Che cos’è un motore a combustione interna e a cosa serve?

Ciao, benvenuto nel nostro blog, nell’articolo di oggi vediamo: Che cos’è un motore a combustione interna e a cosa serve?.

Un Motore a combustione interna È un tipo di motore termico in cui la combustione avviene al suo interno, cioè all’interno del cilindro; È un processo in cui l’energia chimica del combustibile viene trasformata in energia meccanica.

Questi motori funzionano a carburante (benzina se si tratta di un ciclo Otto o diesel se si tratta di un ciclo diesel), all’interno del cilindro avremo i diversi componenti come valvole, pistoni, bielle, ecc. Qui si svolgono i 4 tempi del ciclo termodinamico: Ammissione, Compressione, Esploso si Scarico.

Vediamo il funzionamento, in sezione trasversale, di un ciclo completo e il movimento delle diverse parti mobili che si trovano in un motore; il blocco contiene tutte le parti.

Cosa significa motore a combustione?

Un motore a combustione è un tipo di motore che converte l’energia termica generata dalla combustione di un combustibile in energia meccanica per muovere un oggetto, come un’automobile, una barca o altre veicolo. La maggior parte dei motori a combustione interna funziona a benzina, diesel, gas naturale o biocarburanti.

Il processo di combustione inizia non appena il carburante viene iniettato nella camera di combustione e mescolato con l’aria. La miscela carburante-aria viene quindi compressa, aumentando la sua temperatura. Non appena una scintilla si accende nella camera di combustione, la miscela carburante-aria brucia, generando una miriade di calore e gas di scarico. Questi gas si espandono e spingono un pistone che muove le ruote del veicolo.

Motore a combustione interna alternata

All’interno dei motori a combustione interna, ci sono molti design e usi; quelli che conosciamo e vediamo quotidianamente sono i motori a combustione interna (motori a benzina e motori diesel).

In questi motori termici, i gas generati dalla reazione esotermica del processo di combustione spingeranno il pistone; si muove all’interno del cilindro e fa ruotare il cilindro. Albero motore per ottenere il movimento rotatorio come risultato.

Il funzionamento di questo tipo di motore è ciclico e richiede la sostituzione dei gas con una nuova miscela di carburante e aria all’interno del cilindro, un processo chiamato rinnovo del carico. Questa miscela dovrebbe essere composta da 16 parti di aria per ogni parte di carburante.

A differenza dei motori a combustione interna, troviamo motori a combustione esterna (come un motore a vapore o una turbina), che assorbono energia termica fin da prima ed esternamente, e la trasformano in energia meccanica.

Come funzionano i motori a combustione interna?

Il motore a combustione interna della maggior parte dei veicoli ha quattro fasi, che deve attraversare per completare il ciclo.

1. Ammissione: Abbassa il pistone del cilindro e aspira la miscela aria/carburante attraverso la valvola di aspirazione. In questo istante, la valvola di scarico è chiusa.
2. Compressione: Le due valvole si chiudono, il pistone si alza e comprime la miscela di carburante; c’è energia potenziale.
3. Esploso: È quando la candela emette una scintilla nella miscela che produce l’accensione. Il pistone si abbassa e si verifica il movimento.
4. Scarico: Il pistone si rialza e la valvola di scarico si apre, lasciando fuoriuscire i gas prodotti nell’esplosione.

Tipi di motori a combustione interna

La classificazione più importante dei motori alternativi si basa sul tipo di combustibile utilizzato per la reazione di combustione, che sono:

• Motori a ciclo Otto: È il motore a benzina convenzionale che funziona a quattro tempi. Il suo nome deriva dalla persona che lo ha inventato, Nikolaus August Otto. Il suo funzionamento è basato su conversione di energia chimica in energia meccanica del prodotto di accensione della miscela combustibile di aria e combustibile.
• Motori a Ciclo Diesel: Sono stati inventati da Rudolf Diesel. Usano gasolio (noto principalmente come Diesel). Possono anche utilizzare una variante organica nota come biodiesel. Questa classe di motore utilizza la compressione per il collegatoinvece di una scintilla.

Altre classificazioni dei motori a combustione interna

Le classi di motori possono essere differenziate anche per il tipo di duty cycle che svolgono, che può essere:

• Motore a 2 tempi: Il ciclo termodinamico si sviluppa in quattro fasi: A partire da l’aspirazione, poi la compressione, l’esplosione e infine lo scarico. Tutto questo avviene in due movimenti lineari del pistone, cioè un giro dell’albero motore Questi motori non hanno valvole e sono molto più semplici e devono prendere l’olio insieme al carburante in un’unica miscela.
• Motore a 4 tempi: In questi motori, i quattro stadi termodinamici vengono eseguiti separatamente, quindi c’è un’esplosione ogni due giri che fa l’albero motore. Ha valvole di aspirazione e scarico. È il tipo di motore più utilizzato nelle auto attuali, e i motori sono classificati anche in base alla loro configurazione, che può essere: Lineari, a V, a W, boxer, cilindri contrapposti, assiali, radiali e Wankel o rotanti. Questi nomi si riferiscono al modo in cui sono posizionati i cilindri, che hanno angoli diversi.

Struttura del motore a combustione interna

I motori che utilizzano motori a benzina e diesel hanno elementi di base simili (albero motore, bloccare, Biella testa, valvole, pistone) e altri specifici per ogni modello (pompa d’iniezione diesel ad alta pressione o carburatore noi benzina).

Nel caso dei motori a quattro tempi (4T), è consuetudine classificarli in base al tipo di sistema di distribuzione Loro hanno. Si trovano SV, OHV, SOHC, DOHC, in riferimento alla posizione del file albero a camme O gli alberi a camme.

Camera di combustione

Si tratta di un cilindro che di solito è fisso, è chiuso ad un’estremità e al suo interno scorre il pistone che si incastra perfettamente nel cilindro. La posizione che assume, verso l’esterno o verso l’interno del pistone, modifica il volume tra le pareti della camera e la parte interna del pistone. La faccia esterna del pistone è collegata all’albero motore tramite una biella, convertendo il movimento rotatorio in un movimento rettilineo del pistone.

Sistema di alimentazione

Nel caso dei motori Otto, il sistema di alimentazione è costituito da il serbatoio, la pompa del carburante e il serbatoio che dosa il carburante. Quest’ultimo atomizza il combustibile dallo stato liquido e nella posizione corretta per la sua combustione.

Otto Motori: Fino a poco tempo fa, il carburatore era la parte meccanica che svolgeva questa funzione di potenza nei motori Otto. Tuttavia, attualmente il sistema di iniezione Ha sostituito il carburatore per motivi ambientali. Il dosaggio accurato del carburante attraverso gli iniettori riduce le emissioni di CO2 e promette una miscela più stabile.

motori diesel: Nel caso di motori Diesel, il gasolio non viene dosato proporzionalmente all’aria in ingresso, ma in funzione del comando dell’acceleratore e del regime del motore, tramite una pompa che inietta il carburante.

Nei motori multicilindrici il carburante atomizzato viene indirizzato ai cilindri attraverso il collettore di aspirazione, una sorta di diramazione. Quasi tutti i motori hanno un collettore di scarico, che espelle i gas e attutisce il rumore che generano durante la combustione.

Sistema di distribuzione

Il sistema di distribuzione È responsabile della regolazione dell’ingresso del carburante e dell’uscita dei gas risultanti dall’accensione. Un motore in funzione aspira il carburante e quindi espelle i gas attraverso le valvole a saracinesca o la testata del cilindro. Una molla è ciò che tiene chiuse le valvole finché non si aprono al momento indicato.

Ciò avviene per l’azione dell’albero a camme che si muove attraverso l’albero motore, il tutto essendo coordinato tramite la cinghia o la catena di distribuzione. Sono stati progettati diversi tipi di sistemi di distribuzione, tra questi, uno dei più noti è quello di camicia scorrevole qualunque valvola a manicotto.

Collegato

Affinché un motore a combustione interna funzioni, il carburante all’interno del cilindro deve accendersi. Nei motori di tipo Otto, questo sistema di combustione prevede l’azione del bobina di accensione. Questo è un autotrasformatore ad alta tensione collegato a un interruttore. La bobina impedisce alla corrente di indurre elettricità ad alta tensione.

Questo impulso elettrico è sincronizzato con la corsa di compressione di ciascun cilindro. o L’impulso viene portato al cilindro corrispondente (quello che viene compresso) per mezzo di un distributore rotante e cablaggio in grafite che dirigono l’alta tensione alla candela. L’elemento preposto a produrre la combustione è la candela che è fissata nel cilindro e ha due elettrodi. Proprio nel mezzo di distanza millimetrica degli elettrodi, l’impulso elettrico genera una scintilla che accende il combustibile.

Raffreddamento nei motori a combustione interna

La combustione provoca calore, motivo per cui i motori richiedono a sistema di refrigerazione. Esistono motori fissi di automobili e aerei, nonché motori fuoribordo raffreddati ad aria. In questo caso i cilindri hanno lamiere esterne che sprigionano tutto il calore prodotto all’interno.

Altri motori impiegano il raffreddamento attraverso a refrigerante. I cilindri sono all’interno di una sorta di involucro riempito di liquido che circola per l’azione di una pompa. Il fluido viene raffreddato mentre passa attraverso le alette del radiatore.

Avviare il sistema

Per avviare il ciclo nei motori a combustione interna, il movimento deve essere provocato nell’albero motore. Nei motori automobilistici viene utilizzato un avviamento elettrico che si collega all’albero motore tramite una frizione che si disinnesta all’avvio del motore.

Uso di altri sistemi di avviamento partenza per inerzia che accelerano il volano manualmente o per mezzo di un motore elettrico che raggiunge la velocità necessaria per mobilizzare l’albero motore.

Alcuni motori più grandi usano inneschi esplosivi che, quando una cartuccia esplode, mobilita una turbina che è accoppiata al motore e offre ossigeno per alimentare inizialmente la camera di combustione.

Storia del motore a combustione interna

La storia del motore a combustione interna è a dir poco interessante. Non può essere attribuito a una singola persona, ma alla combinazione di diverse invenzioni e sviluppi, tutti tra il 1807 e il 1860 ca. La combinazione e l’applicazione di questi ha dato origine a quello che oggi è il motore a combustione interna applicato nei veicoli. La storia completa può essere letta qui.

Relazione tra sistemi di combustione interna ed esterna

A seconda del tipo di motore, è il tipo di combustione che avremo; I motori a combustione interna hanno un blocco e al suo interno tutte le parti e gli impianti che lo compongono, mentre i motori a combustione esterna hanno una fonte di energia esterna come una caldaia.

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