Tesina di Maturità di
Corigliano Gianfranco
Applicazioni elettroniche nel motore a
scoppio
Istituto Tecnico Industriale “Omar”
di Novara
e
Progetto “POLIS”
Indirizzo Meccanica
Anno scolastico 2006-2007
Il Motore a Combustione Interna
Un motore è una macchina il cui funzionamento
prevede l’assorbimento di energia da una sorgente
e la sua trasformazione in lavoro meccanico.
Il motore a combustione interna, detto anche
endotermico, prende tale nome dal fatto che la
combustione della miscela avviene al suo interno.
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Funzionamento del motore a scoppio
Il motore endotermico è alimentato
da una miscela di aria e benzina,
che viene trasformata in lavoro
meccanico mediante il processo di
combustione, che produce calore e
pressione.
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Il motore è costituito da un cilindro
entro cui scorre uno stantuffo al
quale sono collegati biella ed
albero
motore,
incaricati
di
trasformare il moto alternato in
moto circolare.
Cinematismo del funzionamento di
un motore a scoppio. Composto da
quattro cilindri in linea.
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L’ animazione a lato mostra dettagliatamente
come si compie un ciclo in un motore a
quattro tempi.
Il filmato evidenzia il movimento dell’albero a
camme.
Albero a
camme
Richiamo valvole
Desmodromico
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Ciclo di funzionamento di un motore a scoppio a quattro tempi
Il funzionamento del motore a quattro tempi è basato su un ciclo termodinamico chiamato
“ciclo Otto”, che prende il nome da un famoso ingegnere tedesco.
Il ciclo Otto è un ciclo di trasformazioni termodinamiche effettuate su un gas con lo scopo di
trasformare ENERGIA TERMICA in ENERGIA MECCANICA.
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Il ciclo Otto
E’ riferito al funzionamento di un motore ideale, nettamente diverso dal
funzionamento di un motore a scoppio reale, dove le trasformazioni avvengono
così velocemente da non trovarsi mai in uno stato di equilibrio.
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Rendimento
Il rendimento del ciclo OTTO è dato dalla seguente formula:
1
  1  k 1

= rapporto di compressione v1/v2
k = rapporto Cp/Cv
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Applicazioni elettroniche nel motore a benzina
 Nascono dall’esigenza di ridurre l’inquinamento
prodotto dai motori;
 Per l’ottimizzazione e la gestione del motore;
 Per la riduzione dei consumi.
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Dal Carburatore all’iniezione elettronica
Il carburatore:
forma una miscela di aria e benzina il più possibile omogenea in maniera
tale da agevolare la combustione nel motore;
Nella sua forma più elementare è composto da:
una vaschetta a livello costante, uno spruzzatore, un diffusore ed una
valvola a farfalla.
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L’Iniezione Elettronica
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L’Iniezione elettronica
Il carburante viene iniettato sotto pressione direttamente nei cilindri o nei
condotti di aspirazione;
Assicura in qualsiasi condizione di funzionamento del motore un’esatta
dosatura del carburante;
Assicura un’uniforme distribuzione del carburante nei vari cilindri.
Consente di ottenere potenze specifiche elevate, bassi consumi specifici e
gas di scarico meno inquinanti.
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Confronto iniezione - carburatore
Principali vantaggi iniezione:
miglior controllo del rapporto aria combustibile in tutte le
condizioni di funzionamento.
precisa distribuzione del combustibile tra i vari cilindri;
più elevato coefficiente di riempimento;
ottimizzazione della geometria dei condotti di aspirazione;
minor pericolo di detonazione.
Svantaggi:
maggiore complessità costruttiva,
costi iniziali e costi dei ricambi.
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La Centralina elettronica
E’ un vero e proprio microcalcolatore che, in base a una
serie di istruzioni in esso memorizzate (la cosiddetta
mappatura) e alle informazioni ricevute da vari sensori, è in
grado di controllare le più disparate funzioni di un motore.
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OUTPUT
INPUT
Variatore di fase
Sensore di giri
Elettroiniettori
Sensore fase
Bobine accensione
Sensore temp.aria asp.
Gestione climatizzatore
Sensore temperatura motore
Elettropompa
Attuatore regime minimo
Centralina
Elettronica
Sensori detonazione
Potenziometro Farfalla
Circuito antievaporativo
Sensore velocità
Teleruttori
Misuratore aria
Gestione ventole
Sonda Lambda
Gestione turbina
Sensore barometrico
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Schema a blocchi
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Schema sistema d’iniezione elettronica a
punti multipli (Bosh L-Jetronic)
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SENSORI E TRASDUTTORI
INPUT
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Sensore di giri e PMS
E’ di tipo induttivo;
Il suo segnale è utilizzato dalla centralina per rilevare la
velocità di rotazione del motore;
Individua il PMS.
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Sensore di fase
Permette di riconosce la fase del motore;
Normalmente ad effetto Hall.
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Sensore di detonazione
Segnale generato dal sensore di detonazione, visto
all’oscilloscopio
E’ di tipo piezoelettrico;
rileva il battito in testa del motore;
le vibrazioni meccaniche sono trasformate in un segnale di
tensione proporzionale all’ampiezza delle vibrazioni.
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Misuratore Portata d’aria
1, Coperchi 2, Scheda elettronica
3, Sensore 4, Piastra di supporto
5, Supporto 6, Anello O-Ring
Rileva la quantità d’aria aspirata dal motore
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Debimetro
E’ un dispositivo impiegato in molti sistemi di iniezione, in grado di
misurare il flusso dell'aria che viene aspirato dal motore (e di fornire
l'informazione relativa alla centralina di controllo del sistema di
iniezione stesso).
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Sonda Lambda
 Svolge una funzione fondamentale ai fini dell’inquinamento;
 rileva la concentrazione di O2 residuo nei gas di scarico
generando un segnale di tensione proporzionale;
 Il segnale viene inviato alla centralina elettronica.
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ATTUATORI
OUTPUT
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Iniettore motore benzina
E' il dispositivo impiegato per
immettere il combustibile, sotto
forma di uno o più getti
adeguatamente polverizzati ed
opportunamente
orientati,
nel
condotto di aspirazione;
Possono essere a solenoide, e in
questo caso vengono controllati
elettronicamente (elettroiniettori).
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Valvola elettronica
E’ un dispositivo interamente elettronico.
non richiede l’utilizzo dell’albero a camme;
possibilità di cambiare la velocità di apertura o chiusura della
valvola quasi istantaneamente;
si basa su principi elettromagnetici.
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Sistema Valvetronic
E’ un dispositivo in grado di variare le fasi di apertura e
chiusura delle valvole di aspirazione e scarico;
calibra l’alzata della valvole di aspirazione elettronicamente;
garantisce il massimo riempimento possibile dei cilindri;
diminuisce il consumo di carburante.
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Conclusioni
L’elettronica ricopre un ruolo nel motore
fondamentale.
E’ l’unica tecnologia che permette di ottenere le
prestazioni richieste a costi contenuti e con
ingombri accettabili.
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Domande?
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