2 - Storico

2.2 - Casi particolari

2.2.2 - Configurazione meccanica dei motori termici

2.2.2.1 - I motori alternativi a benzina a quattro e a due tempi.s

Il motore alternativo a benzina è un motore a condizionamento omogeneo della miscela aria-carburante e ad accensione comandata.

Il carburante utilizzato è soprattutto la benzina, ma si può utilizzare anche un prodotto sostitutivo come ad esempio il gas di petrolio liquefatto.

Il condizionamento avviene sia nel carburatore, sia indirettamente nel collettore di aspirazione, sia direttamente nel cilindro nel quale il carburante viene iniettato ciclicamente.

La miscela viene periodicamente compressa in un cilindro di lavoro fino ad ottenere una pressione compresa tra 15 e 25 bar.

La temperatura di compressione che ne deriva e che varia dai 400° ai 600° Celsius è ancora inferiore alla soglia di autocombustione; il carburante deve dunque essere infiammato perchè sia possibile trasformarlo in energia calorica.

La combustione provocata da una scintilla avviene in modo molto rapido. Genera un aumento della pressione uguale a circa sette volte quella ottenuta alla fine della compressione, mentre la pressione media efficace è circa uguale a quella ottenuta alla fine della compressione.

La combustione provocata da una scintilla avviene in modo molto rapido. Genera un aumento della pressione uguale a circa sette volte quella ottenuta alla fine della compressione, mentre la pressione media efficace è circa uguale a quella ottenuta alla fine della compressione.

Il rinnovo del carico in un motore a quattro tempi avviene con l'aiuto di un dispositivo con valvole, mentre nei motori a due tempi avviene attraverso luci disposte in prossimità del punto morto inferiore.

Il lavoro utile generato viene trasformato con un sistema di bielle ed una coppia motore disponibile sull'estremità dell'albero a gomiti. Questo sistema di bielle è complesso e richiede un motore che giri lentamente e si mantenga a dei regimi compresi tra 800 e 1200 giri/minuto, perchè il motore non perda potenza. Ciò comporta un enorme consumo di carburante, soprattutto dove la circolazione non è fluida.

Possiamo constatare fin d'ora che:

- il rapporto tra la fatica massima dei componenti meccanici sottoposti alla pressione di punta e la fatica media di questi stessi componenti è uguale a p_max/p_me ;

- il dimensionamento dei componenti è determinato dalla pressione di punta alla quale si aggiunge un margine di sicurezza e non dalla pressione media efficace; sono dunque necessari dei componenti decisamente sovradimensionati.

Vantaggi del motore a benzina:

- sistema comprovato da anni;

- strutture economiche basate su questo tipo di motore;

- configurazione pistone/cilindro che favorisce le alte pressioni.

Svantaggi del motore a benzina:

- necessità di carburanti sofisticati;

- cattivo rapporto p_max/p_me ;

- cattivo rendimento: solo circa il 30% dell'energia calorica contenuta nel carburante si trasforma in energia meccanica;

- emissioni tossiche relativamente alte: NO, HC, CO;

- rumoroso;

- necessita di un cambio.

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