Motore Diesel, tesina

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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

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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

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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

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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