MOTORE A SCOPPIO
Tipo di combustioneLa combustione dei motori termici può essere di due tipi:
Interna, caratterizzati da una combustione interna al motore
Esterna, caratterizzati dallo sfruttamento di una combustione esterna di un motore
Modalità operativa
Nei motori termici il funzionamento può essere di due tipi: continuo (motore a turbina) o suddiviso in fasi (motore volumetrico).
Motore a funzionamento continuo, con questo motore la produzione d'energia è costante nel tempo, dato che come dice il nome è continua, volendo dividere dal punto di vista funzionale questo motore, si può dire che in esso sono individuabili tre zone, delimitate nella camera di combustione, dove ogni zona c'è la trasformazione del carburante in energia, in modo continuo.
Motore a funzionamento in fasi, con questo motore si riesce ad avere energia dai pistoni, sia che questi siano alternativi sia che siano rotanti; il funzionamento è divisibile in fasi, in ciascuna delle quali si ha un'azione diversa, necessaria per ricavare energia dal combustibile.
Raffreddamento
Tenendo conto che il mezzo ultimo con cui viene scambiato il calore derivante dal lavoro del motore è sempre l'aria, il raffreddamento del motore termico può essere:
Assente, il motore non ha bisogno di essere raffreddato o non è possibile raffreddarlo, come ad esempio i motori a combustione esterna.
Presente, il motore necessita del raffreddamento per poter funzionare in modo corretto e costante.
Raffreddamento libero, adopera dei sistemi che non sfruttano energia per poter funzionare, in questa categoria possono ricadere tutti gli altri sistemi di raffreddamento.
Raffreddamento ad aria, sistema che sfrutta la maggiore superficie di contatto con l'aria, tramite uso di alettature.
Raffreddamento ad aria e olio, sistema misto tra il sistema ad aria e il sistema a liquido.
Raffreddamento a liquido, sistema che raccoglie il calore dal cilindro, per poi espellerlo tramite un liquido.
Questo tipo di motore oltre che nelle automobili, è di larga diffusione sulle motociclette e più recentemente su molti modelli di scooter, ma soprattutto nei camion di basso tonnellaggio.
Il termine "a quattro tempi" deriva dal fatto che la combustione avviene per quattro passaggi successivi, con alcune differenze tra motore ad accensione comandata e motore ad accensione spontanea:
Aspirazione: si ha l'introduzione di aria o di una miscela aria-combustibile nel cilindro;
Compressione: la miscela aria-combustibile viene compressa volumetricamente, generalmente durante questa fase si ha l'inizio della combustione;
Espansione: si ha l'espansione volumetrica dei gas combusti, generalmente durante le prime fasi d'espansione si ha la fine della combustione;
Scarico: si ha l'espulsione dei gas combusti dal motore.
Il ciclo termodinamico del motore a quattro tempi, come noto, si sviluppa completamente in due rotazioni dell'albero motore, questo perché il pistone svolge una doppia funzione, come meglio spiegato qui di seguito.
Aspirazione
Nei motori ad accensione comandata le valvole di aspirazione si aprono per consentire l'ingresso della carica, che nei motori ad iniezione diretta è solo comburente (tipicamente aria) mentre per i motori ad iniezione indiretta o a carburatori consiste nella miscela preformata di combustibile-comburente. Il pistone scende dal punto morto superiore (PMS) al punto morto inferiore (PMI): durante questo tragitto la biella compie 1 corsa e la manovella ruota di 180°.
Scendendo, le due creano una forte depressione nella camera di combustione, grazie alla quale, insieme all'inserimento di carburante da parte di un iniettore, la camera si riempie della quantità di carburante calcolata dalla centralina elettronica sulla base della pressione sul pedale dell'acceleratore.
Per i motori diesel si hanno solo l'aspirazione d'aria e l'iniezione diretta.
Compressione
Le valvole di aspirazione si chiudono e il pistone risale dal PMI al PMS, comprimendo la carica all'interno della camera di combustione.
Nei motori diesel viene compressa aria e le pressioni raggiunte al termine di questa fase sono maggiori rispetto a quelle dei motori ad accensione comandata. L'elevata temperatura incendia il combustibile iniettato alla fine della fase di compressione.
Four stroke cycle compression.png
2. Compressione
Accensione ed espansione
Il pistone salendo comprime l'aria all'interno del cilindro: una volta arrivato alla fine della sua corsa, la candela accende la miscela producendo l'espansione della miscela
