotto e inferiormente con un eccentrico (manovella) dell' albero motore

La sua definizione è organo di collegamento fra stantuffo e albero motore ,essa trasforma il moto rettilineo alternato del pistone in moto circolare rotatorio dell' albero motore.
E' costituita da tre parti principali :
-Piede , munito di una boccola in bronzo in cui gira liberamente il perno stantuffo
-Fusto , avente generalmente una forma a "I" per poter resistere meglio allesollecitazioni a cui è sottoposto
-testa , sulla quale si articola una parte cilindrica dell' albero motore (perno di biella).
Per consentire lo smontaggio\montaggio la testa di biella è divisa in due pezzi, uno solidale al fusto e l' altro riportato (cappello di biella).
Il cappello è separato dalla biella da un piano di giunzione , a taglio dritto o obliquo.
Il cappello è collegato alla biella mediante un attacco rigido ottenuto con viti o bulloni.

Sui motori in linea ogni biella è collegata ad un perno dell' albero motore , sui motori a "V" , dato che le due file di cilindri sono sistemate frontalmente fra loro , ogni perno di biella riceve due teste di biella, in questo caso si dice che le bielle son oaffiancate.

Per qualunque chiarimento su qualunque pezzo sono quì.

voglio le immagini della scatola del cambioooo... e la spiegazione..

hehe con calma francesco!! arriveranno!!

RAGAZZI NON HO PAROLE ottimo lavoro questo è lo spirito giusto per creare un forum che sia di aiuto a 360 gradi per chi è appassionato magari non professionista ma che vuole intervenire o capire come funziona la sua vettura invito gli altri utenti a fare domande sugli argomenti se qualcosa non gli fossse chiaro o loro volta a posytare argomenti.

hehehe Albe e siamo solo agli inizi e..!!!

Fiat Uno ha scritto:

hehehe Albe e siamo solo agli inizi e..!!!

Appunto , fra un po' apro qualche altro nuovo topic...

come vuoi pp864.!! fa piacere a tutti leggere queste utili nozioni meccaniche

pp864 ha scritto:

Fiat Uno ha scritto:

hehehe Albe e siamo solo agli inizi e..!!!

Appunto , fra un po' apro qualche altro nuovo topic...

Certo fai pure l importante è scrivere cose sensate qui tutto è utile per glia altri utenti nonnche per l appassionato categoria a cui noi fornimo la teoria vai avanti così che vai da dio.

Non posso fare a meno di ringraziarti :D

Di nulla questo forum è nato appositamente per dare auto agli appassionato.

Ho messo tutto in uno , non va meglio ? Edita tu come preferisci se no

vai che va benissimo tranquillo!!

Approvo anchio.