Recentemente sono stati sviluppati prototipi che possono utilizzare anche idrogeno (sia gassoso, sia liquido). La maggior parte dei motori a combustione interna progettati per funzionare a benzina possono bruciare anche metano o GPL senza modifiche a parte quelle necessarie per l'impianto di alimentazione. Essi vengono classificati in base al sistema di accensione utilizzato per provocare la combustione in: motori ad accensione comandata: nei motori ad accensione comandata di solito l'accensione viene comandata attraverso una scintilla ad alta tensione che scocca nella miscela aria-combustibile all'interno del cilindro. La scintilla viene prodotta attraverso un impianto d'accensione. Inoltre per l'avvio del motore in condizioni di temperatura esterna e del motore stesso relativamente basse, si utilizza un sistema che serve a garantire un avvio più facile, chiamato starter. motori ad accensione spontanea: nei motori ad accensione spontanea (detti anche motori Diesel) il combustibile viene iniettato nell'aria compressa nei cilindri del motore e la combustione ha luogo spontaneamente, grazie alle favorevoli condizioni termo-pressorie del comburente.
Calore e termodinamica Il motore a combustione interna, utilizzato nella maggior parte dei veicoli, è un esempio di motore termico, che trasforma in energia meccanica l'energia che si sviluppa nella combustione, al suo interno, di un combustibile liquido o gassoso. Il più comune motore a combustione interna è il motore a quattro tempi, il cui primo esempio fu costruito da un ingegnere tedesco, N. Otto, nel 1877. Il motore a quattro tempi è costituito da due parti principali: un carburatore, dove si forma una miscela esplosiva di aria e combustibile, e un cilindro (comunemente ce ne sono quattro), chiuso a tenuta da un pistone. L'ingresso al cilindro è regolato da due valvole, la valvola di ammissione e la valvola di scarico, e fornito di una candela, che produce la scintilla. A ogni pistone è collegata una biella, che trasmette il movimento del pistone all'albero di trasmissione. Il funzionamento del motore a combustione interna avviene in quattro differenti fasi: nella prima fase, detta fase di aspirazione, il pistone che deve contenere il fluido combustibile passa da un volume minimo a un volume massimo, creando al suo interno una depressione che aspira la miscela aria-carburante attraverso la valvola di ammissione.
Viene usato talvolta su un piccolo aeroplano ad elica e per produrre energia elettrica a bassa tensione. Principi di funzionamento [ modifica | modifica wikitesto] Motore termico ad accensione comandata, con tutti i sistemi in vista I motori a combustione interna si basano sulla reazione chimica esotermica della combustione: la reazione di un carburante con un comburente, normalmente aria. Vedi anche stechiometria. In alcuni motori venne introdotto un nuovo tipo di sistema che migliorava di netto i consumi, denominato Lean Burn (combustione magra), consisteva nell'iniezione di aria ad alta pressione direttamente nella camera di combustione per ottimizzare l'esplosione della miscela. I motori a combustione interna sono costituiti da diversi sistemi (impianti) che ne permettono il funzionamento, quali: Impianto d'accensione, questo sistema è presente solo sui motori ad accensione comandata e permette l'inizio della combustione Impianto d'avviamento Impianto d'alimentazione Impianto di raffreddamento Impianto di scarico I carburanti più utilizzati oggi sono composti da idrocarburi e sono derivati dal petrolio.
L'energia dei prodotti di combustione, i gas combusti, è superiore all'energia originale dell'aria e del carburante (che avevano una maggiore energia chimica) e si manifesta attraverso un'elevata temperatura e pressione che vengono trasformate in lavoro meccanico dal motore. Nei motori alternativi, è la pressione dei gas combusti a spingere i pistoni all'interno dei cilindri del motore. Recuperata l'energia, i gas combusti vengono eliminati attraverso una o due valvole di scarico. Nei motori a combustione interna attuali, dopo essere stati espulsi dal cilindro, i gas di scarico attraversano una turbina a gas che provvede a recuperare l'energia residua dei prodotti della combustione, al fine di poter azionare un compressore centrifugo (calettato sullo stesso albero della turbina), il quale comprime l'aria comburente (sovralimentazione mediante turbocompressore azionato da gas di scarico). Al termine di questa fase il pistone torna nella posizione di punto morto superiore (pms). Tutto il calore non trasformato in lavoro deve essere eliminato dal motore attraverso un sistema di raffreddamento ad aria o a liquido.
Potenza [ modifica | modifica wikitesto] La potenza effettiva o potenza meccanica di un motore è la potenza disponibile sull' albero motore considerate tutte le dispersioni. Una delle sue formule è la potenza «per via termica» esprimibile con la formula: Dove le variabili della formula rappresentano: è la densità dell'aria, circa pari, ma sempre inferiore a quella atmosferica nei motori aspirati, più elevata nei motori sovralimentati (generalmente del 20-30%) V è la cilindrata è la tonalità termica è l'indice d'aria (maggiore di uno per miscele magre, inferiore per miscele grasse) a volte anche detto è il coefficiente di riempimento. è il rendimento in camera di combustione è il rendimento ideale è il rendimento indicato è il rendimento meccanico n è la velocità di rotazione dell'albero motore, espressa come numero di giri al secondo.
Per la sua prima applicazione pratica, fu sufficiente attendere l'anno successivo, quando vennero realizzate le prime macchine utensili a motore. Non si trattava ovviamente di modelli evoluti ma ancora molto basilari che, ad esempio, non prevedevano la fase di compressione. I motori degli inizi, inoltre, non potevano partire da fermi e, quindi, il loro utilizzo su veicoli terrestri era impossibile (mentre erano adatti ai natanti, dato che le eliche sono esenti da un momento di inerzia). Perché il motore a combustione interna fosse applicato a veicoli terrestri, consentendone il movimento anche da fermo, fu necessario attendere dapprima l'invenzione del motore a quattro tempi, opera di un ingegnere tedesco (N. Otto, nel 1877) e poi, all'inizio del XX secolo, l'utilizzo delle frizioni, che diede quell'impulso allo sviluppo dell'automobile e del relativo mercato che conosciamo ancora oggi. Le componenti fondamentali del motore a combustione interna Vi sono alcune componenti essenziali.
I motori a combustione interna ( Internal combustion engine – ICE), utilizzati sulla maggior parte dei veicoli attuali, sono i successori dei primi modelli pionieristici nati nel 1800. Il loro funzionamento si basa sulla conversione dell'energia chimica in energia meccanica. Tale trasformazione avviene nella camera di combustione, dove i gas combusti generano una maggiore pressione e un aumento di volume così forte da spingere il pistone verso il basso. A sua volta, il pistone, abbassandosi, produce una rotazione dell'albero motore. I motori a combustione interna, essendo motori termici, hanno bisogno di un combustibile, liquido o gassoso, per funzionare. I carburanti più utilizzati sono composti da idrocarburi e sono derivati dal petrolio. I più noti sono benzina, gasolio, metano e GPL. Relativamente alle modalità con cui viene avviato il processo di combustione, si possono distinguere i motori a combustione interna in due classi: – motori ad accensione comandata, in cui la combustione è innescata dallo scoccare di una scintilla all'interno di una miscela combustibile comburente.
Le quattro fasi del motore a ciclo Otto Qual è il funzionamento del motore a quattro tempi?
G. Ferrari - "Motori a combustione interna" - Il Capitello, 2008. J. B. Heywood - "Internal Combustion Engine Fundamentals" - Mc. Grow-Hill, 1988. K. Zinner - "Supercharging of Internal Combustion Engines" - Springer Verlag, 1977. N. Watson, M. S. Janota – "Turbocharging the Internal Combustion Engine" – MacMillan Press Ltd, 1982. – "Bosch Automotive Handbook" – 7th Edition, Robert Bosch GmbH, 2007. DOCENTI E COMMISSIONI Ricevimento: Su appuntamento (con richiesta via mail a). Commissione d'esame MASSIMO CAPOBIANCO (Presidente) PIETRO ZUNINO (Presidente) DANIELE SIMONI GIORGIO ZAMBONI FRANCESCA SATTA ANDREA PERRONE DAVIDE LENGANI SILVIA MARELLI DARIO BARSI LUCA RATTO LEZIONI INIZIO LEZIONI Mercoledì 21 settembre 2016. ESAMI Modalità d'esame Colloquio orale. ALTRE INFORMAZIONI Conoscenze preliminari richieste: Conoscenze di base di termodinamica e meccanica dei fluidi. Criteri di classificazione dei MCI, nomenclatura e simbologia, parametri operativi e funzionali - Funzionamento ideale e reale dei MCI a 2 e 4 tempi - Diagrammi indicati, pressione media indicata ed effettiva, espressioni della potenza - Cicli termodinamici di riferimento per lo studio dei MCI - Concetto di ciclo limite e relative problematiche.
Da Wikipedia, l'enciclopedia libera. Il motore a combustione interna (MCI) è una macchina motrice per convertire l' energia termica, posseduta da un flusso aeriforme aria - combustibile, in lavoro meccanico reso disponibile all' albero motore ed usato per il movimento o convertito in corrente elettrica con generatore elettrico. La conversione avviene nella camera di combustione, dove i gas combusti generano alta pressione ed aumento di volume tale che spingono il pistone verso il basso, e il pistone a sua volta fa ruotare l'albero motore e trasmette lavoro all'albero di trasmissione. La miscela consiste in un combustibile (possono essere benzina, gasolio, cherosene, gpl, gas naturale, alcool), mentre l' ossigeno dell'aria funziona come comburente. Il tipo di combustibile determina le caratteristiche del motore e quindi la sua applicazione nei vari ambiti. Storia [ modifica | modifica wikitesto] Diagramma di un motore a pistoni L'invenzione è ricondotta ai lucchesi Eugenio Barsanti e Felice Matteucci, nel 1853 dettagliarono il funzionamento e la costruzione in documenti e brevetti depositati in diversi paesi europei quali Gran Bretagna, Francia, Italia e Germania [1].