Come funziona il motore a scoppio?

Il motore a scoppio trasforma l’energia rilasciata durante la combustione del carburante in energia meccanica. Dopo aver visto la struttura di un motore auto, esaminiamo il principio di funzionamento che è fondamentalmente lo stesso per qualsiasi motore: il combustibile viene bruciato ad alta pressione come una miscela combustibile-aria infiammabile in un’esplosione. L’improvvisa espansione mette in moto un pistone. Questo movimento viene poi veicolato agli organi di trasmissione del veicolo. Nella maggior parte delle auto, un motore a pistoni alternativi si trova tipicamente sotto il cofano in combinazione con una biella e un albero a gomiti.

motore a scoppio

La camera di combustione di un motore contiene principalmente l’ossigeno dell’aria e il carburante. La miscela carburante-aria può essere costituita da benzina, gas o gasolio finemente nebulizzati. Oltre a questo, nient’altro può entrare nella camera di combustione. Una soluzione di progettazione speciale è il sistema di depurazione dei gas di scarico attraverso la valvola EGR (ricircolo dei gas di scarico): qui i gas di scarico vengono reimmessi nelle camere di combustione per ridurre la temperatura di combustione e quindi le emissioni di ossido di azoto.

Il design a doppia parete dei motori moderni fa sì che altri combustibili si trovino nelle immediate vicinanze delle camere di combustione. Tuttavia, acqua, oli e una miscela carburante-aria troppo “ricca” (cioè troppa benzina o diesel) non devono mai entrare nei cicli di lavoro del motore, in quanto potrebbero causare danni. Il problema si riconosce dal fatto che lo scarico inizia a fumare. Anche la polvere e le altre particelle dell’aria aspirata non devono entrare nel motore, perché entrerebbero nell’olio e causerebbero l’usura del motore.

Cosa succede durante il processo di combustione in un motore?

Esistono due diversi tipi di motori a pistoni: a due tempi e a quattro tempi. Questi si differenziano ancora per i motori a benzina e diesel. La tabella seguente mostra le principali differenze in base al motore a quattro tempi.

 Motore a benzinaMotore diesel
Carburazioneformazione di miscela esterna (eccetto l’iniezione diretta)generazione di miscela interna
Accensione (o ignizione)Accensione a scintilla (candela)Autoaccensione
Compressioneda 8 a 18 bar da 30 a 50 bar 
Temperatura massima in compressioneda 400 a 600 °Cda 700 a 900 °C

I motori a quattro tempi funzionano in quattro fasi:

  1. Aspirazione
  2. Compressione
  3. Funzionamento (accensione/scoppio)
  4. Espulsione

Con il motore a benzina – tranne che per l’iniezione diretta – viene aspirata una miscela carburante-aria e con il motore diesel è aria pura. Ciascuna delle quattro fasi di lavoro si svolge in un unico ciclo (corsa del pistone con movimento verso l’alto e verso il basso, detto anche punto morto superiore e punto morto inferiore). Durante un ciclo di lavoro con i suoi quattro tempi, l’albero motore ruota così due volte. I gas freschi e i gas di scarico sono completamente separati l’uno dall’altro.

 Quattro tempi del motore a benzinaQuattro tempi del motore diesel
(1) aspirazioneLa benzina viene miscelata con l’aria, la valvola di ingresso si apre, il pistone va dal punto morto superiore (PMS) al punto morto inferiore (PMI)La valvola di ingresso si apre, l’aria fluisce all’interno, il pistone va al PMi
(2) CompressioneIl pistone passa dal PMI al PMS, la miscela aria-carburante viene compressa non appena la valvola di ingresso viene chiusaIl pistone sale, l’aria viene compressa non appena la valvola di ingresso viene chiusa, e quindi fortemente riscaldata
(3) Benzina: Ciclo di accensione
Diesel: ciclo di combustione
La miscela aria-benzina viene accesa tramite la candela, il pistone passa da PMS a PMIIl diesel viene iniettato, si accende e il pistone si sposta da PMS a PMI
(4) ScaricoIl pistone va da PMI a PMS e spinge i gas di scarico attraverso la valvola di scaricoIl pistone va da PMI a PMS e spinge i gas di scarico attraverso la valvola di scarico

Scopri i nostri percorsi di formazione e come diventare meccanico qui.

Rispondi