2 - Storico

2.2 - Casi particolari

2.2.1 - Termodinamica dei motori termici

2.2.1.4 - Classifica dei motori termici

Quando la combustione avviene all'interno del motore, parliamo di combustione interna. Esistono due possibilità e in entrambi i casi il circuito è aperto:

- il processo di lavoro è ciclico e occorre di volta in volta introdurre un carico nuovo e alimentare con una certa quantità di gas combusti; ciò avviene nei motori a pistoni alternati;

- il processo di lavoro è continuo e la sostituzione del carico avviene senza interruzione, come nelle turbine a gas.

Quando la combustione avviene all'esterno del motore, parliamo di combustione esterna. In questo caso, il processo di lavoro può essere continuo e il circuito chiuso, in quanto il fluido motore può rimanere chimicamente immutato e subire cambiamenti di stato senza dovere essere sostituito.

Il condizionamento della miscela aria-carburante fuori dal luogo di combustione favorisce l'omogeneizzazione. In questo caso parliamo di condizionamento esterno o omogeneo della miscela.

Quando la miscela si forma all'interno del luogo di combustione, le condizioni sono meno favorevoli. In questo caso si ottiene una miscela eterogenea. Si parla dunque di condizionamento interno o eterogeneo della miscela.

Se la combustione si innesca in seguito ad una scintilla elettrica, parliamo di accensione comandata, se invece la miscela si infiamma spontaneamente perchè ha raggiunto la temperatura di autocombustione, parliamo di autoaccensione.

2.2.1.5 - Cicli termodinamici

La conversione dell'energia calorica in energia meccanica è possibile solo se il fluido motore cambia stato.

Questi cambiamenti di stato sono generalmente rappresentati dai diagrammi che esprimono due grandezze di stato:

- aumento o diminuzione della temperatura;

- aumento o diminuzione della pressione;

- aumento o diminuzione del volume.

Generalmente, le coordinate di un diagramma esprimono i rapporti:

- pressione-volume in un diagramma p-V;

- temperatura-entropia in un diagramma T-S;

- entalpia-entropia in un diagramma H-S.

Lo studio della termodinamica ha portato diversi esperti a proporre diversi cicli di funzionamento. Noi ci occuperemo soltanto di quelli che sono ancora oggi utilizzati:

- Nel 1862, A. Beau de Rochas (1815-1893) ha inventato la compressione e il ciclo a quattro tempi. E' il ciclo di riferimento per i moderni motori a benzina a quattro tempi.

- Nel 1867 N.A. Otto ha costruito un motore sulla base di questo ciclo, ma ha poi dovuto abbandonare il suo progetto in seguito ad un processo, in quanto non era in possesso del brevetto.

- Nel 18.., J. Joule . (1818 - 1889) ha inventato il ciclo a pressione costante. E' il ciclo di riferimento per i motori delle turbine a gas.

- Sabathé, di cui non si conosce il nome, è stato l'inventore di un ciclo misto che comprendeva i cicli di A. Beau de Rochas e di R. Diesel. Questo è il ciclo di riferimento per i motori a gasolio che molte persone ancora oggi chiamano erroneamente "motore Diesel".

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