Motore: il motore dell’auto i modelli e la funzionalità

Il motore rappresenta il cuore di un’auto, questo può essere alimentato a benzina o altri tipi di carburante o miscele.

Per anni le vetture sono state alimentate per lo più con motori a quattro tempi, con benzina o altri carburanti, con motori Diesel, alimentati con il gasolio. Vi erano poi anche i motori definiti a due tempi, vale a dire, alimentati con miscela di benzina e olio. Oggi però ad essere maggiormente impiegati nell’architettura di un’auto sono i motori ibridi. Vediamo in dettaglio quali sono i più comuni tipi di motore a combustione interna e in che modo funzionano.

Motore elettrico

Parlando della struttura di un’automobile, di sicuro non si può non tener conto del fatto che uno dei componenti fondamentali è il motore. Ve ne sono di differenti tipi tra i quali quelli a quattro oppure a due tempi, sebbene questi ultimi da tempo siano stati soppiantati da quelli di ultima innovazione, gli ibridi. Di cosa si tratta esattamente? Il motore ibrido sfrutta il tradizionale motore a scoppio, insieme a quello elettrico.

Tra le soluzioni oggi poco usate, troviamo il motore rotativo, in quanto si è rivelato incompatibile con il rispetto dell’ambiente. Il motore con accensione mediante scintilla, ottiene la sua energia meccanica attraverso la combustione della miscela aria-carburante. Da qui si genera una combustione che successivamente crea un’enorme fonte di calore. L’energia che da qui si forma sarà poi diretta alla trasmissione primaria, da qui alla frizione, cambio, trasmissione finale ed infine le ruote motrici.

Come funziona

Il motore di una vettura non è altro che un trasformatore di energia. La sua percentuale di efficienza viene tecnicamente definita rendimento. Nel motore elettrico generalmente vi è una parte fissa, definita statore e una mobile, detta rotore. Una spira di filo conduttore rigido, posta su di un asse dove ruota, è immersa in un campo magnetico, generato appunto dai poli di un magnete. Se percorsa da corrente elettrica, questa, per azione del magnete, ruota per effetto della generazione di una coppia di forze. La spira ruoterà allora di 90 gradi prima di arrestarsi. Se il piano della spira è perpendicolare al campo magnetico, si esercita sulla spira una forza nulla, per cui quest’ultima si ferma. Per effetto di inerzia, la spira si muove su di un angolo maggiore di 90 gradi. Ecco quindi che, la coppia di forze che è stata prodotta dal campo magnetico, è in una posizione opposta a quella antecedente, in quanto si sono invertite le direzioni delle correnti all’interno dei due rami perpendicolari della spira. Ciò la costringe quindi a tornare indietro.

Il collettore

Entra a questo punto in gioco, un particolare dispositivo definito collettore, che cambia il senso della corrente nella spira, invertendolo. Si inverte così anche l’azione delle forze, mentre la spira continua a ruotare nella stessa direzione. A sua volta, la rotazione della spira sarà inviata ad un albero girevole, in questo modo, si mette in funzione un particolare apparecchio elettrico. Questa spiegazione relativa al funzionamento di un motore elettrico, in realtà, nel caso specifico dei veicoli, è un po’ più complesso da descrivere. Questo, in effetti, può essere costituito da bobine, più che da una sola spira nella sua parte mobile, come invece era stato indicato. In ogni caso, resta il fatto che, il principio del funzionamento nel suo complesso, resta del tutto invariato.

Motore a scoppio

Il motore a scoppio, in maniera specifica definito come motore a combustione interna, si compone essenzialmente di un carburatore, oppure di una pompa a iniezione elettronica. E’ qui che viene a formarsi una miscela fatta di aria e benzina. Vi sono, poi anche uno o più cilindri, all’interno dei quali scorrono i pistoni, le due valvole, una dedita all’aspirazione, mentre un’altra di scarico, poste nella testata del cilindro. Troviamo poi una candela che è di fondamentale importanza per l’accensione della miscela, una camera di combustione e infine una biella e manovella, che grazie al continuo e ripetuto movimento generato dai pistoni, generano la rotazione dell’albero motore.

Fase dell’aspirazione

Il motore a scoppio viene anche indicato come motore a quattro tempi. Questo perché, durante il suo intero ciclo di funzionamento, realizza appunto quattro movimenti, indicati come tempi. Vediamo in dettaglio di comprendere i vari tempi cosa comportano. Il primo step, o tempo, è quello relativo all’aspirazione. Cosa avviene? Lo stantuffo si muove dall’alto verso il basso, compiendo un movimento rotatorio, in senso orario, aspirando attraverso la valvola una mix, o miscela, composta da aria e benzina. Durante questo primo tempo o fase, la valvola di scarico resterà chiusa.

Il secondo tempo comprende la fase di compressione. O meglio, una volta che la miscela sia entrata nel cilindro, lo stantuffo inizierà il suo movimento in una direzione opposto a quella seguita prima, in questo modo, non fa altro che comprimere la miscela di aria e benzina. Anche durante questa fase, le valvole resteranno chiuse.

Fase dello scoppio

Passiamo quindi alla terza fase o tempo, costituita dallo scoppio. A questo punto, una scintilla elettrica generata dalla candela fa esplodere la miscela. Accade, quindi, che la benzina brucia velocemente all’interno della camera di combustione. Ciò che avviene è che si unisce all’ossigeno, producendo una fonte di calore. Per conseguente effetto del riscaldamento, la veloce dilatazione dei gas spinge lo stantuffo verso l’interno. Ancora una volta, le due valvole resteranno chiuse.

Passiamo ora al quarto tempo, quello relativo allo scarico. In questa fase, lo stantuffo si muove nello stesso modo in cui avveniva nel secondo tempo, comprimendo i gas che restano dello scoppio. Questa volta, però, la valvola di scarico si apre e i gas hanno la possibilità di fuoriuscire dal cilindro. La valvola di aspirazione, tuttavia, resta ancora chiusa. Ne risulta che, solo durante il terzo tempo che lo stantuffo si muove in risposta della forza esercitata dall’esplosione, mentre durante gli altri tre tempi, resta in movimento solo per inerzia.

Il motore a scoppio è particolarmente impiegato nell’architettura delle automobili ed è qui che trova la sua massima applicazione. Generalmente, il motore di un’autovettura si compone di quattro cilindri, tutti collegati tra loro. All’interno di essi, non avvengono in contemporanea tutti gli scoppi, che vengono invece alternati al fine di garantire una spinta continua al veicolo. Successivamente, proprio da qui, la biella e la manovella dirigono il movimento degli stantuffi verso l’albero motore. Segue poi alle ruote per poterle far avanzare. Per mettere in moto lo stantuffo, bisogna accendere il motore nella fase iniziale. In questo modo, si potrà consentire allo stantuffo di compiere le prime due fasi del ciclo, quella di aspirazione e di compressione. E’ esattamente questo il compito del motorino elettrico di avviamento, di cui dispongono tutte le autovetture.

Ultima modifica: 14 Febbraio 2018