Il motore, com’è fatto e quali sono le sue parti principali

Un motore a combustione interna è composto da numerose parti che lavorano in sinergia per convertire l’energia chimica del carburante in energia meccanica. Il basamento, i cilindri, la testata, il sistema di distribuzione, il sistema di alimentazione, il sistema di scarico e il sistema di lubrificazione sono tutti elementi essenziali per il funzionamento del motore ICE (Internal Combustion Engine). Per comprendere appieno il funzionamento di un motore a combustione interna, è importante conoscere le sue parti principali e il ruolo che svolgono nel processo di combustione del carburante. In questo articolo, esploreremo le varie componenti di un motore a combustione interna e come lavorano insieme per generare potenza.

Aggiornamento del 27 dicembre 2023: contenuti più utili e attuali per i lettori

1. Basamento e Cilindri Motore
2. Testata Motore
3. Alimentazione Motore
4. Scarico Motore

BASAMENTO E CILINDRI DI UN MOTORE A COMBUSTIONE

Tralasciando il funzionamento del motore a ciclo otto e a ciclo diesel, vediamo quali sono le componenti che si trovano in entrambi. Il basamento è la struttura di base su cui sono montate tutte le altre parti del motore. Si tratta di un blocco solido che ospita l’albero a gomiti, i cilindri e la testata. All’interno del basamento, sono presenti i supporti di banco, dotati di cuscinetti, sui quali poggiano i perni di banco dell’albero a gomiti. L’albero a gomiti (anche detto albero motore) è un componente cruciale del motore, responsabile della conversione del movimento lineare dei pistoni in movimento rotatorio. Durante il ciclo di lavoro del motore, l’albero a gomiti ruota grazie alla forza generata dalla combustione all’interno dei cilindri e trasmette potenza al sistema di trasmissione e quindi alle ruote.

I cilindri sono dei “tubi” di metallo all’interno dei quali si muovono i pistoni. Di solito, un motore a combustione interna per auto ha almeno due cilindri, che possono essere disposti in diverse configurazioni. Ad esempio il classico motore con cilindri in linea, contrapposti di tipo boxer o il motore a 6, 8, 10 o 12 cilindri a V. I pistoni sono componenti mobili che si muovono su e giù generando il movimento necessario al funzionamento del motore. In genere hanno una sezione cilindrica, ma in alcuni motori possono essere anche a sezione ellissoidale. Durante il ciclo di lavoro del motore, i pistoni compiono quattro fasi principali: aspirazione, compressione, combustione ed espansione.

Le bielle collegano i pistoni all’albero a gomiti. Sono elementi di collegamento cruciali che convertono il movimento lineare dei pistoni in movimento rotatorio dell’albero a gomiti. Sono composte da un perno tubolare chiamato spinotto, che si connette al pistone da un lato e all’albero a gomiti dall’altro. L’albero a gomiti è costituito da una serie di manovelle, tante quante sono i pistoni, e ogni manovella è collegata al pistone tramite una biella.

TESTATA E SISTEMA DI DISTRIBUZIONE MOTORE A COMBUSTIONE

La testata, o testa cilindri è la parte superiore del motore e racchiude gli organi meccanici responsabili della distribuzione del combustibile e dei gas di scarico. All’interno della testata, si trovano i condotti di aspirazione e di scarico, che sono aperti e chiusi da valvole a fungo. Le valvole controllano il flusso di aria-carburante in ingresso e di gas di scarico in uscita dai cilindri.

Il sistema di distribuzione, composto da alberi a camme, cinghie o catene di distribuzione, è responsabile del movimento delle valvole. Gli alberi a camme sono dotati di camme, che sono delle protuberanze che sollevano le valvole in determinati momenti del ciclo di lavoro del motore. Le camme sono collegate all’albero a gomiti tramite un meccanismo di trasmissione, come una catena o una cinghia di distribuzione. Questo collegamento assicura che il movimento dell’albero a gomiti sia sincronizzato con l’apertura e la chiusura delle valvole.

Il sistema di distribuzione può utilizzare diversi riferimenti, come ad esempio un albero a camme in testa (SOHC) o due alberi a camme in testa (DOHC). Questo sistema assicura che l’aria-carburante entri nei cilindri durante la corsa di aspirazione e che i gas di scarico vengano espulsi durante la corsa di scarico.

SISTEMA DI ALIMENTAZIONE E COMBUSTIONE IN UN MOTORE

Il sistema di alimentazione è responsabile dell’apporto di aria e carburante necessari per la combustione all’interno dei cilindri. Include il carburatore o gli iniettori di carburante. Il carburatore dosa e miscela il carburante con l’aria in proporzioni corrette. Gli iniettori di carburante spruzzano il carburante direttamente nell’aria aspirata. I motori più moderni utilizzano spesso l’iniezione diretta, in cui il carburante è iniettato direttamente nella camera di combustione per un controllo più preciso. L’aria-carburante viene poi aspirata nei cilindri durante la corsa di aspirazione dei pistoni.

Una volta che l’aria-carburante è all’interno del cilindro, avviene il processo di combustione. La miscela viene compressa dal movimento ascendente del pistone durante la corsa di compressione, e quando la candela d’accensione genera una scintilla, il combustibile si accende bruciando rapidamente. Questa combustione produce una forte espansione dei gas all’interno del cilindro, spingendo il pistone in movimento verso il basso durante la corsa di espansione.

SISTEMA DI SCARICO E LUBRIFICAZIONE MOTORE A COMBUSTIONE

Il sistema di scarico è responsabile dell’espulsione dei gas di scarico dal motore. Dopo la combustione, i gas esausti vengono espulsi dai cilindri attraverso le valvole di scarico e convogliati verso il sistema di scarico, che può includere in base alla tipologia (benzina o diesel) e alle norme UE sulle emissioni dai veicoli, il collettore di scarico, il catalizzatore, il filtro antiparticolato, il sistema SCR per abbattere gli NOx, fino a due valvole EGR e il sistema di scarico finale.

Il motore a combustione interna richiede anche un sistema di lubrificazione per garantire la corretta lubrificazione delle parti in movimento. L’olio motore viene distribuito tramite una pompa dell’olio e circola attraverso il motore, riducendo l’attrito tra le parti in movimento e aiutando a dissipare il calore generato dalla combustione.

Nelle prossime puntate, esploreremo ulteriormente i componenti e le varianti che possono essere presenti nei motori a combustione interna, approfondendo il loro funzionamento e le innovazioni recenti che hanno rivoluzionato l’industria automobilistica e il settore dei trasporti.