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Fabrizio21.
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Descrizione delle principali parti che permettono a un motore di funzionare:
1) VALVOLE
2) CARBONIO
3) CAMBIO
4) CAMERA DI COMBUSTIONE
5) CILINDRO
6) CENTRALINA
7) FRIZIONE
1) VALVOLA
Descrizione:
Nella meccanica (come pure nell'idraulica e nella pneumatica) si indica con questo termine un dispositivo per mezzo del quale si regola il passaggio di un fluido: consentendolo, parzializzandolo o impedendolo del tutto a seconda dei casi. Le valvole possono essere a funzionamento automatico oppure essere pilotate da un sistema di comando. Sono dette unidirezionali quelle che consentono il passaggio del fluido in un solo senso. Le piu' note, in campo automobilistico, sono alloggiate nella testata in numero di due o quattro per ogni cilindro (esistono pero' anche motori che ne impiegano tre o perfino cinque!) e regolano il flusso dei gas che entrano e che escono dividendosi cosi in valvole di aspirazione e di scarico. Vengono comandate da uno o due alberi a camme piu' alcuni organi interposti (spesso si tratta soltanto di un bilanciere o una punteria per ogni valvola). A richiamare ciascuna valvola provvede una molla, di norma del tipo a elica cilindrica (ma spesso si impiegano due molle di diametro diverso disposte coassialmente). Le valvole a lamelle vengono utilizzate frequentemente per regolare l'aspirazione nel carter pompa dei motori a due tempi. Nei circuito di lubrificazione e' essenziale la funzione della valvola limitatrice di pressione, che si apre facendo tornare nella coppa (o comunque a monte della pompa) una parte dell'olio allorche' la pressione nel circuito supera un determinato valore (e quindi vince la resistenza della molla tarata della quale la valvola stessa e' dotata). Il flusso del carburante nella vaschetta del carburatore e' regolato da una valvola a spillo sulla quale agisce il galleggiante (in modo da mantenere costante il livello del carburante all'interno della vaschetta stessa). Nei circuiti idraulici si impiegano valvole di ritegno valvole modulatrici, ecc.
2) CARBONIO
Descrizione: Elemento chimico presente in natura sotto, forma di diamante e di grafite. Gli atomi di carbonio sono presenti in tutte le sostanze trattate dalla chimica organica. Di recente il carbonio ha assunto una grande importanza nelle costruzioni aeronautiche e in quelle automobilistiche piu' sofisticate (vetture da competizione). Con esso infatti i oggi possibile realizzare fibre e anche tessuti che, impregnati con resine di vario tipo, consentono la. costruzione di scocche ed altri elementi strutturali del veicolo in grado di unire a elevatissime caratteristiche meccaniche una eccezionale leggerezza. I tessuti possono avere le fibre orientate in modo da assicurare Ia maggiore resistenza nella direzione in cui si hanno le massime sollecitazioni. Analogamente fibre possono essere piu' "addensate" nelle zone dei vari componenti ove si hanno gli stress piu' alti. Vengono anche realizzati in carbonio i dischi dei freni per le auto da competizione (sui quali vengono fatte lavorare pastiglie dello stesso materiale).
3) CAMBIO
Descrizione:
Per consentire la moltiplicazione della coppia erogata dal motore e per adeguare la velocita' di rotazione di quest'ultimo a quella delle ruote (in modo da poter disporre di elevate potenze anche a velocita' di avanzamento piuttosto basse), si utilizza un dispositivo che consente di variare il rapporto di trasmissione. Questo dispositivo nella grande maggioranza delle autovetture e' il cambio di velocita' a comando meccanico, che consente al pilota di poter scegliere a seconda delle condizioni di impiego del veicolo tra differenti rapporti ovvero tra diverse marce (il numero varia da quattro a sei ma la maggior parte delle auto di serie i dotata di un cambio a cinque marce). I cambi possono essere del tipo "in cascata" (nel caso sia dotato di due alberi non coassiali), oppure del tipo "con presa diretta". In quest’ultimo caso si trovano un albero di entrata, un albero ausiliario e un albero di uscita (coassiale a quello di entrata). Sugli alberi in questione sono installati degli ingranaggi in presa, a due a due tra di loro. Per ognuna di queste coppie vi i un solo ingranaggio solidale all'albero sul quale e' installato; I altro ruota folle sul proprio albero, al quale viene reso solidale, allorche' si innesta, Ia marcia. corrispondente ai due ingranaggi in questione, da un manicotto scorrevole (con denti di innesto frontali) costretto da un accoppiamento scanalato a ruotare insieme all'albero stesso. Lo spostamento dei manicotti di innesto delle marce (che sono sempre muniti di sincronizzatori) si ottiene per mezzo di apposite forcelle collegate da un sistema di aste alla leva di comando del cambio. Quando si innesta Ia marcia corrispondente alla presa diretta (rapporto di trasmissione =1:1) l'albero di entrata diventa solidale con l'albero di uscita. Tutti i componenti ora descritti sono alloggiati all'interno di una scatola in lega leggera che di norma viene fissata mediante una serie di viti al basamento del motore. Gli alberi del cambio sono supportati da cuscinetti a rotolamento. A lubrificare tutte le parti mobili provvede una certa quantita' di olio contenuta nella parte inferiore della scatola del cambio.
4) CAMERA DI COMBUSTIONE
Descrizione: E' il vano a disposizione dei gas presenti nel cilindro allorche' il pistone si trova al Punto Morto Superiore. Di norma Ia camera di combustione e' ricavata interamente nella testata; in non pochi motori moderni pero' essa i ricavata parzialmente anche nel cielo del pistone. Non mancano esempi (oggi non molto numerosi per Ia verita') di camere ricavate interamente in una cavita' praticata nel cielo del pistone (camere di combustione Heron). La conformazione del cielo del pistone ha una grande importanza anche per le camere ricavate interamente nella testata in quanto esso costituisce sempre la parete mobile della camera stessa. Quest’ultima per offrire il miglior rendimento deve essere compatta e avere un rapporto superficie/volume il piu' basso possibile.
Camere raccolte e di conformazione razionale consentono di adottare rapporti di compressione elevati (assai vantaggiosi dal punto di vista del rendimento termico) senza il rischio che si verifichi In detonazione. Le camere di combustione piu' comunemente impiegate nei motori automobilistici moderni sono quelle a "scatola di sardine", a cuneo (spesso si adottano conformazioni intermedie tra queste due), emisferiche, polisferiche e a tetto. Queste ultime sono utilizzate in pratica universalmente nei motori a quattro valvole per cilindro e sono, unitamente alle emisferiche, quelle che forniscono i rendimenti pia alti.
5) Cilindro
Descrizione: L 'organo all'interno del quale scorre il pistone che, con il suo movimento rettilineo alternato, determina lo svolgimento delle varie fasi del ciclo di funzionamento del motore. I cilindri dei moderni motori automobilistici sono quasi sempre ricavati direttamente nella fusione del basamento; la canna puo' essere integrale oppure riportata.
6) CENTRALINA
Descrizione: E' il gruppo preposto al controllo di uno o piu' sistemi o dispositivi (accensione, alimentazione, elementi delle sospensioni, cambio automatico). Di norma si impiegano centraline elettroniche in grado di intervenire in base a una serie di informazioni ad esse fornite da svariati sensori; queste ultime vengono opportunamente "interpretate" ed elaborate secondo, una ben determinata logica e secondo, una serie di "direttive" opportunamente memorizzate.
7) FRIZIONE
Descrizione: E' il dispositivo che collega il motore al cambio e che consente al conducente di ottenere una trasmissione progressiva delta coppia dal primo al secondo di questi due organi (ovverosia un innesto graduate). Unitamente ad un certo slittamento, questo consente di mettere in movimento il veicolo; la frizione inoltre consente di separare i due componenti in questione rendendo totalmente indipendente la rotazione di ciascuno di essi (in modo da potere cambiare marcia agevolmente). In campo automobilistico si impiegano universalmente frizioni monodisco a secco costituite da un elemento conduttore (volano piu' "coperchio" della frizione) e da un elemento condotto (disco ricoperto di materiale di attrito su entrambe le facce e calettato sull'albero di entrata del cambio per mezzo di un accoppiamento scanalato). Quando la frizione si innestata, i due elementi in questione sono resi solidali dal piatto spingidisco che e' vincolato nella sua rotazione al coperchio della frizione e che, sotto l'azione di una o piu' molle, va a premere contro il disco condotto. Quest'ultimo viene cosi ad essere serrato tra lo spingidisco stesso e il volano. Quando si disinnesta la frizione il piatto spingidisco viene spostato, contro l'azione delle molle, in modo da separarlo dal disco che diventa cosi del tutto indipendente dal volano nella sua rotazione. A spostare il piatto spingidisco provvede una apposita leva fulcrata e munita di un cuscinetto reggispinta sulla quale agisce il dispositivo di comando (a cavo flessibile o di tipo idraulico a seconda dei casi) collegato al pedale. La molla e' di norma una sola, del tipo a diaframma, ma non mancano esempi di frizioni dotate di una serie di molle elicoidali. Su alcune vetture da competizione si utilizzano frizioni dotate di piu' dischi.
FASI DI UN MOTORE
(a quattro tempi)
ASPIRAZIONE
Partendo dalla fase di aspirazione,il pistone scende dal punto morto superiore al punto morto inferiore con la valvola di aspirazione aperta in modo da fare entrare la miscela aria-benzina all'interno del cilindro.La valvola si apre quando il pistone comincia a scendere e si chiude quando il pistone ha raggiunto il punto morto inferiore.
COMPRESSIONE
E' la fase del ciclo di funzionamento del motore durante la quale la miscela aria-benzina (nei diesel soltanto aria) precedentemente aspirata nel cilindro viene portata a considerevole pressione e ad elevata temperatura per essere poi accesa dalla scintilla che scocca tra gli elettrodi della candela (nei diesel invece la combustione inizia subito dopo, che e' cominciata l'iniezione del gasolio). Al termine di questa fase la pressione della miscela aria-carburante nei motori a ciclo Otto puo' raggiungere valori dell'ordine di 12-20 bar e la temperatura risulta di circa 300 - 480 °C. Nei motori diesel al termine della compressione I'aria viene portata a pressioni di 35-50 bar e a temperature di 430 - 600 °C. La fase di compressione inizia quando il pistone sale verso il PMS (punto morto superiore) e la valvola di aspirazione si chiude. Durante il suo svolgimento la miscela aria-benzina (o I'aria, nei diesel) inizialmente riceve calore dalle pareti del cilindro ma successivamente i essa stessa a cederlo. La fase teoricamente dovrebbe terminare allorche' il pistone raggiunge il PMS ma in effetti finisce sensibilmente prima dato che la scintilla tra gli elettrodi delta candela scocca con un certo anticipo rispetto a tale posizione. L'iniezione nei motori diesel comincia anch'essa diversi gradi prima del PMS.
DETONAZIONE
Viene cosi' chiamata Ia combustione di tipo esplosivo di parte della miscela aria-carburante che ha luogo prima che essa sia raggiunta dal fronte della fiamma. In seguito alla detonazione si crea una serie di onde di pressione che attraversano Ia camera di combustione andando a urtare con violenza contro le pareti metalliche. La detonazione avviene quando all'interno delta camera si superano determinati valori critici di temperatura e di pressione (che possono variare anche considerevolmente da motore a motore). Essa quindi si verifica tipicamente quando il pedale dell'acceleratore i premuto in misura considerevole. Quando ha luogo ai regimi medio-bassi spesso causa una tipica. rumorosita' metallica, chiaramente avvertibile, conosciuta come "battito in testa"". La detonazione e' un fenomeno che se di entita' rilevante puo' avere effetti disastrosi per l'integrita' di organi meccanici come il pistone (sfondamento del cielo).
La detonazione si verifica di norma quando l'anticipo di accensione e' eccessivo, quando si impiega un carburante con numero di ottano (vedi) troppo basso (il potere antidetonante di un carburante viene appunto indicato dal suo numero di ottano) o, nei motori sovralimentati, quando Ia pressione di sovralimentazione e' troppo alta. Nei motori da corsa (o in quelli elaborati) si verifica quando il rapporto di compressione adattato e' troppo alto (nei motori di serie non ci sono rischi di questo genere, ovviamente).
SCARICO
Viene cosi' chiamata Ia combustione di tipo esplosivo di parte della miscela aria-carburante che ha luogo prima che essa sia raggiunta dal fronte della fiamma. In seguito alla detonazione si crea una serie di onde di pressione che attraversano Ia camera di combustione andando a urtare con violenza contro le pareti metalliche. La detonazione avviene quando all'interno delta camera si superano determinati valori critici di temperatura e di pressione (che possono variare anche considerevolmente da motore a motore). Essa quindi si verifica tipicamente quando il pedale dell'acceleratore i premuto in misura considerevole. Quando ha luogo ai regimi medio-bassi spesso causa una tipica. rumorosita' metallica, chiaramente avvertibile, conosciuta come "battito in testa"". La detonazione e' un fenomeno che se di entita' rilevante puo' avere effetti disastrosi per l'integrita' di organi meccanici come il pistone (sfondamento del cielo).
La detonazione si verifica di norma quando l'anticipo di accensione e' eccessivo, quando si impiega un carburante con numero di ottano (vedi) troppo basso (il potere antidetonante di un carburante viene appunto indicato dal suo numero di ottano) o, nei motori sovralimentati, quando Ia pressione di sovralimentazione e' troppo alta. Nei motori da corsa (o in quelli elaborati) si verifica quando il rapporto di compressione adattato e' troppo alto (nei motori di serie non ci sono rischi di questo genere, ovviamente).
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