Domande Motori a combustione interna

Motori a combustione interna: domande esame

Caratteristiche dei motori a C.I.

Definire pressione media indicata e quella effettiva di un motore a C.I. Precisarne il significato fisico e utilità per il rendimento dello sviluppo.

Pressione media indicata

La pressione media indicata è definita come il lavoro indicato per ciclo e per unità di cilindrata (p_mi). Matematicamente, si esprime come L_i/V (1/V) ∫p dv = E. È l'area racchiusa dal ciclo indicato ed è di grandezza uguale a quella delle classi. Il significato geometrico è l'intera area del ciclo indicato. Il significato fisico indica che se il pistone si muovesse in modo costante sulla piastra del cilindro durante il corso di espansione, produrrebbe lo stesso lavoro indicato L_i = ðs (p_mi * śc).

P_mi = (L_i) · p_mi · V_h

Pressione media effettiva

Per passare dalla pressione indicata a quella effettiva, definiamo il rendimento organico Ƞ_o = P_i/P_e, rapporto tra pressione effettiva ed indicata. Questo rapporto permette di calcolare la pressione effettiva: p_e = Ƞ_o p_mi. La pressione media effettiva è il lavoro per ciclo e unità di cilindrata. Da cui ricaviamo una stima della pressione effettiva p_e = p_meiV_he.

Curve caratteristiche di coppia e potenza

Precisare il significato delle curve caratteristiche di coppia e potenza di un motore a C.I. Giustificare l'andamento in funzione del numero di giri o per il misalatore. Le curve caratteristiche definiscono il comportamento di un motore ed esprimono la coppia motrice e la potenza effettiva in funzione del regime di rotazione. È necessario indicare le condizioni di carico cui si registra la massimizzazione del carico massimo. Il rendimento globale diminuisce con l'aumento del numero di giri, poiché aumentano le usure e le perdite per attrito. La coppia ha un massimo a regime ordinario che diminuisce poiché decrescono V_h e il regime ordinario rimane oppresso e non esecutando regolano petrolari.

Motori a combustione interna: domande esame

Caratteristiche dei motori a C.I.

Definire pressione media indicata e quella effettiva di un motore a C.I. Precisarne il significato fisico e utilizzo per il calcolo del lavoro sviluppato.

Pressione media indicata

La pressione media indicata si riferisce al lavoro indicato per ciclo e per unità di cilindrata (p_mi), ed è calcolata come L/V_u (1/V_u) ∮pdV. È l'area racchiusa dal ciclo indicato, rappresentando l'espressione meccanica classica. Geometricamente, è l'area racchiusa nel diagramma indicato. Fisicamente, indica la pressione costante sui pistoni che, durante l'intero corso di espansione, produrrebbe un lavoro equivalente a quello indicato L= Fs (p_miAc)_c (p_v)/4.

P_mi = L/V_c = P_miV_u/E

Pressione media effettiva

Per passare dalla pressione indicata a quella effettiva, definiamo il rendimento organico η_o = Pe/Pi, rapporto tra pressione effettiva ed indicata. Dato lo scambio delle pressioni: pe = η_o Pmi. La pressione media effettiva rappresenta il carico per ciclo e unità di cilindrata, da cui ricaviamo una stima della pressione effettiva Pe = p_me V_u/E.

Curva delle caratteristiche di coppia e potenza

Le curve caratteristiche delineano il comportamento di un motore, esprimendo la coppia motrice e potenza effettiva in funzione del regime di rotazione. È necessario indicare le condizioni critiche cui si verificano variazioni al carico massimo. Il rendimento globale diminuisce con l’aumento del numero di giri, nonostante le perdite per attrito. La coppia raggiunge un massimo al regime ordinario per poi diminuire poiché decresce V², mediate le ordinate della prima curva, quindi rispetto scasse la curva di Pe. Questo avviene nel tratto iniziale perché all’aumentare della coppia è Vn. Raggiunto il punto di massimo, la coppia continua ad aumentare, ma non in modo significativo, fino ai cc.

Motore benzina e diesel

Potenza massima più bassa, coppia più alta.

Rapporti ottimali di miscela aria/combustibile

Discutere i valori ottimali dei rapporti di miscela aria/combustibile che i sistemi di alimentazione del combustibile raggiungono al variare del carico e del regime di rotazione nel caso di un motore a quattro tempi su strada in condizioni normali. Nel caso di un motore ad accensione comandata, vediamo una zona di minimo consumo in corrispondenza di carichi elevati (80-95%). Allontanandosi da questa area, i consumi aumentano con l'incremento o la diminuzione del carico. A carico costante e con un aumento del numero di giri, i consumi aumentano poiché aumentano le dissipazioni del motore. Per ottenere più potenza, si arricchisce la miscela aria-combustibile. Diminuiscono i consumi poiché una miscela più ricca favorisce un aumento della propagazione del rapporto miscela aria/massa combustibile, con valori intorno ai 12 e 18 per i motori benzina.