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MOTORE A GAS
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C., Editori
Libreria Scientifico-Industriale S. LATTES &
Via Garibaldi, 3
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per la Toscana: R.
(piazza Castello)
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proeédé
pour
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disegn�' degli' organi elèm'�nt'arì' delle. macchine.. lp-SO�' è<?�" 1 I òo figure _.". .� �4"_'
.,Macchine, 1:�oÙ�ici. ed: operatrièi ti fluido.' ,�, Misura: del lavoro, f�eiìi' dina­
m,6metri,' indic�tòri;· motori �animati, motori' a vento, ruote idrauliche, turbine, �acchin�' a.
pressione di 'acqua, generatorì- di vapore, �acchin�' a vapore, mo'tori' ad aria �alda, 'a_ fu�co,
a' gas-luce;
.a-gas povero.: a petrolio, etc. Macchine 'kirofore',�' pneurnofore, macchine ,�d aria
compressa 'è Ìnac�hine elettrich'é. ��a ediz, completamente -riformata-e 'portata al .corrente dei
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Mécanique' de la forge Exposition' rétrospective -' .Machiii�s, frigorifiques :-, �atér.id agri-_
Automobiles et 'cyc1es' Applications mécaniques, de r électricité. � 3 voI.,
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IL MOTORE A GAS
Come funziona
e
come
è costruito
ING. PROF. MICHELE FERRERO
IL
MOTORE A GAS
COME FUNZIONA E COME È COSTRUITO
Con 14
figure
nel testo
e
grande tavola colorata scomponibile
TORINO
Libreria Scientifico-Industriale S. LATTES &
Via
Deposito
Garibaldi,
3
per la Toscana: R.
C.,
Editori
(piazza Castello)
Bemporad
1904
e
Figli
-
Firenze.
J)
PROPRIETÀ LETTERARIA
TORINO
-
Stabilimento
Tipografico
VINCENZO BONA
(9554).
.
IL MOTORE A GAS
§
I.
Considerazioni
.
generali.
Nell'opuscolo «La Locomotiva» (*) ho ricordato iprincipì fondamentali della
Meccanica e della Termodinamica che interessano le macchine in
generale e le mac­
I.
-
chine
a
in
vapore
lettore di voler
particolare:
leggere·
i
primi
ciare la lettura di questo,
le macchine
a
non
due
vuol farsi un'idea abbastanza
se
precisa
di
come
funzionano
combustione interna.
Le macchine
a
combustione
a
gas
quale. denominazione generale
sotto la
interna,
comprendere le macchine
possono
ritornerò quindi sulle stesse cose, e
prego il
del
detto
capitoli
opuscolo prima di incomin­
luce,
a
gas povero,
gas d'alti
a
forni,
si
ben­
a
.
zina,
petrolio
a
e
alcool, formano
ad
miche: cioè di
che viene
quelle macchine,
trasformata in energia
Nelle macchine
focolaio di
caldaia,
una
trasmesso
sione
ne
di
possiede,
una
nella motrice rappresenta la
bero motore. In
trasformare
di
un
sviluppato
l'energia
maggiore
in
essa
o
minor
C.
-
dalla
sua
l'energia
quantità
di
.temperatura
iniziale
energia
combustione interna
certo peso di gas combustibile
Lire 4:.
corpo
e
tipo
della
è contenuta per trasformarla in vapore.
e
minori
e
sono
certa
energia
del conveniente peso
come
che ha
e
la
funzionato
può ricavare dall'al­
mezzo
che
serve
a
meccanica.
miscela gassosa
e
una
allora la temperatura
meccanica che si
una
motrice,
pressione, alla fine dell'espan­
finale del vapore
(.) Ferrero Ing. Prof. M. La Locomotiva. Come funziona
e
secondo il
proporzione,
termica racchiusa nel carbone in
a
qualche
dalla combustione del carbone nel
queste macchine è dunque il vapore d'acqua il
Nelle macchine
macchine ter­
meccanica.
quantità minore, perchè
la differenza fra
d�lle
nel momento in cui è introdotto nella
energia dipendente
possiede
pressione:
all'acqua che
tipo della grande classe
in cui è l' energia termica racchiusa in
vapore il calore
caldaia viene in
Il vapore che
quantità
a
un
esplosiva, composta
d'aria,
è costruita.
viene introdotta
Torino,
S. Lattes
�·2
in
e
ivi fatta
cilindro- ed
un
effetto della
la
esplosione
di
pressione
questi
il lavoro di
fine della
al
espansione
stessi gas al
negli
pressione lo
biella
una
di
maggiori
e
quello che
stantuffo si sposta,
di una
della
sviluppa
e
la
in tal modo racco­
e
fa
espandendosi: alla
del gas
pressione
espansione.
la
e
prima dell'esplo­
trasmettendo lo sforzo
manovella,
che la miscela dei gas combusti
energia
principio
Per
erano
minori che
sono
calorifica in essi contenuta è minore di
la
quindi
e
·di
del gas combustibile si
disponibile
dello stantuffo la temperatura
corsa
principio,
tenuta
mezzo
di accensione.
apparecchio
un
in modo che alla fine la temperatura
combustione,
sione: per effetto dell'aumentata
glie
termica
notevolmente
sono
all'albero motore per
mediante
esplodere
energia
si trasmette ai gas della
-
quella
In queste macchine è
con­
dunque
una
miscela di gas combusti
che
mezzo
serve
combustibile,
in
(anidride carbonica, vapor d'acqua, ossigeno, azoto, ecc.), il
trasformare l'energia termica, contenuta in un gas o in un vapore
a
Prima di studiare
esaminare,
termica
meccanica.
energia
come
più
da vicino il funzionamento di queste
si possa comunicare calore ad
di
disponibile
una
massa
un
è necessario
si misuri
come
e
gas
macchine,
l'energia
gassosa.
•
§
2.
Termodinamica dei gas
perfetti.
.
2.
Abbiamo veduto nel fascicolo
-
si definiscono le
come
e
liquidi
e
come
e
ai loro
si valuti
vapore umido
cipiente
volume
ora
d'acqua (*),
non
di calore che si possono somministrare ai
dallo stato solido al
calorifica contenuta in
potrà
recipiente chiuso
un
saturo ad una certa
essere
specifico (volume
di
I
Kg.)
parzialmente
ratura per
e
non
sarà
Kg.
di
seg.,
corpi solidi
liquido
al
gassoso,
corpo allo stato di
un
i
vapori
avrà
pure
liquido
sarà
che
una
sottrazione di calore comunque
più
così la
esso
Kg.
questo
pressione PI
re­
che
dipendente
di
temperatura t2 ed
nella
I
determinato
un
quantità
certa
cambino la
piccola:
di
certo valore fisso
una nuova
non
senza
un
volumez.,
saturi hanno
ogni temperatura:
acquisterà
cioè
invariabile contenente
temperatura tI: il
questo vapore
a
più saturo,
ridurre allo stato
una
per
pareti del recipiente
che il volume vari. Il vapore
pressione P2'
un
dallo stato
e
di volume
arbitrario, perchè
dalla temperatura. Somministriamo
senza
liquido
I 2 e
o. secco.
esercita sulle
esso
passaggi
l'energia
Consideriamo
di vapore
quantità
La Locomotiva» al cap. II, pago
«
calore
Q
una nuova
condizione
di
pressione
la tempe­
è
e
divenuto
un
potersi
vapore
surriscaldato.
La
quantità
di calore somministrato si dice somministrata
a
(") Quanto diciamo per l'acqua può ripetersi per qualsiasi altro corpo.
volume costante,
e
3si
mediante
può esprimere
tura
t2
in cui
una
tI subìto dal gas,
-
è un
c
ministrare
relazione molto
che rappresenta la
coefficiente,
semplice
l'aumento di tempera­
con
cioè:
e
quantità
di
che
calore,
si
deve
detto vapore per aumentarne la temperatura di IO
centigrado:
cioè il calore specifico del vapore surriscaldato a volume costante.
a
som­
esso
è
Questa espressione
ci
permette pure di calcolare l'aumento di temperatura subìto dal vapore
somministrazione conosciuta di calore, quando si
La
pressione P2 risulta
nuova
cifico VI'
dà
ma
una
Se
il valore di
alla temperatura t2
relazione che per i vapori surriscaldati
turazione è molto
complessa.
quindi ricordarla.
è necessario
legata
pure
conosca
Noi
non
abbiamo
bisogno
e
e
per
c.
al volume spe-.
vicini al punto di
del resto di
una
adoprarla,
sa­
e non
riscaldiamo
ancora questo
vapore la temperatura e la pressione crescono
il
sempre,
vapore, allontanandosi sempre più dallo stato di saturazione, si avvicina
sempre più allo stato gassoso: la espressione
(I), in cui c divenga il calore specifico
a volume costante del
serve
gas,
sempre .a calcolare Q per una determinata varia­
zione di
tra
lo
stato attuale ed uno stato
telIlperatura t2 tI
e
-
Si osservi che
forze esterne
qualunque precedente ..
lungo questa trasformazione
trasformazione si può
Questa
suI' fluido
dalle forze esterne
o
calore al gas, mentre il
pressione diminuiscono,
compiere
volume
suo
non
è
termica il lavoro fatto dal fluido sulle
nullo, perchè il volume
in
senso
inverso,
cambia: in questo
cioè
caso
si
la
non
può
la finale è
legato
specifici
I calori
c
a
-
volume costante
sono
i
seguenti
per
i
sottrarre
e
la
inizi�le
e
temperatura
l'abbassamento di temperatura t2
tI fra .quella
alla quantità di calore Q dalla stessa relazione
(I).
e
cambia.
seguenti corpi
allo
stato gassoso:
Idrogeno
Ossigeno
c-::::::.
0,1727
Ossido di Carbonio
»
0,1736
rappresentiamo
a
parallela
sioni: il tratto A B della
partire
pressione
tI
e
è
delle
e
fig.
1
ancora
VI' Se diciamo
centigrade del
B, l'esperienza ci insegna
corpo nei due
2730
una
può rappresentare
h è
PI
Fig. 1
in cui la
è
al
eguale
perature misurate sopra
a
volumi del corpo,
e
stati per i
P2 ed il volume
pressioni
metrica
pressioni
all'asse delle pres-
t2 le temperature
stati A
0,1685.
quali passa il corpo
A,
pressione è Il ed il
giungere allo stato B, in cui la
degli
dallo stato
volume è VI' per
0,1718
0,3695
acqueo
Aria
due' assi coordinati le
su
c==
volume costante viene rappresen-
tata da una linea retta
la successione
Vapore
I
»
trasformazione
a
0, 155
Azoto.
Se
Anidride carbonica
2,4123
»
un
centigradi
C
che il rapporto
rapporto delle
termometro
sotto lo
A
zero
tern-
speciale, che abbia
centigrado:
ossia si
lo
zero
della scala termo-
può scrivere:
4-
A-
+ t2
+ t.
273
-
PI
273
La temperatura di un corpo
assoluta,
ratura
Per i
si indica
corpi
certo stato
misurata,
generalmente
allo stato gassoso
relazione fra la
una
T
e
la
assoluta,
con
in
pressione
e
un
La costante R ha i
Kg./m2,
=
il volume di
v
Anidride carbonica
422,591
30,185
Aria
Ossido di Carbonio.
30, I 85
cilindro
un
d'acqua
saturo
pressione
il vapore
calore,
non
un
nel
quantità
di calore
Q
47,20
di volume·
quale
variabile,
si racchiude
specifico
e
VI'
sarà
per
es.:
di vapore
Kg.
supponiamo
e
in
modo
di calore
quantità
una
non
si dice somministrata
I
di muoversi
possibilità
volume V2,
un
19,15
29,27
variare. Se somministriamo
a
R==
secca
volume
e
lasciando allo stantuffo la
abbia mai
m",
acqueo
recipiente
scorrevole,
la temperatura t2 ed
acquisterà
surriscaldato. La
può
avere
temperatura tI, pressione Pl
a
di somministrare
che la
adesso di
entro uno stantuffo
con
di gas in
corpo.
�Azoto
Supponiamo
un
T
Vapore
-
Kg.
1
in
questa relazione
26,412
3·
Dicendo
valori:
seguenti
R
Idrogeno
Ossigeno
ogni
T.
la temperatura assoluta.
si verifica sempre
costante per
numero
la lettera greca
dicesi la tempe­
distanti dal punto di saturazione esiste
p. v-R.
in cui R è
sopra indicato,
ho
come
molto
e
il volume
pressione,
qualunque p
la temperatura
(2)
più saturo,
pressione costante,
a
Q
ma
e
espressa dalla relazione
essere
(3)
in cui k è il calore
specifico
del vapore surriscaldato
a
pressione costante,
presenta la quantità di calore necessario per innalzare di
di
I
caso
surriscaldato, mantenendolo
di vapore
Kg.
la relazione che
lega
vapore surriscaldato vicino
il volume
peratura
crescono
ancora
sempre,
questo vapore
il vapore,
la
e
complessa,
quando
ponga per
k. il
valore del calore
calcolare il calore
tI ad
un
Q
più
pressione
quindi
questo
di
un
non
sa­
la temperatura è
di­
e
necessario
a
il volume
pressione costante,
sempre
allo stato di gas. La
specifico del
gas
a
più
e
dallo
espressione (3),
pressione
portare il gas dallo
stato
costante
in
la tem­
stato
di
in cui si
serve ancora
cui ha la tempe­
altro in cui ha la temperatura t2•
In questa trasformazione termica
forze esterne,
a
vapore, allontanandosi
ed il
vapore saturo, si avvicina sempre
ratura
acquista.
costante. Anche in
la temperatura
specifico,
la temperatura
t2•
Se riscaldiamo
a
pressione
al punto di saturazione è
premo calcolare il volume V2' che
venuta
a
centigrado
IO
ossia rap­
perchè
il volume di
a
esso
pressione costante, il
cresce:
se
gas fa
un
lavoro sulle
lo stantuffo mobilé del recipiente
-5-
a
la
volume variabile ha
è
totale che
pressione
fa la
p.
s.
a.
È
m.
s
corsa
sezione di
una
agisce
durante la
la
se
pressione
costante è
p Kg. per m2,
Kg.:
a.
se
lo stantuffo
gas
chilogrammetri.
evidente
dello
superficie
lungo
e
trasformazione, il lavoro eseguito dalla pressione del
però che
diciamo vl. il volume iniziale del gas
se
finale dello stesso la differenza V2
gas
Il?-2,
a
questo stantuffo mobile è p.
su
stantuffo
a
VI
-
per la
può
essere
rappresentata dal prodotto della
s, cioè da
corsa
V2 il volume
e
il lavoro fatto dal
quindi
s.:
a.
la trasformazione è
(4)
Applicando l'equazione
e
sottraendo membro
caratteristica ai due stati iniziale
P V2
=
R T2
P
==
R TI
V1
finale abbiamo:
e
membro
a
(5)
Poichè nel
primo
-la temperatura,
temperatura,
nei due
e serve a
avere
Ne segue che il calore
di
quello
produzione
nel secondo
dei gas
specifico
I calori
specifici
a
pressione
k
Idrogeno.
Ossigeno.
a
per
un
egual
pressione
==
»
costante deve
0,245°
due assi coordinati le
costante viene
all'asse dei volumi: il tratto A C della
I
primo.
maggiore
essere
k
==
0,2169
0,48°5
»
0,2375
ed i volumi del corpo,
rappresentata da
t1
--
una
linea retta
una
parallela
può rappresentare la successione degli
partire dallo stato A, in cui la pressione è Pl' ed
cui la pressione è ancora Pt ed il vo­
per giungere allo stato C, in
diciamo tI e t2 le temperature centigrade del corpo nei due stati A e C,
quali
ci
fig.
che nel
acqueo.
pressioni
aumenta la
sono:
Vapore
Aria
0,2438
lume è V2' Se
gas
0,2175
»
il volume è VI
principali
ne
esperienza.
Anidride carbonica
Ossido di carbonio
rappresentiamo su
trasformazione a pressione
maggiore
3,4090
Azoto.
Se
solo ad alimentarne
salto di temperatura t2
spesa di calore
costante dei
»
l'esperienza
una
lavoro,
serve
nel secondo
e
volume costante: ciò è difatti confermato dalla
a
stati per i
di
produrre lavoro esterno,
si deve
casi,
il calore somministrato al gas
caso
che vi sia
senza
passa il corpo
insegna
a
che il rapporto dei volumi '!!J è
Vi
eguale
al rapporto delle tem-
perature assolute, cioè si può scrivere:
(6)
Il lavoro che il corpo fa nel passare dallo stato A
subisce nel passare dallo
stato
(Pl Vl)
C allo stato A è espresso dalla
allo stato C
(4). Questa
(Pl V2)
o
formola
�6ci dice che
ma
la
esso
è il
è
pressione
della
prodotto
pressione assoluta
rappresentata dall'altezza
del
ascisse,
dalle due ordinate
e
Se
A VI del
A
VI A C V2 limitato dalla linea di
rettangolo
passanti
gli
per
eseguiamo questa trasformazione in
e
trasformazione, dall'asse
4.
temperatura t2
di calore sottratto
quantità
inverso,
senso
t, fra
-
Q dalla
quella
iniziale
relazione
stessa
Le due trasformazioni esaminate
-
delle
cioè mentre
sottragghiamo
recipiente, spostiamo lo stantuffo diminuendo il volume
che la sua pressione non cambi, la
temperatura diminuisce
occupato dal gas in modo
la diminuzione di
dalla
estremi della linea di trasformazione.
calore al gas contenuto nel
e
volumi;
la differenza
rettangolo CV2 VI
rettangolo, quindi il -lavoro è rappresentato
dei volumi dalla base A C dello stesso
superficie
per la differenza dei
non
quella
e
finale è
legata
alla
(3).
sono
-le sole che si
possono
far
su­
bire ai gas.
Tralasciando di esaminare i corpi allo
macchine
gas i fluidi si trovano
a
temperature molto
saturazione, esaminiamo solamente i corpi allo
stato di
Racchiudendo
in
di gas
Kg.
un
cilindro munito di stantuffo
un
tempo far
che la
stato di vapore
crescere
temperatura
il volume
e
a
stato
nelle
dallo
gassoso.
pressione p,
specifico ve temperatura t
mobile, si può fornire calore al corpo e nello stesso
a
a
volume
diminuire la
cambi: oppure si
non
surriscaldato, perchè
elevate e
quind,i lontani
pressione spostando lo stantuffo in modo
può sottrarre calore al corpo; diminuire il
volume ed aumentare la
pressione
dice che il gas percorre
espansione isotermica, nel secondo una compressione
l'esperienza insegna che il prodotto della pressione assoluta
isotermica
zn
nei due casi
:
Kg.' per m'l per
in altre
Mariotte
parole
o
che il volume
di
è rimasta t
vana
v
=
caso
costo
si
(7)
ragione inversa della pressione (legge di
pressione ed il volume del gas in un momento
zn
dicendo Pl VI' la
Boyle):
pressione ed il volume in
durante la trasformazione, si ha
qualunque, P2
primo
il volume in m'3 rimane costante
p.
o
che la temperatura vari. Nel
senza
una
V'l la
un
altro momento,
la temperatura
se
ossia
Portando
denti
tutti i
a
tutti
punti
su
gli
due assi coordinati i valori delle
stati di
una
trasformazione isotermica
si
toccarli: delle
vogliono,
cioè
Il lavoro che
o
che
della
consuma
figura
e
curve
una
per
un
gas
fig.
2:
e
dei volumi
raggruppando
ottenuti troviamo che detta trasformazione è
A B che ha l'andamento della
senza
pressioni
rappresentata
un
gas
se
ne
comprimendosi
una
linea
una curva
possono tracciare tante
ogni temperatura fissata dal corpo.
fa espandendosi isotermicamente
dallo
Vi A B V2 compresa fra la
da
corrispon­
che si avvicina cioè indefinitamente ai due assi
isotermiche di
dallo
con
stato B allo stato A
curva
e
è
qu?-nte
stato A allo stato B
rappresentato dall' area
le due rette verticali
passanti
per A
-7-
per B: questa superficie si può misurare, come ho indicato a proposito della mac­
china a vapore, dividendola in striscie sottili e calcolando l'altezza media di tutte le
e
striscie
per m" sia
questa altezza media espressa in Kg:
:
se
il
del gas
,volume
il lavoro fatto dal gas è
m",
da Vi è diventate V2
r-:
(8)
Il lavoro fatto
lungo
trasformazione
una
isotermica
SI
anche
esprime
la
con
forrnola:
�.
L==P1V1log.
ossia il lavoro che si
alla
può ricavare da
pressione di Pl Kg.
per m"
un
che si
e
(9)
gas che occupa inizialmente il volume Vi m"
isotermicamente fino alla
espande
pressione
di P2 Kg. per m" è dato dal 'prodotto della
costante
Pl VI pel logaritmo naturale del
rapporto
espansione A
di
.
12
'
.
5·
Per valutare la quantità di
-
lore che è necessario fornire
.
da
un
corpo
espansione
mica,
è necessario sapere
che
lore fa in
ca­
togliere
perchè questo eseguisca una
certa
effetti
'P
una
o
quali
Fig. 2
isoter-
compressione
o
sono
somministrazione di
gli
ca­
'
un
corpo.
si trasmette calore
Quando
ad
un
..
corpo si possono ottenere i
seguenti
tre
--�----�,r�----7.v-.----------------�
O
Vt
•
effetti:
IO
una
pressione
percorre
20
esterna:
abbiamo veduto
trasformazione
una
unà certa
di lavoro esterno,
quantità
certa
una
quantità
a
pressione costante,
grande
una
o
il corpo
si dilata
vincendo
questo lavoro quando il gas
isotermica;
di lavoro moiecolare interno, necessario per allontanare
d'attrazione molecolari.
i gas molto distanti dal punto di saturazione
che per' i nostri calcoli
piccolo
si calcola
come
le molecole del corpo vincendo le forze
tanto
perchè
può
Questo
lavoro per
(idrogeno, ossigeno, azoto, aria, ecc.)
essere
per i gas vicini al punto di saturazione
o
vapori
surriscaldati
(anidride
carbo­
nica, anidride solforosa, gas ammoniaco, solfuro di carbonio, alle temperature
narie)
ed è molto
questi 'corpi
grande
il lavoro
per i
vapori
umidi
molecolare interno
è
delle molecole nel cambiamento dallo stato
3
o
una
festa mediante
nel fascicolo
certa
una
«La
(in
presenza del
quello
che
liquido
variazione del calore sensibile
variazione della temperatura, la
Locomotiva
»
a
pago
I
2,
è
trascurato. Esso è invece abbastanza
dipende
liquido), perchè
dipende
ordi­
per
dall'allontanamento
allo stato gassoso;
o
interno del corpo che si mani­
quale,
come
abbiamo accennato
dalle velocità di vibrazione delle
molecole.
Consideriamo
un
gas in
uno
stato A in cui il suo
calore sensibile
o
interno sia
8-.
-
]L (vedremo dopo
si valuta il calore sensibile di
come
Il Kg. per m',
il
nistrazione di
calorie facciamolo passare in
sensibile
in
Q
interno
corpo avrà fatto
ricavata,
sia
come
la
1l:,
lavoro L
un
calore
abbiamo
1m (V2
il
sensibile
stato
sarà
sua
mediante
H2
e
la
-:-
pressione
una
in cui il
B,
volume V2
Vl) Kgmetri,
-
sommi­
calore
suo
temperatura t2;
ed
Hl calorie,
il
1m è la pressione media
in cui
volte indicato.
più
per quanto abbiamo sopra
Allora,
altro
un.
pressione 12,
sua
=
la temperatura ti e
m",
Vl
la variazione di
passaggio
questo
volume
suo
la
corpo),
un
detto,
si deve
avere:
(IO)
ad
caloria somministrata
ogni
sione abbiamo trascurato il calore molecolare
essere
tanto
piccolo
da
Questo principio
scopritore,
il
potersi
principio
e
la
(IO) che.
di
equazione
Ciò premesso, noi vediamo subito
un
il
gas.
suo
perchè
che lo stesso gas
Supponiamo
volume costante: allora
il volume
cambia
non
ministrare in questo
interno, che
questa
espres­
per i gas abbiamo detto
trascurare.
la relazione
e
In
corrispondendo 425 Kgmetri di lavoro.
lungo
e
noi
lo
esprime
si
dicono, dal
nome
dello
Meyer.
come
passi
si possa misurare il calore
dallo stato A allo stato
B,
interno
di
mantenendosi
questa trasformazione il lavoro esterno è nullo
che il calore che dòbbiamo
sappiamo già
som­
è
caso
(I)
Ma la
( IO)
deve
diventare, essendo
in questo
caso
L
== o:
(I I)
quindi
confrontando la
(I)
con
Perciò il calore interno di
dotto del calore
specifico
Se
passiamo lungo
ha
nell'equazione (IO):
e
una
a
la
un
(I I)
gas in
un
determinato stato è misurato dal pro­
volume costante per la
linea
a
pressione
costante
sua
temperatura
l dallo
stato
in
A allo
quello
stato.
stato' B, si
quindi
(12)
Ma d'altra parte si è visto che per le' trasformazioni
a
pressione
costante:
-9
(3)
quindi confrontando
la
(3)
la
con
si ottiene
(12)
R
C.+-"-"--:::::::::.k
425
la
dimostra 1a
quale
cifico k è
adesso
dallo stato A
passi
Q
del calore
maggiore
Consideriamo
_f_
-:::::::::.
(tI
VI
essendo nella
425,
la
(8)
Dunque
isotermica
espansione
(P2 V2 t):
allo stato B
t)
c.
espansione
isotermica
la
Bi
mediante
,
di
.equazione
Hl
-
-:::::::::. C
(t2
-
la
quale
il
Mayer (IO)
corpo
di viene
tl) -:::::::::. o. Quindi
per
lore interno
425
(V2
_
v)
l
oppure
Q
-:::::::::.
Pt
log. h.
Vi
(14)
h.
425
.
poichè la temperatura
calorica interna
energia
o
detto finora per le
ho
Quanto
pm
-:::::::::.
nell' espansione isotermica il calore speso è tutto trasformato in lavoro
meccanico esterno,
si
specifico
spe­
si potrà scrivere:
(9)
Q
purchè
una
calore
.
la
e
conosciuta che il
proprietà già sperimentalmente
di sottrazione di
parli
non
non
cambia, ed
in conseguenza il
ca­
subisce variazioni.
espansioni
si
può ripetere
per le
di spesa di lavoro esterno,
calore,
suo
compressioni,
e
di diminuzione
una
trasformazione
di calore interno.
6.
V' è inoltre
-
termica.; avvolgiamo
che
modo
e
si
esempio
e
Se
Nel
tI che
e
in
batica
essere
sostanze isolanti per
somministrata
o
tolta al gas,
per
V2: allora la
e
t2 dai
Fig. 3
inizialmente.
volume, allora la
si ha
una
caso
si ha
tI) (fig. 3)
una
accresceranno.
espansione
I
pres-
adia­
ì
r
I
·-----1----·-
I
di lavoro esterno,
con consumo
Consideriamo
Vl
e
possa
con
inverso cioè fac­
senso
produzione
con
adiabatica
in cui il gas è contenuto
gas
,
caso
nel secondo
(Pl
avevano
la temperatura si
primo
a
rispettivamente P2
ciamo diminuire il
e
da Vl
varii
un
la temperatura diminuiranno
e
operiamo
sione
volume
il
accresca
diverranno
valori Pl
recipiente
quantità di calore
spostare la parete mobile
che
modo
pressione
il
nessuna
poi facciamo
per
altro modo di far subire ad
un
una
I
compressione
di lavoro esterno.
espansione
allo stato B
adiabatica nella
(12 V2 t2)
e
quale
il gas
rappresentiamo riferita
a
passi
dallo stato A
due assi coordinati la
degli stati per i quali passa il corpo che si espande: si otterrà una curva
prolungata oltre gli stati A e B si avvicina indefinitamente ai due assi senza
toccarli e che rassomiglia nel suo andamento alla curva di espansione isotermica.
successione
che
mai
2
·
IO
�-
V'ha
tra una curva di
però
differenza:
certa
una
più rapidamente
sioni:
quindi
mica ed
e se
in
se
di
una
da A
per
che
punto A
espansione
prolunghiamo
.
volumi
le
la
pressioni più
resta al disotto della
tica, la prima
Se .noi
al di
di
isoter­
espansione
sopra
della
seconda,
come
nel
caso
compressione
isotermica ed adiaba­
Meyer (IO)
questo
seconda.
di
applichiamo l'equazione generale
(H,
resta
avvicina
si
all'asse delle pres­
elevate le due curve,
da A si volessero tracciare le curve di
cui
adiabatica
una
curve,
prima
espansione adiabatica·
rapidamente
meno
e
tracciamo due
adiabatica ,
verso
di·
una
rappresenta l'espansione
all'asse dei
un
isotermica ed
espansione
quella
difatti
-
flt)
-
L
+-
a
caso
avremo:
(15)
== O
425
poichè
ma
sarà
(16)
ci dice che il lavoro esterno fatto dal corpo
la
quale espressione
di
espansione adiabatica,
è
eguale
rappresentato per
e
alla diminuzione di
momento che
l'espansione
Da quanto
una
è
adiabatica,
eguale
precede
si
consumato sopra
all' aumento di
deduce, the
la
compressione adiabatica,
nella
figura
3 dalla
superficie
un
tratto
V1 A B v2,
calorifica interna. Ciò è del resto evidente dal
del corpo è avvenuta
Viceversa il lavoro esterno
sione
energia
es.
durante
sua
senza
energia
se
un
trasmissione di calore dall' esterno.
corpo che percorre
un
una
compres­
calorifica interna.
corpo
eseguisce
una
rispettivamente
temperatura
espansione
diminuisce
od
od
aumenta.
Se noi diciamo in
pressione
assoluta del
ogni
corpo in
assoluta, k il calore specifico
costante, esistono
(e
si
di
istante
Kg.
una
linea di trasformazione
m",
per
v
il volume
pressione costante,
a
le relazioni
può dimostrare)
c
in
m",
il calore
abiabatica, p la
T
la temperatura
specifico
a
volume
seguenti:
k
P
v
c
�
costante
(17)
"
--1
c
T V
Per i gas
le 'due
(17)
perfetti
il rapporto
si possono
quindi
!!_
==
dei due calori
c
V
il
è
una
costante
e
vale 1,4 I ;
1,4l == costante
T V 0,41 ==
espressioni
specifici
scrivere
p
In queste
costante.
costante.
valore delle costanti.
dipende
dallo stato
iniziale della
tica, allo
modo
stesso
considerare
si possono
quindi
linea adiabatica:
tante linee di
si possono considerare
cui
con
trasformazione adiaba­
tante linee di
espansione iso­
termica.
7·
Si possono infine far percorrere ai
-
(espansione
di queste
quindi
corpi
molte altre linee di trasformazione
seconda del modo
a
tali linee di trasformazione
ma
e
compressione)
o
non
hanno,
con
Desorleione
tempi.
I motori
-
a
tutti dello stesso
quasi
d} quelle già spiegate
3·
Funzionamento dei motori
-
calore,
tratteremo.
non
§
'8.
cui si comunica loro
per noi l'interesse
e
di
funzionamento
un
a
gas.
motore
a
gas
gas di media potenza che si costruiscono
tipo
secondo lo stesso
funzionano
e
quatt1110
a
attualmente
sono
ciclo di trasformazioni
termiche.
Un motore
gas è formato, vedi fig. 4, da
a
fisso
coperchio
un
B,
e
dentro al
quale
valvola di ammissione della
ed
apparecchio'
sono
eccentrici, che
per
di
mezzo
comandate
periore
coppia
una
va
d'aspirazione
dal
fig. 4
Quando lo
secondo
tuffo
è
mezzo
comprime
maggiore
corsa
prima
punto
essere
sua
corsa
morto
esistente nel
tata nella
esplosiva,
giro
da
M2
prende
e
di questo, la
generato
pressione
non
scarica,
e
questo
il moto dall'albero motore,
avendo
non
una
aspirato
d'andata, ossia nel primo
è
pressione propria
a
la
ad
linea di
aperta. La
pressione
sua
Ml,
corsa
da
diventi
corsa
mezzo
su­
questa opera­
giro,
mentre la
aspirazione
è rappresen­
costante AB.
di
la valvola
una
e
M2• In questo tempo la valvola
morto
ritorno,
e
la manovella nel
d'aspirazione
la miscela entro il fondo del cilindro: la
del volume
valvole
Queste
biella
disposte
sono
valvola di
una
dallo stantuffo stesso,
coperchio
eseguisce
torna
aria)
M, al punto
dal tratto rettilineo
stantuffo
una
d'ingranaggio.
di gas ed
deve
solo fondo da
albero di distribuzione munito di boccioli od
un
di ruote
(miscela
atmosferica,
zione è fatta nella
manovella
da
è posto lateralmente al cilindro
Il fluido motore
alla
miscela gassosa
coperchio
di accensione per dar fuoco. alla miscela.
apparecchio
un
F. Nel
gomito
a
un
stantuffo C unito mediante
scorre' uno
articolata D alla manovella E dell'albero
una
cilindro A chiuso ad
un
di
pericolosa
si
capacità
chiude,
e
suo
lo stan­
totale del cilindro
stantuffo, perchè alla fine della
per la resistenza delle
pareti: la
12
-
camera
dannosa
di
-
compressione (detta impropriamente spazio
pel
del
funzionamento
ha nei motori moderni
per modo che la
pressione
motore,
volume
un
eguale
finale di
lo è
come
compressione
o
nocivo, quasi che fosse
delle motrici
·quello
1/4 -:- 1/6
a
morto
del volume
Questa compressione,
del cilindro
pareti
lindro è avvolto da
D
fredda,
tica;
Q--+---
non
ma
si
sono
un
può
poichè
totale del
cilindro,
metalliche
inviluppo
nella
pressione
(-�6
.z;
•
__!_ di
IO
secondo)
pure isotermica:
__
-"W''''''''''---'::o�-
---�=---'1T=--
di
curva
ne
'
bene,
d'acqua
e
la
com­
breve
tempo
si
ritenere nep-
può
risulta che la
compressione
che il ci­
corrente
molto
un
non
le
gassosa la trasmis­
massa
in.
e
che
considerare adiaba­
sione del calore avviene poco
avviene
atm.
12
considerato
rigore
a
vapore),
le 8 -:-
superi
non
a
equazione
della
ossia la relazione fra la
D
A
TI
-
--
__-
-
--
__
-
-_--
Albero di distribuzione
pressione
assoluta in
Kg.
per m?
e
il volume del gas in m" si
può esprimere
con
la
equazione
p
in cui
%
può
si ottiene
assumere
ponendo
valori
V
m
==
compresi fra
al posto di p
e v
i
costo
l,30 -=:- 1,37
corrispondenti
e
la costante ha il valore che
valori della
pressione
e.
del
vo-
13-
-
lume al
di corsa, cioè
principio
Pa
.
(V + Wl'
W il volume della
V il volume generato dallo stantuffo,
La
finale
pressione
Pl di
stati estremi della linea di
cui
se
si trova
compressione
dalla
compressione;
di compressione.
camera
quindi applicando la (18)
relazione Pl Wa:
..:_
Pa
(V
+
ai due
a:
W)
in
Pl solo è incognito, si ottiene
con
"f indichiamo il
il volume
V
le temperature assolute
lega
tra
rapporto
il volume W della
di
camera
compressione
ed
della cilindrata.
La temperatura finale di
quale applicata
si
compressione
con
trova
della: relazione che
mezzo
per
i volumi, cioè
T V
la
Pa indica la pressione atmosferica,
se
a:
l
-
:=
costante
ai due casi estremi da:
da cui
(2 I)
Nella
si ritiene che
pratica
%
valga I.333
ossia _j__ ed allora la
3
(19)
e
la
(21)
di-
vengono:
,
Pl :=pa
le
quali
sono
molto
La curva di
Finita la
l'energia
e
comode da
compréssione
disponibile
parté
vr�Y)
temperatura
calcolare la
e
ne
diagramma della fig. 4 dal tratto BC.
accensione fa esplodere la miscela gassosa:
di
assorbita dalla miscela stessa ed in parte
pareti
del cilindro
eleva la temperatura da tI
questa pressione
quantità
non
sono
di calore che viene
splosione. L'esplosione poi
(22)
adoperare.
la parete dello stantuffo nell'aria ambiente.
scela gassosa,
4
contenuta nel combustibile si trasforma in
per irradiazione attraverso le
verso
:=pa
_
è rappresentata nel
compressione l'apparecchio
chimica
che viene in
più
(I � y)
3,
3
per quanto
a
t2
non
e
attra­
parte che rimane nella mi­
Quella
e la pressione
disperso
energia termica,
per trasmissione
nell'acqua dell'inviluppo,
facilmente
rapida
se ne va
a
determinabili, perchè
attraverso le
è
da Pl
istantanea,
P2: questa
non
si
sa
pareti all'atto dell' e­
e
durante il tempo
14-
-
in cui
si
essa
avviene, lo stantuffo
considerare
può
come
il
maggiormente
cora
Se
non
calore che si
spende
Diciamo
di
mera
trasformazione
una
queste
ciclo
ogni
per
pressione
di
bustione residui del
0°
l'ammissione,
la
è
sua
an­
Ta
K273
sarà
1
+1
--
·m
volume
sotto
W
cilindro,
costante.
ca­
la temperatura della mescolanza
con
che
e
m
la
riempiono
esprimiamo
con
camera
di
la lettera Ta•
di aria
parti
quello
prodotti
e
com­
Quindi
di
com­
K è il potere calorifico del gas per m"
a
il potere calorifico del gas per m" alla tem-
Ta
K. 273.
e
e se
di
fenomeno, la. quantità
miscela
parte in volume di gas ed
1
centigradi (273° assoluti),
dopo
complica
della
precedente
colpo precedente,
pera tura assoluta Ta,
ciò
e
non
di trasformazioni' andrebbe interamente
all' incirca i 100°: noi la
la miscela è formata di
del
T il volume del
calore,
finita
compressione; dopo
completo
temperatura della
-la
e
Q questa quantità
pressione, raggiunge
volume costante
perturbatrici
cause
i residui di combustione della scarica
se
a
consegue che l' esplosione
ne
problema.
vi fossero tutte
ad aumentare la
si sposta UI?- poco:
il potere calorifico
ammissione nel cilindro. La
quantità
di
I
m3 di
miscela gassosa
di calore spesa per
ogni
cilindrata
dunque:
Q==K
E questa
non
è
quantità
di
dispersa all'esterno,
calore
273
se
temperatura
il volume
T2:
specifico
alla
+m
l
si
(V+W).
interamente ed istantaneamente
sviluppa
è capace di innalzare la temperatura del peso di
che è racchiuso, nel cilindro alla fine
se
_1_
Ta
pressione
della
dalla
compressione
di ammissione
e
e
miscela,
temperatura
Tl alla
alla temperatura di 0°
della miscela gassosa è Vo m" per
Kg., quella
sarà Vo � ed il peso della miscela esistente nel cilindro è
273
a
centigradi,
gradi assoluti
Ta
V+ W
(rapporto
Ta
tra
il
Vo
273
volume ed il volume
specifico)
e
quindi
si deve
avere:
ossia
(25)
in cui il
primo
specifico
dei
termine indica il
prodotti
potere calorifico di
di combustione per
Kg.
dal valore Pl al valore P2' che si determina
h
Pi
Questa
della
figura
__
-
La
con
I
Kg.
pressione
di miscela
aumenta
a
e
c
è il calore
volume costante
la relazione
T2.
TI
trasformazione termica è rappresentata nel
4 dal tratto verticale rettilineo CD.
diagramma
di funzionamento
15-
-
lo stantuffo incomincia la seconda corsa
Finita la
esplosione.
scela gassosa
si· espande
P3; dalla
dal volume
W al volume
V+
d'andata,
W, dalla pressione P2 alla
temperatura t� alla temperatura tJ• La espansione
pressione
temente adiabatica, perchè le pareti sottraggono continuamente calore
circolazione
supponiamo
Come per la
nente della
però adiabatica, prima di
calore dal gas
della liriea di
equazione
perchè
in
semplicità
si
non
grazia della
così
legge
facendo
potersi avvicinare.
per comodità
e
la
conosce
poi perchè
e
sarebbe bene
quale
riteniamo per
compressione
tutto
all'acqua dell'inviluppo
funzionamento ideale. al
un
è eviden­
non
fredda.
d'acqua
Noi la riterremo
di trasmissione del
la mi­
e
che
l'espo­
adiabatica sia 1,33, cioè le due equa­
espansione
zioni siano
4
P
Allora la
pressione
v
I
3"
costante
_
T V
la temperatura finali di
e
"3
costante.
==
espansione
si ricavano
con
le
seguenti
relazioni:
4
4
(26)
b·(V+W)3==hw3
l
TJ
Lungo
(V + W)
3"
l
==
T2
W3
(27)
questa trasformazione che è rappresentata dalla
curva
DE
(fig. 4)
la quan­
tità di calore fornita è nulla.
Finita la
di
corsa
espansione
il meccanismo di distribuzione apre la valvola di
scappamento ed i gas si precipitano fuori del cilindro per effetto della differenza di
pressione fra l'interno
e
l'esterno
(la pressione P3
fase del funzionamento è rappresentata sul
incomincia la seconda
combusti
che
sentata dalla retta
Poichè al
temperatura
e
poichè
TI
a
ogni
pressione P«
entro
espansione,
tità di calore
diagramma
ritorno dello stantuffo
e
questo
poi
caccia fuori i gas
fase è rappre­
pressione atmosferica Pa: questa
ciclo
abbiamo
certo peso di
un
miscela gassosa
a
rappresentato nel diagramma dal punto B,
il cui stato è
senza
in
messe
miscela gassosa, la
di
la temperatura Ta, si
che cambino il lavoro
giuoco.
a
== c
Allora
sviluppato
alla scarica
(Ts
di calore
-
c
(T3
--
T2)
e
quale
per
che
questa
ogni
opera­
alla fine della
si trova
dalla macchina
anticipata
volume costante, durante la
quantità
calore q
può immaginare
cilindro stesso mentre lo stantuffo
il
linea di trasformazione
quantità
di
raggiungere
zione avvenga
di
pressione Pa): questa
dalla retta verticale EB:
i gas che si scaricano dal cilindro cedono effettivamente all'atmosfera il loro
calore fino
corsa
alla
superiore
orizzontale BA.
principio
e
di
corsa
nel cilindro alla
sono
è
e
le quan­
EB si sostituisce
una
si sottrae per
di
cilindrata di
la
ogni Kg.
volume V,
V+W
Ta) --'t'a-
•
v0273
Il
tratti
di funzionamento
diagramma
di adiabatiche,
tagliati
di
un
motore
da due tratti di linea
a
a
gas è
dunque
formato di due
volume costante.
Lungo
le adia-
16-
-
batiche BC
DE la miscela
e
riceve nè trasmette alcuna
non
la linea CD la miscela riceve per
cilindrata la
ogni
linea BB la miscela trasmette all'esterno la
semplicità
Per la
uguale
di calore
quantità
di calore q:
quantità
di calore:
Q,
e
lungo
lungo
ad
uguale
legge
di
fra il calore speso ed il calore restituito è
la differenza
Meyer
esso
allora
Kg.,
I
la
consideriamo per
se
macchina in cui il volume della cilindrata sia tale che il peso in
una
racchiuso sia
quantità
al lavoro fatto dal fluido nella macchina
calorie), quindi:
in
(espresso
(28)
Il rapporto fra il lavoro ricavato ed il calore speso
macchina: in questo
esso
caso
il rendimento della
esprime
è espresso da
L
425
_
II
9·
K ==
I
una
(cioè
1200
parte
Q
_C(T2-Tl)-e(Ta-Ta)_
C (T2
TI)
-
-
==
T
di
camera
_!_),
5
sopra ad
si
La temperatura finale di
tI;r
La
.
di
miscela,
sen d o
K=
Quindi
il
-
373
V ;i
10.000
è espresso,
quale
l
1200 ca.
/m
3
,
r,
==
TI +-
=
Q
e
JIl3(�1)4
sia
==
Kg.
come
678
+-
V6
_
C.
1000
un
stan-
potere calorifico
e
sia
gas
composta
della
di
combu­
3730 assol.
o
405'
C)
3
10.000
6
V -4-
109.000
2
Kg. /m.
di miscela è il potere calorifico di
m
3/
finale di
3382
(=
.
-
abbiamo visto, da
D,I 3
assol.
678'
_
T
assoluta
==
373
1+5
m=2, vo==o, 8 3
la temperatura
di aria
in volume
compressione t;
calore speso per
quantità di
macchina
generato dallo
fine. dell'ammissione
alla
parti
2
e
Ì
=
1+"(4_
y (-"(-)
avente
povero
una
compressione sarebbe:
3
Pt -Pa
consideriamo
del volume
;
gas
TI'
-
3
.
_
adoperi
miscela
La
0°.
a
stione: la temperatura iniziale di
T.
T2
pratico:
ad
(29)
-
.
in volume di gas povero
=
un caso
compressione eguale
ed in cui
cal. per m"
T,
Tg-Ta
I
-
Applichiamo quanto
-
che abbia
tuffo
-
-
K g. sara,
'Q
esplosione
678
+-
1815
I
K+vo.
m
In questo
1200 X
==
0,83 ==
1+2
è
(essendo
==
2493°
c
asso
==
332
Kg
I
caso
ca.
l
0,183):
.
es­
I K g.
-I7e
pressione
la
finale di
esplosione:
T2
-
h -Il
La temperatura
-
TI
la
e
2493
2
-400.000 K g·1 m
I09·000 X. -6
78
_
-
_T_2_
-
.
alla fine dell' espansione adiabatica
pressione
T
-
2493
-
�493
-
saranno:
.
1365°
-
a ss
.
'-t1tr-'1"6-1,82I3
P2
-
400.000
-
-
-
_
1
_
400.000
-
3.
1"6'
y' ( tr)
La
400.000
_
3
8
-
-
10,9
" 12<)6
3 6.750 K g.
.
2
/ m.
di calore q restituito dalla miscela gassos_a all'ambiente è:
quantità
Il lavoro è
quindi
per
di miscela:
Kg.
I
ed il rendimento:
L
425
,,,,-
In realtà nelle macchine
più del
lavoro meccanico
reali
non
si
rilevano
alla macchina in
della
]a
curva
funzione, hanno
la forma
fig.
a
trasformare in
5, in cui
A B C D E indicherebbe
curva
si riesce
])
diagrammi,
applicato
A' B' C'D'E' della
non
di
indicatore
con un
.
del calore speso: il che conferma che le motrici
il ciclo
trasformazioni supposto. Difatti i
quali
-0447
_-_,
332
%
25
-
esattamente
seguono
150
_
gas di media potenza
a
20
Q
il
Fig. 5
dia-
gramma teorico.
Le differenze
mente ai
pleta
seguenti
e non
sono
istantanea, perdita
l'esterno attraverso le
l'acqua refrigerante.
piccoli
ai
dovute
più grossi
formare in lavoro
dal I8 al 30
c
di calore al­
pareti del
cilindro
Praticamente
dai
motori si riesce
indicato
Ofo del
si dovrebbe poter
essenzial-
fatti: combustione incom­
sui
a
e
più
tras-
diagrammi
spende:
calore che si
A
-....._---------------­
il che vuol dire che del lavoro teorico che
ricavare secondo i calcoli
fatti,
si riesce
praticamente ad
ottenerne
3
-18dalla metà ai tre
stione
nell' acqua
e
ro.
refrigerante
Ciononostante
-
perchè
È
il resto
quarti:
perduto
va
irradiazione,
combu­
incompleta'
per
che si fa circolare attorno ai cilindri.
è inutile
non
fatto lo studio del
aver
diagramma ideale,
ci mostrerà alcune particolarità interessanti' di ,questi motori.
esso
facile
che il rendimento di
dimostrare
un
motore
a
ed
compressione
a
gas
scriversi così:
esplosione può
Da questo modo di
sarà la
rapporto di compressione,
o
quantità di
compressione
calore
una
temperatura finale di
quanto minore
sarà il
che
capisce subito
il rendimento si
esprimere
gas trasformerà in lavoro meccanico
maggiore'
per
ossia, quanto
l
volume, della
un
motore
a
maggiore, quanto
tanto
maggiore
sarà il
di compres­
camera
sione; difatti essendo:
sarà
_
11
il
valore
qual
1
-
Ta
---:r;
W
,(, V+W,)"'-1_
_
1
-
col diminuire di "(
cresce
pressione finale di compressione:
essi
.,•
(, 1+1')
'
.
difatti quella
.La tendenza dei costruttori è
x-l
.(
'
1
:.___
-
sono
di aumentare
su questa
arrestati
ogni
con
la
mezzo
via dalle
esplosioni
funzioni
(che avvengono cioè prima del punto morto, ossia prima che
l'apparecchio d'accensione), le quali divengono possibili col crescere della pres­
sione
della temperatura dei gas
spontanee premature
e
compressi.' Nelle macchine a gas-luce si comprime
quelle a gas povero fino a 10-12 atm., in quelle a
,
fino
generalmente
6-7
a
gas d'alti forni fino
quelle tipo Banki,
nella
corsa
12-14 atm., nelle macchine
in cui insieme ai
di ritorno
gassosa, fino
petrolio
a
atm., in
impedisce
con
vapori
la
spirito fino
a
di Diesel ad iniezione separata di
Perchè
poi
a
6 atm., in
di benzina si inietta anche acqua, la
vaporizzazione
sua
16 atm.: nelle macchine
a
benzina comuni fino
a
petrolio
quale
massa
atm. Nelle macchine
14-16
a
si
il riscaldamento della
comprime
fino
a
3°-35
la trasformazione dell' energia termica in lavoro si avvicini il
più
a
atm.
pos­
sibile al massimo indicato dal rendimento teorico calcolato è necessario:
l°
che le
2°
che le
Perchè le
esplosioni
sieno le
pareti asportino
più rapide possibili;
la minima
esplosioni avvengano
con
quantità
la massima
scela sia fatta col minor volume di gas residui
la diminuzione del volume della
sione di
.
Di
camera
compressione, influisce anche
più l'apparecchio d'accensione
miscela;
in
generale
Perchè le
abbiano la minima
possibile:
la
a
corsa
deve
e
possibile.
è necessario che la mi­
dell'esplosione precedente,
indirettamente sulla
e
quindi
essere
rapidità
di accensione
collocato là dove
più pulita
.
è la
della valvola d'ammissione della miscela.
minima
superficie possibile,
le macchine
rapidità,
di' compressione, ossia l'aumento della pres­
si pone in vicinanza
pareti asportino
di calore
quantità
che
lunga rispetto
l'acqua
di calore è necessario
di circolazione sia la
che
esse
più calda
al diametro dello stantuffo dànno
una
-
alla
superficie
delle macchine
Attorno alle
pareti del
del cilindro
brificazione
'anche
di
camera
S1
fa circolare acqua
bruci,
e
sia
non
dell'acqua
zione, quando
essa abbandona l'in­
viluppo
tenere tanto
può
poi
cilindro
la temperatura
si
è
esplosione,
minore
corta.
corsa
a
compressione, che
di
camera
19
fredda, perchè
l'olio di lu­
mantenere in moto lo stantuffo:
possibile
di circola­
Fig. E)
ele-
più
vata, quanto più l'olio resiste alle
_
elevate temperature del cilindro. Nei
motori di media.
grande potenza
e
la temperatura massima
con
compatibile
la conservazione del cilindro
degli
pera
anelli dello stantuffo
gli 80°-85° centigradi.
II.
Motori
-
tempi;
ciclo' descritto
a
a
gas
2
grossi motori. a gas
K6rting, CEchelhauser,
funzionano
Crossley
stato
a
I
-
d'alti forni
tori
e
non' su­
tempi,
proposto
lo
proposito'
a
quattro
vazioni che
con
con
oggi
dei' mo­
ciclo
che è
le
osser­
tutte
così familiari'
sono
ai tecnici dei motori
stesso
gas, da Beau
a
de Rochas fino dalla metà. del
colo scorso. Ma
questi
in modo da dare
ogni ,giro,
costruiti
sono
esplosione
una
invece che
una
giri. Questo problema
se­
ogni
per
due
fu molte volte
attaccato
da altri costruttori per i
motori di
piccola
e
gas illuminante
o
a
media potenza
a
gas povero
(Clerk, Benz, Benier, ecc.),
risultati
pratici
poco
ma con
A.
soddisfacenti,
ad eccezione dei recentissimi
mo-
B.
C.
D.
.
tori Ferrero
bene
e
Franchetti che seb­
siano
non
ancora
entrati nel
E.
F.
-
-
-
-
-
-
Spurgo per l'olio.
Valvola d'introduzione.
Valvola di scappamento.
Robinetto di avviamento
•
Portata per l'accenditore.
Meccanismo
pel
movimento della valvola di
scappamento.
campo industriale
perchè
tuttora nel
periodo sperimentale, promettono
di risolvere il
categoria
I.
J.
K.
problema.
le macchine
Tutte
H.
L.
di
questa
funzionano all' incirca in
-
-
-
-
-
Cilindro.
Uscita
dell'acqua.
Entrata.
Volanti dischi-manovella.
Stantuffo.
M.- Biella.
N.
O.
-
-
Pernio di manovella.
Albero del
motore.
questo modo: lo scappamento dei
gas combusti avviene per' mezzo di
che vengono scoperte
alla fine di
del gas
un
corsa
istante
di
quando
espansione
una corona
di luci
praticate
lo stantuffo sta per finire la
corsa
nel cilindro stesso,
di
espansione;
si aprono le luci d'ammissione d'aria
dopo, dimodochè
abbassata la
e
pure
prima
quelle
pressione interna fino al valore della
e
20-
-
pressione atmosferica,
una
cacciata d'aria viene
prima
spazzare, urtando contro
a
poi all'aria si mescola
flettore portato dallo stantuffo, il cilindro dai gas combusti; di
certà
quantità
siv�mente
mere
di gas,
e
poco
dopo
lo stantuffo iniziata la
le luci del gas, le luci dell'aria
la miscela rimasta
imprigionata.
e
de­
un
corsa
di ritorno chiude
le luci di scappamento,
comincia
e
L'aria per la spazzatura del cilindro
succes­
compri­
a
il gas
e
una
sono
forniti da due pompe separate, nel-
I �:�:�: S�:: l�: C;a:��2� ::::
Fig.
7
tI.
�
;
fi
stantuffo di pompa nel Guldner, nel
Benier, nel Ferrero
Il
problema
tori di potenza
a
la' soluzione di
di costruire
permetterebbe
esso
specifica qua�i doppia
dimensioni di cilindro.
.
12.
bili
mo­
di velocità di rotazione
parità
ti
in-
certamente
perchè
teressante,
Franchetti, ecc.
e
è
Motori
-
liquidi.
e
,
combuetd-
a
I motori che uti­
-
lizzano combustibili
liquidi (alcool,
benzina, petrolio), funzionano,
cetto il
l'aria,
tipo Diesel,
una
miscela di aria
zina
tutti carburando
o
di alcool che si
forma, quando
speciali
(e
scriveremo in
la
'seguito),
come
fa
Essi
sono
comune.
mente
piono
di
corsa
nella
corsa
B.
-
C.
-
esplosione,
Valvola d'introduzione dell'aria carburata.
-
Volanti dischi-manovella.
espansione
Condotto
Il
e
luci d'introduzione dell'aria carburata
nel cilindro.
D.
E.
F.
,..-
Stantuffo.
Luci
6 ci dà
categoria appartengono
un
a
general­
com­
di ritorno la
com­
avviene la
quindi la corsa di
poi quella di scarica.
e
sono
e
quindi
e
la teoria di queste
al
analoghi
alla teoria
delle
dia­
mac­
gas.
motori per le vetture
automotrici,
di
CUI
la
esempio.
Anche per i motori
a
benzina ed alcool si
tempi: la disposizione più semplice
una
gramma
condotto di scappamento.
chine
A questa
fig.
e
diagramma
macchine
Cilindro .•
-
-
e
e
a
aspirazione
pressione: finita questa
A.
aspirano
motore
un
quattro tempi,
a
la
e
appa­
che de­
recchi detti carburatori
precisamente,
cioè
di ben­
vapori
e
si fa passare l'aria in
dopo
ec­
che deve servire alla combu­
stione; questi motori aspirano
gas
di
parte dell' aria carburata che
per
serve
quanto
alla
può
certo
ripulitura
adottare la
non
del
la
disposizione
a
due
più economica, perchè
cilindro,
esce con
i
prodotti
21
-
combustione dalle luci di scappamento,
di
e
si
adottata da molti costruttori americani di motori
è
perde,
quella della fig. 7
benzina per vetture
a
che è
imbarca­
e
zioni automotrici.
I carburatori
benzina
per
formati
sono
quelli impiegati
sono
da
(vedi fig. 8)
delle leve W F C comanda la valvola
a
per i motori
serbatoio
un
alimenta­
galleggiante B;
un
C N che apre più
spillo
a
questo
o
meno
del tubo P di adduzione della benzina.
l'apertura
recipiente A porta
una
del condotto d'aria H E che
duttura
comuni
più
e
livello costante, in cui il livello è mantenuto da
a
mezzo
Il
automobili: essi
degli
A,
tore
più semplici
certa
una
tubulatura che termina
al cilindro.
va
depressione
per cui l'aria
e
forellino K nel
un
il motore
Quando
la
con
benzina,
aspira,
sotto finissimo
crea
mezzo
nella
con­
getto, vengono
Fig. 8
a
mescolarsi in E
benzina si
prima
di scappamento.
-
La
della benzina devono
perchè
non
benzina
larlo
quantità
essere
venga ad
Quando
a
carburatore,
di aria
con
rizzatore,
si
non
essere
e
e·
o
più:
vaporizzazione
della
carburata,
i gas
essere
con
la sezione del forellino del tubo adduttore
produrre
l'alcool devono
essere
miscela nè troppo
una
filtrati
prima
di
adoperarli,
otturato il forellino d'uscita del carburatore.
voglia impiegare petrolio
servono
l'aria che deve
per tentativi per
regolate
troppo povera. La benzina
nè
ricca,
di entrare nel motore: per favorire la
può riscaldare il
ordinario da
è necessario allora
aria calda per formare
miscela di
una
mantenuta al calor rosso
polverizzare
in
vapori
o
connessa
e
scuro
lampada
i carburatori dei motori
il combustibile
una
capacità,
e
mesco­
detta il vapo­
formante parte della
camera
di combustione.
Questi vaporizzatori
calore
sviluppato
lunque.
possono
nell' esplosione,
Secondo il modo di
carica, si possono
l°
La
essere
da
o
quantità
di
una
vaporizzare
dividere i motori
petrolio
è
a'
riscaldati
e
o
lampada
trattare il
con
a
spinta
scappamento,
o
dal
benzina od altro focolare qua­
petrolio
petrolio attuali
e
i gas di
in
polverizzata
per la
preparazione
della
quattro categorie:
da
un
polverizzatore
ad aria
<I
22-
-
(press.
compressa
ed i
di
vapori
0,5
petrolio
terno del cilindro
l'accensione
e
2° Il
verso
la fine della
fine spruzzo in
compressione stessa,
perchè
la
Questa
è iniettato
aspirazione,
tubo corto
un
è mantenuta al calore
camera
la compressione
ai gas residui della scarica
è unita con
quale
di
corsa
di
e
con 'una
entro
piccolo
dal calore
rosso
-la
la
(sistema Hornsby-Akroyd).
di
camera
di
qualità
sione si
si
mera
compressione
ben
petrolio,
può
ottenere
al
una
Con questo
.
spontanea
e
una
sistema'
la temperatura della
regolata
regola, aprendo più
permette ad
rosso.
e
al­
camera
di
diametro al CÌ­
dell'esplosione,
d'acqua fredda refrigerante delle pareti
Per l'incamminamento
lampada
di
un
del ci­
inviluppo
serve a
quando sia,
camera
pompa
precedente
lindro, anzi è ben riparata dal disperdimento di calore all' esterno mediante
d'aria
nell'in­
benzina;
a
aspirata. L'iniezione avviene
è
.corsa
av'viene
Finita l'ammissione
mezzo
è avvolta dalla corrente
non
corrente di aria -aspirata dal motore
ordinario motore
un
l'aria che durante la stessa
lindro motore.
recipiente, riscaldato dai gas di scappamento,
un
portati dalla
sono
in
petrolio,
un
in
(sistema Priestmann).
come
forma di
sotto
atm.) (*)
+ I
portare
una
per
data
combustione, l'accen­
al momento voluto. La temperatura di detta
o meno
sulla sommità
corrente d'aria di passare in
dell'inviluppo d'aria
maggior
o
minor
ca­
luce che
una
attorno alla
quantità
di combustione.'
camera
petrolio è fornito da una piccola' pompa ad un vaporizzatore riscaldato
una lampada, che mantiene pure incandescente il tubetto di uccensione.
3° Il
dall' esterno da
Nel
di
vaporizzatore
aspirazione
passa per effetto della
anche
una
petrolio. Questi vapori
fatta dal motore nella
depressione
piccola quantità
d'aria che si riscalda
diluisce i
e
passano attraverso la valvola d'ammissione
sua corsa
vapori di
l'aria fresca
con
necessaria alla combustione allo stesso modo con cui si introduce il gas in
dinaria macchina
a
L'esplosione
gas.
avviene alla fine della
corsa
di
una
or­
compressione
per
del tubetto incandescente
(sistema Crossley, Fielding, Capitaine};
4° Il
insieme
mezzo
camera
di
petrolio
è
aspirato
la cui estremità è mantenuta calda
combustione,
lampada che
serve
a
della carica direttamente
all' aria
mantenere incandescente il tubetto
dalle
esplosioni
di accensione
entro
e
la
dalla
(Tangyes
et
Campbell).
13.
visto,
La carburazione dell'aria
-
una
porazione
operazione
(benzina,
combustibile
Quando
roséne),
in
si
e
oli
può
e
si
adoperano
prodotti
quando
petrolio
o
trattasi di
Mazout,
non
è
la
petrolio greggio
comprime
("') L'aria compressa
prima
corsa
è ottenuta
con
di
una
eva­
aspira
o
ke­
ad alta temperatura
o
nafta,
di residui
dei residui carboniosi che otturano
insudiciano le sedi delle valvole. In questo
nella
abbiamo
di combustione.
vaporizzazione
cedimento ideato' da Diesel ad iniezione separata di
e
come
più possibile la carburazione mediante
perchè questi prodotti lasciano
Nelle macchine Diesel, lo stantuffo
è,
combustibili di facile
evaporazione (petrolio lampante
ottenere la carburazione mediante la
ma
del combustibile
questa è necessario favorire, riscaldando il
l'aria da carburare mediante i
la vaporizzazione,
e
vapori
quando
leggeri, alcool),
appositi vaporizzatori,
condotti,
i
si tratti di combustibili di difficile
della distillazione del
i
possibile,. solo
con
nella
ritorno
fino
piccola
pompa
caso
si
può adoperare il pro­
petrolio.
prima
alla
corsa
pressione
mossa
di andata aria
molto
dal motore.
sola,
elevata di
23-
-
30-35
di
te�peratura.
una
l'aria
pressione
A questa
atm.
acquista,
andata, si inietta petrolio finamente suddiviso
iniettore spruzzatore, il
grazia
del lavoro di
compressione,
allora, al principio della seconda corsa di
Se
6,00-700° centigradi.
in
polv�rizzato
o
brucia nell' aria compressa,
petrolio
mina, la trasformazione termica che avviene è
una
e
mediante
poichè
evoluzione
a
uno
speciale
lo stantuffo
pressione
(il
volume della
mi�'cela
di
combustione).
Finita la iniezione di petroiio, avviene l'espansione per tutto il
della seconda
gas
di
corsa
gassosa combusta
andata,
combusti. Il diagramma di
La
macchina
una
a
scela durante l'iniezione
dipende dalla rapidità
dalla
stantuffo abbia
tanto
è
rapida
volume costante quanto
a
la combustione. In
Per la
figura
quando quella ha
cioè
circa,
cilindro,
e
con
in
8- IO atm.
a
una
dell'iniettore,
una
come
in
processo
una
una
è
acquista
il
a
in
a
l'altra per
e
passare in
ove
I4.
ed
a
-
portati
produrre
a
caldaietta
essa
vaporizza
petrolio
sono
tutta la
tutta l'ultima
Nei motori
a
sud­
Fig.
10
una
a
--'--------------­
del
35-40 atm.
è ottenuto per
dell'albero motore. I bocciuoli
prodotti
a
e a
temperatura sufficientemente
Il movimento delle valvole delle macchine
-
un
dei
petrolio
la combustione spontanea.
quattro tempi
aperta
il
ed il vapore
albero di distribuzione, che fa
di miscela stia
l'aria compressa arrivano al cilindro
l'acqua,
mediante due iniettori
La distribu�ione.
benzina
40 atm.; nel momento in
traforati, che obbligano
una
ove trovano l'aria compressa
elevata per
compressione che si ha
liquidi
che finiscono nello stesso tubo nell' interno
cilindro,
e
pure
a
a
luogo
temperatura di 400°- 5000 ad
sono
finale di
pressione
petrolio
le pompe
caso
di 40-45 ,atm. Il
surriscaldato
della
vapore fortemente
adopera
pei petrolio
obbligata
una
questo la pressione di 4-5 atm., comprime aria
serie di diaframmi
vaporizzazione istantanea,
pressione
v
O
nebbia finissima.
surriscaldato: in questo
ed
W
Ferrero-Franchetti
dell' aria compressa si
quale
diagrammi
IO.
più
motore, attraversando
a
Fig. 8
più
comprime petrolio
pompa
cui si' apre la valvola
la
.,
una. piccola pompa speciale, che aspira l'aria dal cilindro
con
40 atm.
due,
i
pratica
motore stesso
sono
9.
polverizzazione del petrolio Diesel ado-
pera l'aria compressa;
Nel
figura
il punto morto si potrà
raggiunto
alla linea
dividersi
della
lo
petrolio prima che
Diesel hanno la forma della
nel
quello
linea di combustione che si avvicina
una
più
ciclo Diesel è
di combustione. Se si
rapidità
incomincia l'iniezione del'
avere
resto
di ritorno lo scappamento dei
di
diffusione del combustibile nell'aria racchiusa nel
e
corsa
di trasmissione del calore alla mi-
legge
cilindro
per la somministrazione del calore
cresce
per la seconda
e
cam­
costante
benzina
numero
prima
corsa
di
profilati
corsa
mezzo
di
giri eguale
in
bocciuoli,
a
gas
C'alettati sopra
un
di
giri
alla metà del
numero
modo, che la valvola di ammissione
di andata dello
stantuffo, quella di
scarica
di ritorno dello stantuffo.
leggieri
la valvola di ammissione della miscela è di solito
24
-
a
movimento
15.
a
cioè si solleva da sè per effetto della
automatico,
dallo stantuffo nella
sua
aspirazione.
L'accensione si
-
sistema è
primo
in
più
gas povero. Esso consiste in
mediante
una
un
scoccare
es.so
a
o
tubo incandescente
pile
o
o
l'esplosione
di accumulatori
una
volta
ogni
circuito elettrico
La corrente
trica,
rapida
può
essere
di un'àncora di ferro
nello stesso tempo si
compressione
interrompe
plesso
del meccanismo
tanare
le
due
della
di
una
parti
sono
elettrica nello zoccolo della
di
una
possa
il
rocchetto,
distanza
scoccare
anche
da
piuolo,
su
una
una
cui
corsa
da
prodotta
una
metallici che
segm.enti
dell'albero motore, stabiliscono per
giri
fare
nel
alla fine della
elettrica è
collocati dei
sono
consiste
rocchetto di Rumkorff munito di
un
è
e
due punte
tale, perchè
di
mezzo
platino
sotto la differenza
nudrita scintilla fra di
una
macchina
piccola
corrente
circuito, staccando
e
esse.
magneto-elet­
mediante
la rotazione
l'indotto ambedue
nell'interno
della
fissi:
camera
di
tra le due
appoggiato:
figura I I mostra
sempre
allora la scintilla. La
scocca
a
compressione,
apposita valvola, ed
corsa
compressione
posta fra l'induttore
il
un
far ruotare l'indotto della magneto
il
com­
e
ad allon­
in contatto nell' interno del cilindro. A è la
magneto­
impiegato
che
ad
opportuno
dolce
nottolino da
estremità del circuito rotto
ad
prodotta
in cui si genera al momento
un
di
camera
comprendente
di
compressione
potenziale prodotta dal rocchetto
camera
9uelli
al resto della miscela che si trova nel cilindro.
collegata
due
che per
di ferro riscaldato dall' esterno
Nei motori per automobili la corrente
cioè
periodicamente,
spazzole
porcellana,
illuminante,
o
rifugia, alla fine
effetto dell'apertura
trembleur: sul contralbero di distribuzione
poste nella
gas
sistema, attualmente molto più diffuso del primo,
compressione.
un
a
si
scintilla elettrica entro la
una
batteria di
tubetto di
della miscela per
piccola parte
Il secondo
di
può fare
per i motori
uso
un
becco Bunsen: in
ivi si accende comunicando
di
depressione prodotta
scintilla elettrica.
Il
di
di
corsa
L'accensione.
-
�
a
quale può
oscillare l'àncora mediante
una
manovellina B
_.-
a
rotella che si
unito mediante
col motore
massa
della leva esterna N
mezzo
l'altro
con
e
L'asta D D' è mantenuta in
ciuolo dalla molla 1.
fa un' oscillazione
una
rapida
e
pressione
della
profilo
del boe­
distacca il nottolino dal
e
il
facendo
scintilla.
scoccare
una
e
del
N,
del nottolino L
alberino,
piuolo H,
circuito,
della leva
complesso
del
e
che si dice la candela
e
accensione, è infisso
munito di
cilindrico.
la rotella contro il
con
..
piuolo, interrompendo
di
della molla M: il nottolino
del­
spire
tello G urta contro la coda
suo
si ap­
piuolo
genera
piat-
I!
e
piuolo H
polo dell'indotto della magneto.
l'indotto: nello stesso tempo il
leva N
motore trovansi il
il bocciuolo E ruotando fa scattare la rotella, l'àncora
Quando
corrente indotta nelle
in D'
Questa porta
z' z' al serrafilo l dell'indotto. Su questo
rame
il nottolino L peli
poggia
piattello G. Nell'interno del
un
filo di
un
infilato sull' asta D D'.
sul bocciuolo E calettato sul contralbero di distribuzione F
appoggia
ed all'altra estremità D
fa
pernio C
forcella che è comandata dal
una
25
in
foro
un
piattellina
per
la fissazione al cilindro motore:
sistema è attualmente
Questo
il
usato.
più
16.
La
-
voro
sviluppato
tutto
o
reqolasione.
da
niente. Un
regolatore
bocciuolo che deve
si apra
più
nel
indica in A il
che questo
non
il
F G H
regolato re
viene
motori
i
squadra
a
più
di
a
di miscela
17.
fluido in
sistema
o
la velocità della macchina
valvola di
a
mano
aspirare
il
aspirazione
a
12
cresce
oltre
alzandosi trasporta lateralmente il bocciuolo E in modo
toccare la rotella d'ammissione F.
se
ne
invece di
pongono
da
tre
poter
solo bocciuolo che comanda la
un
o
quattro vicini ed aventi
ottenere tre
-
I! motore
a
gas
non
che possa avviarlo: l'aria è alla
piccola potenza (fino
fig.
la valvola di ammissione
E, che comanda
o
un
profilo
quattro dosature di­
ha
come
quello
a
pressione atmosferica
generatori soffiati od aspirati. Vedi § 4.
È quindi necessario agire con mezzi meccanici sul
il volante
non
in B nel collare del
vapore
una
25-30
più
un
cilindrata di miscela
cavalli)
velocemente
bocciuolo
a
e
l'incamminamento si fa
possibile, dopo
aver
a mano:
a
tratta di
motore per metterlo in
comprimerla.
un
ed il gas
pressione leggermente superiore od inferiore all'atmosferica secondo che si
dizione che possa
a
di annullare del tutto l'ammissione del gas.
prima
pressione
il la­
regolare
sull'albero di distribuzione il
squadra impegnata
a
Quando
grande potenza
L'avviamento.
-
soppressione
per
per
di gas,
del motore sia diventato eccessivo. La
ampiezza angolare diversa, per modo
verse
impiegato
d'ammissione del gas, in modo che questa
in B C D la leva
valvola' di ammissione del gas
di
quello
comune
centrifuga sposta
in cui il lavoro
regolatore,
regime,
Per
g�s è
forza
più
mezzo
in D nel collare del bocciuolo
regolatore,
di
a
a
aprire la valvola
caso
mediante la leva
quella
macchina
una
Il
-
con­
Nei motori
sifa cioè
di
girare
portato sotto il rullo della
doppio profilo, che permette di ricacciare nella
4
26
-
condotta del gas
parte della miscela aspirata, mantenendo aperta la valvola di
una
ammissione durante una parte della
sione
si
non
ottenute
sono
serie di
una
periodo
Nei motori di potenza
eseguire, agendo
principale,
maggiore
non
viva" da eseguire anche
si
uno
può adoperare
I
°
Riempire
mano
a
pompa
vicino' al
una
spinge
2°
Agendo
quale
a
compressione
fuoco
con
una
nel
con miscela gassosa compressa
scintilla
senso
comprime
imprime
di
con
un
stantuffo
una
corsa
di
meccanismo di distribuzione
aria compressa al motore fino
eseguire
motore
da sè
aspirazioni
stesso, facendolo
agire
a
mano.
caso
e
di
compressioni.
per alcuni
colpi
essere
con una
va
portata
al punto morto
più
pressione accresciuta
no­
al volante la forza viva necessaria
una nuova
corona
aspirazione,
ed
pressione
nuove
si
una
di
ese­
compressione,
necessario per dare
e
acquistato
al
compressioni;
fornisce per alcuni
giri
la velocità necessaria
L'aria compressa si
come
ammissione ed
del volante si fa
aspirazioni
apposito
che' questo a:bbia
si vuole arrestare. Il serbatoio deve
a
mac­
miscela, frenando dolcemente
rullo di frizione sulla
la accensione provoca l'aumento
un
rotazione,
la
scarica, poi
volante la forza viva necessaria per fare da sè
3° Con
elettrica; la manovella
della
è avvenuta l'accensione la
Quando
di
allo
vuoto.
seguenti:
di
posteriore,
mano
a
possibile a forza d'uomini dare alla
una piccola compressione; in questo
avanti la manovella ed
corsa
lentamente
finita la
per
Quando
è
espansione, quella
compire
nuova compressione;
la
guire
a mano.
che dà la sola ammissione. Naturalmente
ed ivi tenuta mentre si
del volante.
tevolmente
camera
di poco
cilindro,
corona
la
dei mezzi
poi dargli
e
posizione
una
per
sul volante
che hanno dato .alla macchina l'an­
.il motore deve marciare
china tanta forza
la
in tal modo la compres­
compressione:
esplosioni successive,
vi si sostituisce il bocciuolo
durante tutto questo
in
di
corsa
si possa
non
normale, si sposta lungo l'albero di distribuzione ii bocciuolo di avviamento,
datura
e
è così elevata che
compressore
può
ottenere dal
d'aria, quando lo
caricato la prima volta con
una
pompa
27-
�
§
4·
I Combustibili.
18. _. I combustibili
il gas illuminante
impiegati nei motori a gas sono:
(uso limitato alle potenze molto piccole
a
del
causa
suo
elevato);
prezzo
il gas povero
il gas
o
alti
degli
il gas d'aria
o
gas misto
Dowson;
gas
forni;
Siemens;
gas
il gas d'acqua
la benzina;
o
(Delwick
o
Strache):
l'alcool;
il
petrolio lampante
o
keroséne;
il residuo della distillazione del
19.
H. gas illuminante è
-
proporzioni
zione
o
Mazout.
miscela di
idrogeno
della tabella che segue: la
media, che
sendo questo un
composizione in
non rappresenta esattamente
quella
prodotto molto variabile.
Gas illuminante
Composiz.
Potere
in volume
a 0°
calorifico
e
Idrocarburi
petrolio
una
per
760 m/m
Aria
Peso
di alcun gas
Potere
calorifico
di I Kg.
Composiz.
alla comb.
per m3
per m3
calorie
indicata è
secca
a ov necess.
specifico
me
essa
ed idrocarburi nelle
in peso
composi­
una
illuminante,
es­
Aria secca
necessaria
Volume
specifico
per Kg.
per bruco
I
calorie
.
Kg.
Kg.O,156
pesanti m30,050
Metano
0,35°
0,460
Idrogeno
0,480
0,°79
Ossido di carbonio
0,080
0,184
Anidride carbonica
0,020
°,°74
Azoto
0,020
0,°46
----
----
Kg.o,520 m" 5,600
cal. 5I50
m31,000
Le miscele gassose per i motori
misurato
Se
a
0°
e
quindi
I
di
760 m/m
ma di
a
I
Kg. 1,000 cal. 9930
in modo che
gas si fanno
pressione abbia
I
1,92IKg.
I3,3°O
ma di miscela
il potere calorifico di 400 -;- 450 cal.
sviluppa 5 I 50 cal.. ci
gas illuminante
m3
vorranno
I I
-:-
12
ma
diluire il gas fino ad ottenere
gas combusti della scarica precedente per
cal.
Un motore a gas illuminante
di
la miscela avente il potere calorifico
400-450
di aria
può
e
avere
la
camera
di
compressione
con
un
volume W ==�. del volume
3
V gene-
rato dallo stantuffo.
e
Supponiamo di volere
prodotti di combustione.
lumi d'aria ed �
3
(8
+
I)
la miscela in rapporto di
I
volume di gas
La miscela sarà allora formata di
=
3 volumi dei
cedente. In tali condizioni si ottengono
nella combustione dell' idrogeno
e
prodotti
{I
di aria
volume di gas, 8
vo-
di combustione della scarica pre-
per effetto di
dell' ossido di
I
a
una
carbonio
contrazione che avviene
e
dell' acetilene, solo
più
28
-
I
volumi di
1.685
stessa
ed
temperatura
e
busti della scarica
combustione
pressione
m" di aria pesa
I
di
prodotti
Kg.
cioè
e
e
(riteniamo
1,29
precedente
0°
a
0°
a
(naturalmente quando
760 m/m)' Ora I m" di
II
�
+
0,52
I calori
dei
specifici
pressione atmosferica
s(
di combustione di
prodotti
m3 dei gas
I
l
com­
m' dei
sarà:
1,2 6 'K g.
-
-
II. 68
gas
il peso di
l'aria):
come
gas combusti ridotto alla temperatura di 0° ed alla
1,29
che
momento
un
per
760 m/m pesi
e
riportati alla
pesa Kg. 0,520
sieno
miscela
una
formata
così
rI­
sultano
per m"
per
0°
a
e
760 m/m
Kg.
Lt gas Slemens
-
'grandi quantità
refrattaria.
zona
Kg.
di
0,218
costante k'
==
0,320
c ==
0,174
pressione
volume costante
a
pressione costante k
0,254
==
==
0,254.
quindi:
== l
0,174
'
46.
gas d'aria si ottiene iniettando 'aria-in difetto in
o
antracite ammassate in forni rivestiti di muratura
o
inferiore del forno si ha la combustione del carbone
duzione di anidride carbonica
circa per
==
a
c
di carbone coke
Nella
!!_
==
1"
c'
a
dell' espansione adiabatica sarà
L'esponente
20.
volume costante
a
con
nella
antracite):
così elevata attacca il carbone
razione è endotermica
e
la
corrispondente quantità
superiore l'anidride
zona
vi si
e
unisce producendo
carbonica
e
la pro­
(8000
calorie
a
temperatura
ossido di carbonio
la temperatura si abbassa:
quindi
di calore
anzi
perchè
avvenga bene è necessario che il carbone sia ammassato in strato molto alto
ben
protetto dal disperdimento
composizione
e
i dati
più
Composizione
in volume
Ossido di carbonio
0,237
Idrogeno
0,065
Metano
0,019
Anidride carbonica
0,°53
Azoto
0,626
bile si
camera
può fare eguale
W = _!_ V
6
e
volendo
ad
una
interessanti
per m"
0°
e
760 m/m
cal. 1050
di
compressione
� -7 �
sono
Potere calorifico
a
m31,000
Il volume della
l'ope­
e
il forno
di calore all'esterno. Il gas Siemens consta in massima
parte di ossido di carbonio. È più adoperato per scopi
trice. La
:
la reazione
un
che per forza
mo­
raccolti nella tabella seguente:
Peso
a
0°
specifico
e 760 m/m
Kg. 1,206
per motori che usino
del volume
miscela avente
tecnologici
Aria necessaria
alla combustione
di I m"
ma
Kg.
°,9°0
1,17
questo combusti­
generato dallo stantuffo. Prendendo
potere calorifico di 400 cal. per m"
è
ne-
29-
-
cessario diluire il gas in
t
'I volume di gas
bustione, che'
21.
massa
-
di
+2
2,5
volumi di aria
volumi di
e
�
(I
+
miscela, la quale sarà', composta
2)
==
0,5 volumi di prodotti di
ap'punto 2,5 volumi di miscela.
gas d'acqua o gas Delwick si ottiene facendo
carbone incandescente del vapor d'acqua surriscaldato.
si dissocia
è
e
la reazione
produce idrogeno
quindi quando l'operazione
gas si
si fa col gas
I dati
com­
ha durato
produce
illuminante,
più
a
in
impianti
di
certo
un
d'acqua
a
tempo
grandi proporzioni
questo gas
in volume
è necessario
Ma
spegne
,attivare
per
distribuirlo,
come
di forza motrice.
e
elencati nella tabella che segue:
sono
Potere calorifico
per m3
Composizione
carbonio.
sul carbone
una
soffiando aria.
e
scopo di illuminazione
.interessanti relativi
passare sopra
ed ossido di
endotermica, l'iniezione di vapor d'acqua
il fuoco cessando l'alimentazione di vapor
Questo
di
insieme fanno
l'operazione
poi�hè
=
Lt
Questo
il fuoco:
I:!
Peso
di
a
00
specifico
I
e
m3
760m/m
calorie
Idrogeno
0,500
Ossido di carbonio
0,400
Metano
0,°°3
Anidride carbonica
°,°4°
Ossigeno
0,007
Azoto
°,°5°
m31,000
22.
-
Il gas misto
chine di 4 -:- 5
cav.)
o
gas Dowson si ottiene anche in
soffiando attraverso
un ammasso
Fig.13
Il
,gas
Dowson è
meno
ricco in
in ossido di carbonio che
scela di gas Siemens
e
Kg.O,700
253°
non
idrogeno
che
il gas Siemens:
gas Delwick.
di carbone, aria
,
non
esso
piccoli
e
forni
(per
vapore
mac­
d'acqua.
:
il gas
si
può
d'acqua,
ed è
considerare
meno
ricco
come una
mi­
Questo
gas costituisce il combustibile
più impiegato attualmente
per forza
mo­
trice. I
la
gazogeni per gas Dowson si fabbricano di due tipi, i soffiati e gli aspirati.
Il tipo di gazogeno soffiato consta delle seguenti parti (fig. 13): A caldaia per
produzione di vapore surriscaldato alla pressione 3 -:- 4 atm., B soffiatore d'aria a
A, C generatore
vapore alimentato dalla caldaia
ticale rivestito di muratura refrattaria
uscita dei gas distillati
getto d'acqua,
catrame
A questo
metro
a
tipo
di
tramoggia
E, F lavatore ad acqua, G lavato re
H filtro
prodottesi
CQn una
di gas. consistente di
depuratore ?- segatura
o
nella
distillazione; I, camino
di gazogeno è conveniente
deposito del
campana mobile per
forno
ver­
caricamento D ed
una
colonna di coke
con
a
per arrestare le
un
piccole quantità di
per l'avviamento del gazogeno.
aggiungere dopo
il filtro H
un
gazo­
gas.
Fig. 14
Il gazogeno
del motore:
coperchio
prodotto
esso
aspirato funziona mediante la depressione prodotta dall'aspirazione
(fig. 14)
consta
delle
B B forma la caldaia per la
col calore dei gas che
escono
A gazogeno generatore, il cui
seguenti parti:
produzione del
dal
gazogeno):
(il vapore è quindi
tramoggia di caricamento,
vapore
D
C rubinetto per mettere in comunicazione il gazogeno col camino I, E lavatore
colonna di coke
o
scrubber: G entrata d'aria nella caldaia, H H' tubo di comunica­
zione tra la caldaia ed il gazogeno per portar sotto la
griglia
d'acqua:
F rubinetto per intercettare detta comunicazione
zogeno:
V ventilatore
mantenere nelle
periodo
in cui
Il percorso
a
a
mano
tubazioni
il motore
per
aspira
dell'aria per la
quando
si accende
il ga­
cassa d'aspirazione per
minor variazione di pressione tra il
avviare il gazogeno: L
nel gazogeno
e
di vapor
l'aria carica
ed il
produzione
una
periodo
del gas
in cui
e
non
aspira:
il percorso
M motore
del gas
sono
a
gas.
indicati
dalle freccie.
Il gazogeno
soffiato ed è
La
aspirato forma un complesso più semplice e meno
quindi più frequentemente impiegato attualmente.
composizione
e
i dati
tati nella tabella che segue:
più interessanti relativi
al gas povero
costoso di
sono
quello
rappresen­
Peso
Composiz.
'
in volume
per m3
a
Ossido di carbonio
0°
occorrente
alla cornb.
per mo
760
e
Aria
Aria
Potere
calorifico
specifico
Composiz.
Volume
in peso
specifico
di 1m3
m30,275
Kg.O,293
0,165
0,013
Ossigeno
°,°09
0,012
Anidride carbonica
0,084
0,15°
Azoto
0,467
m3r,000 Kg.
I,I00
di combustione. della scarica
I
composta di
dell<i
prodotti
1220
combusto
una
----
---
Kg.1,000 mio.çro cal.
ffi31,000
camera
I
Kg.
----
Kg.1,17
1100
compressione eguale
di
la miscela di gas
aria
prodotti
e
il potere calorifico di 400 cal. per m3
1220
miscela di
==
400
3 volumi.
volume di gas, 1,5 volumi di aria
1
�
e
5
la miscela
Quindi
(I
+
1,5)
==
0,5
vo-
combustione.
di combustione di
per m"
per
quindi
.
precedente abbia
è necessario che il gas sia diluito in
lumi di gas
cal.
----
---�
stantuffo; perchè
5
essere
----
gas povero si fa il volume della
ad � del volume
generato dallo
deve
per la
Kg.
0,532
----
a
per
necessaria
di
Idrog.eno
N ei motori
Potere
calorifico
Kg.
a
una
tale miscela hanno i
volume costante
seguenti
c'
==
0,219
costante k'
==
0,301
volume costante
c ==
0,199
pressione
k
0,273;
a
pressione
a
a
costante
==
calori
specifici:
il coefficiente dell' espansione adiabatica sarebbe:
k
-
==
c
23·
-
Il gas d'alti
fusori per la
produzione
forni
della
è
ghisa
quello
di
costituito in massima parte di ossido di
lizzato solamente là
ove
si
produce,
Nelle acciaierie del Reno
1,37·
che si
prima
raccoglie
alla
sommità dei forni
fusione dal minerale di ferro:
carbonio,
anidride
carbonica,
e
azoto.
esso
È
è
uti­
cioè nelle ferriere ed acciaierie.
esperienze
fatte sul gas
degli
alti forni hanno dato la
seguente composizione media:
Composizione
Potere calorifico
in volume
per m3
Ossido di carbonio
Anidride carbonica
Azoto
cal. 940
32
Il gas
degli
-
alti forni della Slesia ha dato
Composizione
Potere calorifico
in volume
per ma
Ossido di carbonio
0,310
Idrogeno
°,°34
Anidride carbonica
0,078
Azoto
0,578
cal.
circa
L'aria necessaria per la combustione è
motori
con
fino
comprimere
volume di
un
�
Prima della utilizzazione del gas
terna, si
di ferro
lavoro
superiore
ai
200
produzione
un
gas cçn
I
dall'alto
prodotto
Nella
.
si riusciva
non
di
gas:
SI
compressione
si
motori
per riscaldare caldaie
che
produrre
a
forno, dal qual
2000
peso di vapore
lavoro di
dal gas d'alto
I
a
nei
può
fare
in­
combustione
produrre
e
si
non
vapore.
può
ottenere
un
dall'alto forno 4000 m" di
1000
disponibili
motore
a
sviluppano
circa per m",
calorie
4.000.000 di
ossia nella
calorie.
gas d'alto forno di
cav.-ora
forno che si
equivale
grande potenza
sviluppa
635 calorie,
a
colla
I
che si
di
ren­
raggiun-
possa
calorie,
== 1.200.000
il lavoro
produzione di
produzione
Ammettendo che il
in lavoro 4.000.000 X �
gere il 30 %, si trasformeranno
100
poichè il
può
circa di vapore per tonnellata
Kg.
tonnellata di ferro si
I
potere calorifico di
un
di
di
cav.-ora.
tonno di ferro si hanno
dimento termico di
camera
alti forni nei
degli
adoperava questo combustibile
Così facendo
1000
m" per m"
I
:
del volume generato dallo stantuffo.
�
-7
la
quindi
12-14 atm.,
a
media di
composizione
una
e
può ricavare
tonnellata di ferro è di
1.200.000
==
24.
-
Il petrolio è
un
1900
cav.-ora.
naturale che si trova in
prodotto
grandi quantità
nel sot­
(Caucaso, Coste del Mar Caspio, ecc.), della Pensilvania
e del Texas, Ohio, West-Virginia negli Stati Uniti, del Perù e dell'isola Borneo. La
estrazione complessiva annuale del petrolio è di oltre 24 milioni di m", Esso è una
tosuolo della Russia del Sud
miscela mal definita di molti idrocarburi
il
potere calorifico è di
suo
chiede
15-16 Kg.
Sottoposto, a
bella
seguente:
10000
-:-
d'aria per bruciare
distillazione
11000
una
densità che varia da
calorie per
Kg.;
un
.Kg.
0,78
di
a
0,80:
petrolio
ri­
completamente.
produce
anche alla temperatura
luppa prodotti volatili.
con
diversi
e
prodotti,
pressione
che
sono
ordinaria il
elencati
nella ta­
petrolio greggio
svi­
33-
-
Prodotti di distillazione di
I
Olii
Eteri di
leggeri
Spiriti
di
petrolio
olio greggio Americano.
un
per cento
Cimogene
Rigolene
traccie
Gazolina
1-1,5
Olii
Kerosene
lampanti
(benzina)
bianco
ordinario
Olii medì
adatti per far gas
Olii
Olii lubrificanti
o come
I
0,625 -0,631
0,635
-
0,658
Punto
di ebullizione
0°
c
18°
3°-7°
0,680-0,700
60-100
2-2,5
0,717-0,72
80-120
2-2,5
°,742-°,745
100-13°
12-20
0,780-0,785
15°-300
4°-55
0,800-0,810
150-360,
I
combusto
=
0,59
IO
Nafta B
Nafta A
acqua
0,1
Nafta C (benz. nafta)
petrolio
Densità
Quantità
Nome
ed oltre
0,85
-
------
pesanti
Paraffina
Residui
25.
-
I
IO
0,92-°,95
I
IO
Kg.
25°0
ed oltre
"
-
o
spirito
potere calorifico di 5600 cal. per litro
circa
0,920
:2
L'alcool etilico
completamente
0,885
17,5
-
o
di aria per
di vino pesa
7200 cal. per
Kg
Kg.
Kg. e
0,794 per litro, ha
un
richiede per bruciare
.
•
5
INDICE
•
Pago
§
I.
Considerazioni generali
§
2.
Termodinamica dei gas
§
3·
Funzionamento dei motori
§
4·
I combustibili
perfetti
a
gas
I
2
Il
27
DESCRIZIONE DELLA TAVOLA SCOMPONIBILE.
Il
I.
2.
Cilindro
�
3;
5.
6.
7.
8.
9.
IO.
I I.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
·2(.
infilato
in
è verticale, tipo
un
pilone, cioè
col
circolare dell'incastellatura 3.
e la testa sono costruiti a
doppia parete
di raffreddamento.
aggiustaggio
:_ Testa del cilindro motore. Il cilindro
e
4.
motore
nell'intercapedine
passa
l'acqua
Incastellatura unita a bolloni e flangie alla placca 4.
Placca di fondazioné che porta i sopporti dell'albero motore.
Sopporto di sinistra.
Sopporto di destra.
Stantuffo motore, tipo a. fodero, con biella direttamente attaccata.
Pernio della testa a croce.
Albero motore.
Biella motrice.
Cappello della testa a sopporto della biella motrice.
Pernio dell'albero a gomito.
Volante.
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
Puleggia.
�
-
-
-
-
-
-
-
praticati
-
di miscela 18.
Corpo della valvola d'ammissione.
Tubazione di gas.
Rubinetto regolatore del gas manovrabile a mano.
,.
Valvola d'ammissione del gas.
miscela.
di
d'ammissione
Valvola
Tubetto di porcellana incandescente per dar fuoco alla miscela dopo che è
finita la compressione. Esso trovasi in costante comunicazione col cilindro
mediante un piccolo condotto, la cui sezione e capacità è regolata alle prove
perchè l'esplosione avvenga precisamente al punto morto dello stantuffo. Ciò
si può, fare per piccole maçchine come è il caso della figura. Nelle macchine
di potenza maggiore è necessario interporre una valvola per comandare il
momento dell' accensione. Attualmente per le macchine grosse è più usata
22.
24.
25.
26.
-
-
-
-
-
l'accensione elettrica.
Caminetto del becco Bunsen.
Becco Bunsen riscaldatore del tubetto.
Albero di distribuzione messo in moto da una coppia di ruote dentate elicoi­
dali 27-28 con rapporto di velocità da I a 2 perchè l'albero di distribuzione
possa fare la metà del numero dei giri della macchina.
disopra dell'a
Ruota elicoidale sull' albero motore.
28.
Ruota elicoidale sull'albero di distribuzion
29·
Valvola di scarica.
Bocciuolo calettato sull'albero di distribuz
Rullo infilato in un pernio portato dall' es
comando della valvola di scarica.
Leva a squadra che comanda la valvola
braccio della leva è orizzontale e non si
Sopporto del pernio della leva a squadra
Asta verticale che comanda la valvola
dalla leva a squadra.
Molla che assicura il ritorno della valvola
a vite che chiude il foro di
3°·
3I.
32.
33·
34·
35·
36.
-
-
-
.
-
-
mon
Tappo
scarica.
37·
sulla sede della valvola di ammissione di miscela pei
il
che
arriva
dalla valvola a gas 21.
passa
quali
gas
è un recipiente che serve a regolare la depres­
Silenziatore di aspirazione
s'ione nella condotta d'aria durante l'aspirazione, quando l'aria è presa con
condotta dall'esterno, ed a rendere minore il sibilo dell'aria aspirata del mo­
tore, quando la presa è fatta nell'interno del locale ove è collocato il motore.
Condotta d'aria tra .il silenziatore 16 e il corpo della valvola d'ammissione
Corona di fori
al
27·
.
-
.
23.
cilindro
38.
39·
4°·
41.
42.
43·
44·
45·
46.
47-48.
Condotto che fa comunicare il cilindro co
Tubazione di scarica.
Bocciuolo di ammissione di miscela cale
Rullo di ammissione portato all'estremità
Leva a squadra imperniata nel sopporto
rullo tocca la sporgenza del bocciuolo) l'a
Asta che comanda la leva dritta 43.
Leva dritta che spinge l'asta della valvo
Braccio che sostiene il pernio fulcro dell
Molla che assicura if ritorno della valvola
Bocciuolo di ammissione del gas infilato
che possa essere spostato pur girando co
Bracci della leva a squadra, col fulcro
presenta un rullo in corrispondenza del b
tale e non è Visibile nella figura
Asta che prende il moto dalla leva a sq
vola d'ammissione del gas 2 I.
Sfere del iegolatore a forza centrifuga.
Coperchio e peso del regolatore.
Collare del regolatore.
Leva a squadra comandata dal collare
ciuolo d'ammissione del gas 46 quando la
Ruota d'ingranaggio elicoidale sull'albero
-
..
49·
-
5°·
51.
52.
53·
54.
-
ruota
55.
-
Ruota
d'ingranaggio elicoidale sull'asse
movimento.
Leva di immobilizzazione del' regolatore.
suo
.
56.
-
55.
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la détonation, l' exposé des principes ,'devanL servir. de base
kl cornparaison 'des: v6itures
autornobiles. 'et partic1.l'li'èremèriÙtux' courses, etc., etc, Ùn vol. in-S", aV�(/To4,fig�\ "relié, .»' �22·........
MOREAU G.
Phéorie des moteur« {ì ·gaz.
Prindpes gérié�à�jc .�: 'Cas ','de�_' gaz
·;
p,arfaits 'V ariations cles' éléments ·�UPPOS.é�: .fìxes Moteurs .à�deu�. feÌpJ?� �:_,Mot'ellr� à qU3:tre,
Jemp�T Moteurs à combustìon Moteurs atmosphériques �. M'oteurs rotatifs �, Corrections-à
'�pporter aux cy�les" théoriques- -Exainen .pratique ·du .régimé d�s .moteurs _. Comb�sti1:>.lé�_- �"
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Lire. 2,50.
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