Ogni giorno prendiamo la macchina per andare al lavoro, fare commissioni o semplicemente divertirci alla guida, ma potremmo non saperlo come funziona un motore a benzina e cos'è che produce il suo movimento, qualunque sia il tuo tipo.
Un motore a benzina a quattro tempi ha, come suggerisce il nome, quattro fasi di funzionamento. Questi sono: aspirazione, compressione, potenza e scarico. Ciascuno di essi corrisponde ad una corsa del pistone o, che è lo stesso, mezzo giro dell'albero a gomiti e si effettuano all'interno della blocco motore.
Fasi operative
Fase di aspirazione: entrano aria e carburante
All'inizio della fase di ammissione, il pistone si trova nella parte superiore del cilindro, chiamato TDC (Top Dead Center). In questo momento, le valvole di aspirazione sono aperte e il pistone scende sul fondo del cilindro, bdc (punto morto inferiore). Durante la discesa del pistone si crea una depressione all'interno del cilindro che aspira la miscela aria-carburante. Vale a dire, "risucchia l'aria" come se fosse una siringa.
Alle pmi le valvole di aspirazione si chiudono e la miscela aria-carburante rimane all'interno del cilindro. Per inciso, è una miscela di questi due componenti perché il carburante non brucerebbe se non avesse l'ossigeno nell'aria. In termini scientifici si chiama combustibile a benzina e ossidante all'ossigeno che entra con esso.
Fase di compressione: aria e carburante vengono compressi
La seconda fase, compressione, il pistone sale di nuovo al PMS, comprimendo l'intera miscela all'interno del cilindro, che provoca anche il riscaldamento. La pressione all'interno del cilindro può raggiungere circa 15 bar con una temperatura prossima ai 450ºC, ottenendo un impasto più omogeneo. A questo punto, l'albero a gomiti ha compiuto un altro mezzo giro.
Un fatto interessante è che più la miscela può essere compressa, più verrà utilizzata l'esplosione che avverrà immediatamente. questo è chiamato rapporto di compressione del motore, che di solito viene misurato in proporzioni come 10 a 1, 11 a 1, 12 a 1, 14 a 1…. Il che non significa altro che il volume che occupa il mix prima di comprimere e il volume che occupa al termine della fase di compressione. Consigliamo l'articolo rapporto di compressione di un motore, per comprendere meglio questo fattore.
Tuttavia, bisogna stare attenti non causare autoaccensione incontrollata, perché ciò danneggerebbe il motore. Cosa succede quando la miscela è compressa troppo, quando c'è troppa temperatura nella camere di combustione o una combinazione di entrambe le circostanze. Se vuoi capire quest'ultimo, dai un'occhiata al post in merito Autoaccensione, detonazione e battito in testa della biella.
Fase esplosiva: iniziamo a lavorare...
In questa fase il pistone è al PMS con tutta la miscela compressa. È qui che una scintilla salta dalla candela (motori a benzina) accendendo la miscela di aria e carburante. Di conseguenza, si verifica un'esplosione. espande rapidamente i gas bruciati e spinge il pistone fino alle pmi. Questo è il fase di lavoro del motore, poiché il pistone riceve un grande impulso con l'esplosione, per trasmetterlo all'albero motore. Durante questa fase l'albero a gomiti ruota di un altro mezzo giro.
Va notato un problema molto importante nei motori a combustione. Questa descrizione delle fasi è semplificata per capire come funziona il motore a benzina, ma in fase di esplosione saltiamo per un attimo questa semplificazione. Come vi abbiamo detto, l'esplosione si espande rapidamente per spingere il pistone.
Tuttavia, questa velocità non è tanto per la velocità a cui a volte si muove il motore. Quindi c'è il anticipo di accensione, che consiste nell'iniziare l'esplosione mentre la miscela è ancora in fase di compressione. In questo modo brucia prima e la parte più proficua dell'esplosione coincide con la discesa del pistone. Vale a dire che la fase di esplosione e la fase di compressione "coesistono per un momento" a favore dell'utilizzo del combustibile. Se vuoi una spiegazione più dettagliata di questo processo, ti consigliamo l'articolo Cos'è l'anticipo di accensione?
Fase di scarico: i gas escono dalla camera di combustione
Infine, veniamo alla fase di fuga. In questa occasione, il pistone è al PMI e le valvole di scarico si aprono, dove i gas di scarico vengono evacuati rapidamente. Ciò si verifica perché il pistone torna su tdc spingendolo fuori dall'interno del cilindro. Quando il pistone è al PMS, le valvole si chiudono. Durante la fase di scarico, l'albero motore compie un altro mezzo giro, completando le 4 fasi di funzionamento del motore a benzina.
Come puoi vedere, il pistone è di nuovo al PMS, pronti per ricominciare la fase di ammissione. In modo tale che il motore ripeta l'intero processo finché lo manteniamo acceso.
Altre domande per sapere come funziona un motore a benzina
albero a gomiti
Se ne è già parlato più volte nelle fasi del motore a quattro tempi e avete potuto vederlo in azione nel video in apertura. La sua funzione è quella di convertire il moto lineare dei pistoni nel cerchio che useremo per spostare la macchina. L'analogia migliore è quella di un ciclista, che pedala per spostarsi in bicicletta. Se osservi da vicino il movimento del motore, ecco cosa fa ciascuno dei pistoni quando gira l'albero motore: «pedale«.
Se vuoi approfondire questa parte del motore, ti consigliamo gli articoli funzionamento dell'albero a gomiti y Il pistone: cos'è, quali sono le sue parti, prezzo... Vedrai che il funzionamento di un motore è più semplice di quanto sembri.
Distribuzione di un motore
Come avrai già notato, nel motore c'è elementi che richiedono una perfetta coordinazione. Ad esempio: che le valvole si aprano per far entrare la miscela quando il pistone scende (fase di aspirazione) o che si chiudano quando il pistone sale (fase di compressione). Il sistema di distribuzione di un motore è responsabile di questo coordinamento, che sono una serie di elementi che collegano ogni componente attraverso ruote, cinghie, alberi a camme e altri.
Nello specifico, la parte fondamentale del sistema di distribuzione nei motori più diffusi di oggi è il cinghia di distribuzione o catena. È incaricata di trasmettere il turno del albero motore a Alberi a camme che aprono e chiudono le valvole. In questo modo lo fanno al momento giusto e non in un altro. Un difetto che sarebbe fatale per il motore.
Se non conosci questi componenti, puoi vedere che aspetto hanno e come funzionano negli articoli: albero a camme y cinghia di distribuzione. Inoltre, se vuoi un po' più di approfondimento sull'argomento, ti consigliamo anche l'articolo sul tipi di distribuzione nei motori attuali. Ti aiuterà a capire meglio come funziona un motore a benzina. Non tutti i motori sono uguali, anche se sono regolati dagli stessi principi base di funzionamento.
Immagini – Marco Bernardini, Matt
Quando il motore ha una buona compressione ma fuma e sprecano olio, è sicuramente un problema di tenuta (tappo o gomma), abbiamo un prodotto chiamato YELLOW SEAL, che corregge l'eventuale usura di valvole e guide, prolungando la vita utile di questi pezzi .
Trovo molto interessante il tuo video, volevo chiederti se posso copiarlo per usarlo in seguito.