Motore a combustione interna alternativo: definizione, classificazione e principio di funzionamento

2024 Autore: Erin Ralphs | [email protected]. Ultima modifica: 2024-02-19 17:05

Per più di cento anni nel mondo, il motore principale di tutti i veicoli a ruote è stato un motore a combustione interna a pistoni. Apparso all'inizio del 20° secolo e sostituendo il motore a vapore, il motore a combustione interna nel 21° secolo rimane il tipo di motore più redditizio in termini di economia ed efficienza. Diamo un'occhiata più da vicino a come funziona questo tipo di motore a combustione interna, come funziona, scopri quali sono gli altri motori a pistoni.

Definizione, caratteristiche ICE

Nel processo di sviluppo della scienza e della tecnologia, il design dei motori a combustione interna è stato costantemente migliorato. I motori sono riusciti a dimostrare la loro efficacia. È così che sono comparsi i motori a combustione interna a pistoni e, come sottospecie, i motori a carburatore e a iniezione. Si possono distinguere motori diesel, unità a pistoni rotanti e turbine a gas.

Ghiaccio a benzina

Il tradizionale motore a pistoni è dotato di una camera di combustione interna. Questo è il cilindro all'interno del blocco motore. Quando il carburante brucia, viene rilasciata energia, che viene poi convertita in movimento meccanico dell'albero motore. A causa del movimento traslatorio dei pistoni, che agiscono sul sistema di bielle e sull'albero motore, il volano viene messo in rotazione. Puoi saperne di più sul design nel corrispondente motore a combustione interna a pistoni GOST.

Il motore a combustione interna del carburatore è diverso in quanto la miscela di lavoro di carburante e aria viene preparata in un dispositivo speciale: un carburatore. La miscela viene iniettata nei cilindri mediante vuoto. Viene quindi acceso dalla candela.

Injection ICE ha un design più moderno. Qui, al posto del tradizionale dispositivo meccanico, il sistema di alimentazione ha ugelli elettronici. Sono responsabili dell'iniezione di quantità precise di carburante direttamente nei cilindri del motore.

Ghiaccio diesel

Il motore a combustione interna a pistoni diesel presenta alcune differenze strutturali e fondamentali rispetto ai motori a combustione interna a benzina.

Se una scintilla di una candela viene utilizzata per l'accensione in un'unità a benzina, allora un principio diverso funziona nei motori diesel e non ci sono candele tranne il bagliore. Il carburante diesel entra nei cilindri attraverso gli iniettori, si mescola con l'aria, quindi l'intera miscela viene compressa, per cui si riscalda fino alla temperatura di combustione.

Pistone rotore

Motore a pistoni rotanti essenzialedifferisce dal tradizionale ICE. I gas agiscono su parti ed elementi speciali. Quindi, sotto l'influenza dei gas, il rotore mobile si muove in una camera speciale a forma di otto. La camera svolge le funzioni di pistoni, distribuzione e albero motore. La fotocamera ha la forma di una figura di otto.

Unità combinate

Nei motori a combustione interna con turbina a gas, l'energia termica viene convertita in energia meccanica grazie alla rotazione di un rotore speciale con pale speciali. Questo rotore aziona l'albero della turbina.

Motori speciali a pistoni e motori a combustione interna combinati (e questi sono motori a turbina a gas e motori rotativi) possono essere inseriti in sicurezza nel libro rosso. Oggi, solo la giapponese Mazda produce un motore a pistoni rotanti. Crysler una volta ha prodotto una serie sperimentale di motori a combustione interna con turbina a gas, ma questo accadeva negli anni '60 e nessuna delle case automobilistiche è tornata su questo problema fino ad oggi.

Nell'Unione Sovietica, motori a combustione interna a turbina a gas erano installati su carri armati e navi da sbarco, tuttavia, anche lì in seguito si decise di abbandonare le unità di questo progetto.

Dispositivo ICE

Il motore è un unico meccanismo. È costituito da un blocco cilindri, parti del meccanismo a manovella, meccanismo di distribuzione, sistemi di iniezione e scarico.

La camera di combustione si trova all'interno del blocco cilindri, dove la miscela aria-carburante viene accesa direttamente ei prodotti della combustione azionano i pistoni. Per mezzo di una manovellameccanismo, l'energia della combustione del carburante viene trasferita all'albero motore. Il meccanismo di fasatura è necessario per garantire la tempestiva apertura e chiusura delle valvole di aspirazione e scarico.

Principio di funzionamento

Quando il motore viene avviato, una miscela di carburante e aria viene iniettata nei cilindri attraverso la valvola di aspirazione e accesa da una scintilla sulla candela generata dal sistema di accensione. Durante la combustione si formano dei gas. Quando si verifica l'espansione termica, l'eccesso di pressione fa muovere il pistone, facendo ruotare l'albero a gomiti.

Il funzionamento dei motori a pistoni è ciclico. Nel ciclo di un motore a combustione interna a pistoni, possono esserci da due a quattro cicli. I cicli durante il funzionamento del motore vengono ripetuti diverse centinaia di volte in un minuto. Quindi l'albero a gomiti può ruotare continuamente.

GHIACCIO a due tempi

Quando il motore si avvia, il pistone viene azionato dalla rotazione dell'albero motore. Quando il pistone raggiunge il punto morto inferiore e inizia a salire, il cilindro verrà alimentato con una miscela aria-carburante.

Quando si sale, il pistone inizierà a comprimere la miscela. Quando il pistone raggiunge la sua posizione superiore, verrà generata una scintilla. La miscela aria-carburante si accende. Espandendosi, i gas spingeranno il pistone verso il basso.

In questo momento si aprirà la valvola di scarico, attraverso la quale i prodotti della combustione possono uscire dalla camera. Quindi, raggiungendo nuovamente il punto morto inferiore, il pistone inizierà il suo viaggio verso il PMS. Tutti questi processi hanno luogo in un giro dell'albero a gomiti.

Quandoil pistone inizierà un nuovo movimento, la valvola di aspirazione si aprirà e una nuova porzione della miscela aria-carburante sostituirà i gas di scarico. L'intero processo ricomincerà da capo. Un motore a combustione interna a pistoni a due tempi effettua meno movimenti di uno a quattro tempi. Perdita di attrito ridotta ma genera più calore.

Il meccanismo di distribuzione del gas è sostituito da un pistone. Quando il pistone si muove, le luci di aspirazione e scarico nel blocco cilindri si aprono e si chiudono. Rispetto a un propulsore a quattro tempi, lo scambio di gas in un motore a due tempi è un grave inconveniente. Efficienza e potenza si perdono quando i gas di scarico vengono rilasciati.

Nonostante questo inconveniente dei motori a combustione interna a pistoni a due tempi, vengono utilizzati nei ciclomotori, negli scooter, come motori fuoribordo, nelle motoseghe.

Motore a combustione interna a quattro tempi

L'ICE a quattro tempi non ha gli svantaggi di un motore a due tempi. Tali motori sono installati sulla maggior parte delle auto e altre apparecchiature. L'aspirazione e lo scarico dei gas di scarico sono un processo separato e non è combinato con la compressione, sebbene il motore a combustione interna a pistoni funzioni dall'accensione della miscela. Il funzionamento del motore è sincronizzato dal meccanismo di distribuzione del gas: le valvole si aprono e si chiudono in modo sincrono con la velocità dell'albero motore. L'aspirazione della miscela di carburante avviene solo dopo la completa uscita dei gas di scarico.

Vantaggi dei motori a combustione interna

Vale la pena iniziare con i motori più popolari - in lineaunità a quattro cilindri. Tra i vantaggi ci sono compattezza, leggerezza, testata unica, elevata manutenibilità.

Tra tutti i tipi di motori a combustione interna, si possono distinguere anche i motori boxer. Non sono molto popolari a causa del design più complesso. Sono utilizzati principalmente nelle auto da corsa. Tra i vantaggi - ottimo bilanciamento primario e secondario, e quindi il lavoro morbido. C'è meno stress sull'albero motore. Di conseguenza, c'è poca perdita di potenza. Il motore ha un baricentro basso e l'auto si comporta meglio.

I motori a sei cilindri in linea sono perfettamente bilanciati e l'unità stessa funziona molto bene. Nonostante l'elevato numero di cilindri, il costo di produzione non è molto elevato. Puoi anche evidenziare la manutenibilità.

Svantaggi dei motori a combustione interna

Lo svantaggio principale dei motori a combustione interna alternativi non è ancora la tossicità e il rumore, ma la scarsa efficienza. In un motore a combustione interna, solo il 20% dell'energia viene speso per il lavoro meccanico effettivo. Tutto il resto viene speso per il riscaldamento e altri processi. I motori rilasciano anche sostanze nocive nell'atmosfera, come ossidi di azoto, monossido di carbonio e varie aldeidi.