IL MOTORE
ENDOTERMICO
COSA E’ ?
POTENZA NEL MOTO
RETTILINEO
P = F * s/t = F *v
•
•
•
•
P = Potenza [Watt; W]
L = Lavoro [Joule; J]
t = tempo [secondi; s]
v = velocità [metri/secondo; m/s]
POTENZA NEL MOTO
ROTATORIO
P = 2Mn = F *v
• P = Potenza [Watt; W]
• M = Momento [Newton metri; Nm]
• n = numero giri [giri/s]
NOTA BENE: quando il numero di giri è ESPRESSO in
giri/min diventa:
P = 2Mn/60 = Mn *0,105 = F *v
POTENZA NEL MOTO
ROTATORIO
POTENZA NEL MOTO
ROTATORIO
CARATTERISTICHE
COSTRUTTIVE
C=
Corsa: distanza tra le 2 posizioni
estreme dello stantuffo (PMI e PMS);
la corsa è pari a 2 volte il raggio della
manovella dell'albero motore su cui è
incernierata la biella;
D = Alesaggio: diametro interno del
cilindro;
PMI = Punto Morto Inferiore;
PMS = Punto Morto Superiore;
V1 = Volume complessivo del cilindro
quando lo stantuffo è al PMI;
V2 = Volume residuo del cilindro quando
lo stantuffo è al PMS (volume della
camera di combustione);
V1-V2 = Cilindrata unitaria (di un
cilindro);
V1/V2 = Rapporto di compressione.
FASI DEL CICLO A 4 TEMPI
DIESEL
Analogia con
l’alimentazione
animale
UTILIZZAZIONE DELL’ENERGIA GREZZA
ENTRATE
USCITE
ENERGIA GREZZA o LORDA
ENERGIA DIGERIBILE
FECI
ENERGIA
METABOLIZZABILE
ENERGIA
NETTA
PRODUZIONE
ENERGIA UTILE
METANO
URINE
EXTRACALORE
MANTENIMENTO
Analogia tra consumo
specifico e indice di
trasformazione degli alimenti
Consumo specifico, rendimento e
rapporto peso/potenza per alcuni
tipi di motore
Tipo di motore
Consumo
specifico
Rendimento
totale
Rapporto
peso /
potenza,
Cs , g/kWh
t
kg/kW
Motocicletta (2 tempi)
400 - 600
0,13 - 0,20
2,5 - 6
Automobile (4 tempi)
290 - 380
0,22 - 0,28
2,0 - 4
Automobile
220 - 270
0,31 - 0,38
5,0 -7
Autocarro
220 - 240
0,34 - 0,38
5,0-9
Trattrice agricola
230 - 270
0,31 - 0,36
6,0-10
Ciclo otto
Ciclo diesel
Analogia tra consumo specifico e
indice di trasformazione degli
alimenti
Si può dimostrare che la potenza
di un motore endotermico è data
da
V  pme  n
Wm 
2
dove
•V è la cilindrata in m3,
•pme la pressione media effettiva all’interno del pistone in Pa,
•n il numero di giri in s-1.
L'equazione dice in sostanza che la potenza di un motore può
essere
aumentata:
•- aumentando la cilindrata (cilindri più grandi, più cilindri);
•- aumentando la pressione media effettiva (aumento del rapporto di
compressione, migliore riempimento del cilindro, sovralimentazione);
•- aumentando il numero di giri.
Ad esempio, si abbia un motore diesel aspirato con pme = 7 bar (= 700.000 Pa),
V = 2500 cm3 (= 0,0025 m3), regime massimo n = 2400 n/min (= 40 s-1); la
potenza massima sarà Wm = 700.000 · 0,0025 · 40 / 2 = 35.000 W = 35 kW.
Lo stesso motore sovralimentato (pme = 9 bar = 900.000 Pa) avrà invece
potenza massima = 900.000 · 0,0025 · 40 / 2 = 45 kW.
FUNZIONAMENTO
TURBOCOMPRESSIONE
FUNZIONAMENTO
FUNZIONAMENTO
• Rappresentazione
teorica del ciclo Diesel.
• A-B, aspirazione;
• B-C, compressione;
• C, inizio combustione;
C-D, combustione;
• D-E, espansione;
• E-F-G, scarico.
p
C
D
A=G
PMS
E
B=F pressione
atmosferica
(1 bar)
PMI V
FUNZIONAMENTO
p
•
•
•
•
•
Rappresentazione
reale di un generico
ciclo di un motore
endotermico.
A-B, aspirazione in
depressione;
B-D, compressione;
C, inizio combustione
(scintilla
o
inizio
iniezione);
D-E, combustione ed
espansione;
E-A,
scarico
in
sovrapressione.
D
Lavoro attivo
Lavoro passivo
C
A
E
pressione
atmosferica
(1 bar)
B
PMS
PMI
V
TIPI
diesel veloci a 4
tempi, aspirati o
sovralimentati
(turbocompressi),
ad iniezione diretta.
FAMIGLIE DI MOTORI
MOTORE SOVRALIMENTATO A
4 CILINDRI
COMPONENTI
COMPONENTI
COMPONENTI
COMPONENTI
COMPONENTI
COMPONENTI
COMPONENTI
COMPONENTI
COMPONENTI
COMPONENTI
COMPONENTI
COMPONENTI
COMPONENTI
COMPONENTI
Sistema iniezione common rail
COMPONENTI
In rosso il common rail
COMPONENTI
1. Asta di pressione
2. Spina
3. Ugello
4. Bobina
5. Valvola pilota
6. Otturatore a sfera
7. Area di controllo
8. Volume di alimentazione
9. Volume di controllo
10. Ritorno combustibile -bassa pressione
11. Condotto di controllo
12. Condotto di alimento
13. Connessione elettrica
14. Raccordo entrata combustibile alta
pressione
15. Molla
Sistema iniezione common rail
COMPONENTI
COMPONENTI
COMPONENTI
CURVE
CARATTERISTICHE
CURVE
CARATTERISTICHE
CURVE
CARATTERISTICHE
CURVE
CARATTERISTICHE
CURVE
CARATTERISTICHE
CURVE
CARATTERISTICHE
CURVE
CARATTERISTICHE
CURVE
CARATTERISTICHE
CURVE
CARATTERISTICHE
Riprogrammare la centralina
Oggi i costruttori creano più trattori usando lo stesso motore con diverse regolazioni
della centralina per motivi di marketing
EVOLUZIONE