Concetti Chiave
- Il motore a scoppio opera su un ciclo a quattro tempi, con il pistone che compie quattro corse nel cilindro per ogni ciclo di funzionamento.
- La prima fase prevede l'aspirazione della miscela di aria e benzina, mentre la valvola di scarico rimane chiusa.
- Nella fase di compressione, la miscela viene compressa e accesa tramite una scintilla elettrica, raggiungendo temperature fino a 1700 °C.
- Durante l'espansione, la pressione dei gas spinge il pistone in basso, producendo lavoro, mentre le altre fasi assorbono energia.
- Infine, nella fase di scarico, si apre la valvola di scarico per espellere i gas combusti mentre il pistone risale per iniziare un nuovo ciclo.
Il motore a scoppio è un motore a carburazione a quattro tempi, perchè il pistone compie 4 corse nel cilindro per ogni ciclo di funzionamento. Si dice corsa ogni spostamento del pistone da un estremo all'altro del cilindro. Quando il pistone si trova nel punto più in alto della sua corsa, detto punto morto superiore, non tocca il fondo del cilindro; lo spazio che resta tra il fondo del cilindro e il pistone si chiama camera di scoppio. Il punto più basso della corsa del pistone è detta invece, punto morto inferiore.
Funzionamento del motore a quattro tempi
Ecco il ciclo di funzionamento del motore a 4 tempi:
- 1° tempo: aspirazione della miscela
Supponiamo che lo stantuffo all'inizio si trovi nel punto morto superiore; spostandosi verso il basso, lo stantuffo crea una depressione, la quale fa aprire la valvola di aspirazione che collega il cilindro con il carburatore e così viene aspirata la miscela di aria e benzina vaporizzata. La valvola di scarico è chiusa.
-2° tempo: compressione a scoppio
Lo stantuffo risale verso la testa del cilindro, comprimendo fortemente la miscela. Giunto lo stantuffo quasi nel punto morto superiore, si verifica l'accensione della miscela per effetto della scintilla elettrica: la temperatura nell'interno del cilindro può raggiungere 1700 C°.
-3° tempo: espansione
A causa della elevata pressione del gas, lo stantuffo viene spinto in basso, mentre i gas stessi, spandendosi, aumentano di volume. L'espansione è l'unica fase che produce lavoro, cioè l'unica fase motrice, mentre le altre fasi assorbono lavoro.
-4° tempo:scarico
Quando lo stantuffo sta per raggiungere il punto morto inferiore, si apre la valvola di scarico: la pressione nel cilindro è sufficiente a scacciare rapidamente i gas combusti. Quindi lo stantuffo risale e inizia un nuovo ciclo.
Domande da interrogazione
- Qual è la funzione della camera di scoppio nel motore a scoppio?
- Quali sono le fasi del ciclo di funzionamento di un motore a quattro tempi?
- In quale fase del ciclo di un motore a quattro tempi si produce lavoro?
La camera di scoppio è lo spazio che si forma tra il fondo del cilindro e il pistone quando quest'ultimo si trova nel punto morto superiore, ed è fondamentale per il processo di combustione della miscela di aria e benzina (testo).
Il ciclo di funzionamento comprende quattro fasi: aspirazione della miscela, compressione a scoppio, espansione e scarico, ognuna con un ruolo specifico nel generare energia (testo).
L'unica fase che produce lavoro è l'espansione, durante la quale la pressione del gas spinge il pistone verso il basso, mentre le altre fasi assorbono lavoro (testo).
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