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Introduzione Motore Diesel, tesina
La seguente tesina di maturità tratta del tema del motore Diesel, delle sue origini e delle sue caratteristiche.
Tesina monografica sul motore Diesel.
4
Il Motore Diesel
5. ANIMAZIONE MOTORE DIESEL
5.1 L'animazione...........................................................46
5.2 Le chiavi animazione...............................................47
6. CONCLUSIONE................................................48
7. RINRAZIAMENTI..............................................49
8. BIBLIOGRAFIA e SITOGRAFIA
8.1 Bibliografia...............................................................50
8.2 Sitografia.................................................................50 5
Il Motore Diesel
1. LA STORIA
Trattore Bubba UT3 con motore testa calda del 1926 6
Il Motore Diesel
1.1 LE ORIGINI DEL MOTORE DIESEL :
RUDOLF DIESEL
Un uomo, un mistificatore, un affarista. Per i suoi contemporanei fu l’una o l’altra
cosa. Inventore di un motore assolutamente rivoluzionario, poi legato
indissolubilmente al suo nome, sarebbe pervenuto quasi per caso alla scoperta che
lo rese famoso. Rudolf Christian Karl Diesel nacque a Parigi da genitori bavaresi il 18
marzo 1858.
Già a dodici anni il piccolo Rudolf frequentava assiduamente il “Conservatoire des
Arte set Métiers” dove abbozzava diligentemente in un quaderno le forme delle
macchine che vi erano ordinate. Nel 1870 sarebbe dovuto entrare all’Ecole
Primarie Supérieure e quasi certamente
sarebbe divenuto cittadino francese ma lo
scoppio della guerra franco-prussiana mutò il
suo destino.
Sebbene la famiglia non fu oggetto di
persecuzioni dovette lasciare la Francia in
gran fretta.
I Diesel si rifugiarono così a Londra, dove
Rudolf frequentò una scuola inglese e, come
a Parigi, la sua meta preferita furono i musei
di tecnica.
Nei giorni successivi la città inglese venne
accerchiata dai tedeschi così che la famiglia,
per permettere al figlio di studiare, fu costretta
a mandarlo all’estero.
Rudolf lasciò così Londra il 1°novembre 1870 diretto ad Augusta in Baviera, dove
sarebbe stato accolto in casa del prof. Cristoph Barnickel e sua moglie, che si
offrirono di fargli da genitori adottivi e di seguirlo negli studi. 7
Il Motore Diesel
Restò in questa cittadina per cinque anni, ebbe così la possibilità di seguire la regia
scuola commerciale segnalandosi subito per la serietà e la passione profusa negli
studi. Al termine del corso fu il primo della graduatoria.
Intendeva proseguire gli studi per conseguire la laurea in ingegneria ma desiderava
che i suoi genitori, che non vedeva da tre anni, e che erano rientrati a Parigi,
approvassero la sua scelta.
Decise pertanto di trascorrere le vacanze nella capitale francese sottoponendosi ad
un nuovo, faticoso viaggio. Purtroppo le condizioni familiari erano notevolmente
degenerate a causa della morte della sorella, unico sostegno economico della
famiglia, così Rudolf preferì rifiutare il peso delle responsabilità che inevitabilmente
avrebbe dovuto addossarsi.
La certezza di essere ormai in grado di assicurarsi da solo un domani migliore e il
convincimento di non poter mai più contare sui genitori lo indussero a rientrare ben
presto ad Augusta dove, nell’ottobre del 1873 si iscrisse alla scuola industriale
frequentando il corso di tecnica e meccanica.
Risale a questo periodo il primo contatto di Rudolf con l’acciarino che si vuole fosse
alla base delle sue scoperte future. Ne fece conoscenza presso la scuola.
Si trattava sostanzialmente di una versione dimostrativa dell’antico acciarino
cinese. Funzionava come una pompa per pneumatici da bicicletta: uno stoppaccio
infiammabile veniva inserito nella parte opposta a quella in cui era ancorato lo
stantuffo.
Con un rapido rinculo si poteva osservare lo stoppaccio prendere fuoco per
effetto del calore generato dalla compressione. Ormai Rudolf doveva contare
esclusivamente sulle sue forze.
Iscrittosi al Politecnico di Monaco tirò avanti con borse di studio e con il ricavato di
piccole lezioni private.
Era tale la voglia di apprendere da spingerlo a dedicare pochissime ore al sonno.
Nel gennaio del 1877, divenuto cittadino tedesco, si presentò al servizio militare ma
venne riformato per insufficienza toracica. In questi anni i genitori di Rudolf si
trasferirono a Monaco e la famiglia Diesel tornò nuovamente a riunirsi sotto un unico
tetto; questo fatto però fu più un motivo di preoccupazione che di gioia per il giovane
studioso. 8
Il Motore Diesel
Al Politecnico di Monaco Rudolf ebbe la prima grande occasione della vita. Vi
insegnava il prof. Karl Linde, un’autorità nel campo della termodinamica, fondatore e
presidente di una società per impianti frigoriferi.
Linde non aveva dubbi sull’intelligenza e la fattività di Rudolf Diesel.
Dapprima lo invitò in Svizzera, presso la Sulzer per un periodo di praticantato poi,
dopo aver completato gli studi al Politecnico, gli offrì di assumere la direzione di una
fabbrica di ghiaccio che Linde stava progettando che sarebbe sorta a Parigi.
Egli dunque tornò nella capitale francese ed ebbe successo in questo suo primo
lavoro, ma ne era insoddisfatto.
Vagheggiava un motore economico particolarmente adatto per la piccola industria,
capace di rivaleggiare con quello a vapore.
Pervaso da una sorta di frenesia e misticismo,Diesel ne fece anche una questione
sociale. Il motore ch’egli aveva in mente doveva servire in primo luogo ad affrancare
l’operaio dalle operazioni più gravose.
Forte delle sue esperienze nel campo delle bassissime temperature partì dall’idea di
sfruttare l’ammoniaca come fluido per un motore a vapore a ciclo chiuso.
L’obbiettivo era di aumentare il rendimento rispetto a un motore a vapore
convenzionale.
Pensava di riuscirvi elevando sensibilmente la temperatura durante la fase di
espansione del ciclo.
Sebbene vi dedicasse ogni minuto del tempo
libero e tutte le proprie risorse finanziarie non
ebbe successo, ma le cognizioni acquisite in
questa fallimentare esperienza costituirono la
genesi del nuovo motore.
Nel 1892 in un manoscritto Diesel affermò che
quale fosse il vapore (acqua o ammoniaca) era
imperativo aumentarne la temperatura onde
ottenere l’accensione spontanea del
combustibile. Quando gettò le basi del suo
motore Rudolf Diesel viveva a Berlino. 9
Il Motore Diesel
Il primo brevetto Diesel è del 28 febbraio 1892. Reca il n. 67.207 e il titolo “Progetto e
funzionamento di un motore a gas povero”.
L’inventore si preoccupò subito di trovare il modo di farlo costruire, ma il primo
tentativo con la tedesca MAN andò male. Le difficoltà di esecuzione, cioè la
mancanza di tecnologie di lavorazione adatte allo scopo non consentirono di passare
alla fase pratica.
Temendo che il tempo volgesse a suo sfavore, Diesel raccolse in un libro, apparso
nel 1893, le sue teorie esprimendo fra l’altro l’avviso che il suo motore fosse in grado
di funzionare con qualsiasi combustibile, anche solido come il carbone, oltre che con
i combustibili liquidi come gli oli minerali o vegetali, gassosi come l’acetilene o il gas
di città o illuminante.
Il libro servì a chiarire molti dei dubbi che esistevano sull’invenzione di Diesel e a
convincere la MAN che valeva la pena di affrontare la costruzione di quel motore, ma
quando esso venne realizzato sollevò le critiche di alcuni scienziati fra i quali il
francese Capitaine che accusò Diesel di aver fatto costruire un motore a petrolio e
non uno a polvere di carbone, e che comunque non era riuscito a dimostrare nulla di
nuovo.
Diesel si difese replicando che nel suo libro aveva espresso solo delle teorie.
Modifiche e correzioni erano, dunque, più che normali. La decisione della MAN e
della Krupp, consorziatesi allo scopo, fu un primo passo di grande importanza, ma la
gioia di Rudolf Diesel fu di breve durata. L’atto pratico della costruzione del primo
motore (era altro tre metri e pesava più di due tonnellate) fu piena di contrattempi e
di battute d’arresto.
Non era dotato, in effetti, di alcun sistema di raffreddamento. A mettere in moto il
meccanismo provvedeva un motore a vapore posto di fianco. Le pressioni volute non
poterono mai essere raggiunte a causa della precaria tenuta del pistone.
Si procedette così a singhiozzo facendo e disfacendo. Completato nel luglio del
1893, il primo motore, in pratica, non riuscì mai a funzionare o per pochissimo, in
ogni caso con l’ausilio di una cinghia che faceva ruotare il grosso volano. 10
Il Motore Diesel
L’enorme quantità di problemi,tuttavia, non intaccarono il principio su cui si fondava il
motore di Diesel e cioè che una certa quantità di combustibile, iniettata alla fine della
fase di compressione,poteva essere innescata dal calore generato dalla
compressione.
L’insoddisfacente funzionamento del primo motore che provocò, tra l’altro, una
violenta esplosione,non fece nascere alcun tentennamento nel geniale inventore il
quale non si perse d’animo e penso subito al modo di brevettarlo all’estero.
Ecco rappresentato l’enorme motore realizzato da Diesel nel 1893
Se i diritti di sfruttamento per la Germania erano stati ceduti alla MAN e alla Krupp,
il resto del mondo gli apparteneva. Diesel raddoppiò i suoi sforzi, viaggiò da un capo
all’altro dell’Europa, tenne conferenze, ebbe abboccamenti con industriali e
governanti, ma a prezzo di un grande dispendio fisico. 11
Il Motore Diesel
La prosecuzione dei test con il primo motore fu davvero frustrante, finché nel
febbraio del 1894 si riuscì a farlo funzionare per un minuto intero a 88 giri/min. La
potenza che se ne ricavò fu di 13,2 CV.
Nel 1896 venne posto allo studio un motore completamente nuovo; e l’anno
seguente si ottennero dei risultati talmente soddisfacenti (potenza 17,8 CV a 154
g/min, rendimento del 26,2%) per cui venne deciso di fare una prova dimostrativa
davanti a un osservatore neutrale. Ciò servì a confermare che Rudolf Diesel aveva
concepito il più efficiente motore termico esistente, il cui rendimento era circa doppio
rispetto a un motore a olio pesante del tempo ( 30%).
L’eco della raggiunta affidabilità ed efficienza del motore aveva varcato i confini e per
Diesel iniziò un periodo di continue vendite di licenze a fabbriche motoristiche di tutto
il mondo,dalla Deutz tedesca alla Watson & Varyan scozzese, fino agli Stati Uniti
d’America ed il Canada con la Diesel Motor Company of America.
In totale, prima del 1900,erano già state rilasciate 51 licenze di fabbricazione. Rudolf
Diesel poteva dire così di aver raggiunto fama e ricchezza; ma non fu così, fama a
parte. La salute lo stava progressivamente abbandonando e speculazioni azzardate
avevano paurosamente assottigliato i suoi risparmi.
Eppure tutto sembrava ormai volgere al meglio. Nel giugno del 1898 ben tre suoi
motori costruiti da fabbriche diverse figuravano ad un’esposizione di Monaco: la
prova inconfutabile che il futuro del Diesel era assicurato. Il destino volle che Rudolf
Diesel concludesse la sua vita in modo tragico.
Dopo essersi imbarcato verso l’Inghilterra, si persero letteralmente le sue tracce: a
bordo della nave si rinvennero una mattina il cappello ed il soprabito dello scomparso
presso il parapetto.
Suicidio o disgrazia? Quello che è certo è che la moglie ed i figli compresero di
essere diventati improvvisamente poveri.
Tutte le sostanze di Rudolf Diesel si erano volatilizzate per una serie di speculazioni
sbagliate, ma questo lo sapevano soltanto lui e il direttore della sua banca. 12
Il Motore Diesel
1.2 L’AVVENTO DEL MOTORE DIESEL
Sino al 1908 il Diesel fu un motore per impianti fissi. Lo condannavano
essenzialmente a quest’impiego il peso rilevante e il sistema di alimentazione a
portata costante del combustibile.
Esso si dimostrò molto promettente come motore marino e la Fiat ne iniziò la
produzione con questa destinazione sin dal 1908.
Rispetto al motore a vapore era meno ingombrante, non richiedeva una caldaia e chi
la alimentasse e, ovviamente, nemmeno uno spazio per lo stivaggio del carbone.
Lo scoppio della Prima Guerra Mondiale doveva dare grande impulso alla
costruzione di motori Diesel per uso marino. Così già nel 1910–13 la Fiat costruiva
motori Diesel della potenza di 700 – 800 CV che venivano poi utilizzati dalle diverse