L'umile motore dell'auto funziona attraverso un principio termodinamico chiamato ciclo Otto. Prende il nome dall'ingegnere tedesco Nicolaus Otto, il processo prevede la compressione del carburante per trasformarlo in gas che produce la forza per attivare un meccanismo. Il lavoro di Otto è stato fondamentale nella costruzione delle prime auto alla fine del 19° secolo, ed è ancora essenziale adesso.
Nel corso degli anni, l'industria automobilistica ha ideato vari layout per ottimizzare l'uso del carburante e le prestazioni. Alcuni dispongono i pistoni in diverse configurazioni, mentre altri aggiungono più pistoni per aumentare la potenza. Conoscere il tipo di motore utilizzato da un particolare modello di auto determina il tipo di riparazione e manutenzione necessaria.
Il primo passo in qualsiasi lavoro di riparazione o manutenzione consiste nel conoscere il tipo di carburante con cui funziona il motore. Fino alla fine degli anni '90, i veicoli avevano un motore a benzina o diesel sotto il cofano. Potrebbero sembrare uguali all'esterno, ma sono distinti nel modo in cui operano.
Una di queste distinzioni è l'efficienza termica, che determina la quantità di calore utilizzata. Sebbene benzina e diesel provengano dallo stesso petrolio greggio, quest'ultimo è più denso e contiene il 15% in più di energia. Tale densità si traduce in una maggiore potenza durante la combustione, circa il 40% in più di efficienza nella conversione del carburante in energia meccanica. I motori diesel di solito non hanno bisogno di candele per l'accensione, affidandosi invece alla compressione (sebbene accettino candele ad incandescenza per il funzionamento a basse temperature).
Tuttavia, il diesel non brucia in modo pulito come la benzina a causa dell'alto punto di volatilità e del basso punto di infiammabilità di quest'ultima. I motori a benzina bruciano quasi ogni lotto di carburante ad ogni ciclo, il che riduce il carico sul convertitore catalitico. Come risultato di questa combustione pulita, i motori a benzina godono del vantaggio di un funzionamento a basso costo e della facilità di riparazione e manutenzione.
I motori ibridi garantiscono due fonti di propulsione:un motore a benzina o diesel e un motore elettrico. Il motore assume ancora il ruolo di guidare l'auto per lunghi viaggi, ma il motore elettrico fornisce energia per compiti specifici come l'avviamento dell'auto. Poiché i motori ibridi sono una tecnologia relativamente nuova, il settore sta ancora cercando il modo più efficiente per ripararli e mantenerli.
Il proprietario o l'acquirente medio di un'auto non sarebbe in grado di dire la differenza su quale auto gestisce quale. Ecco perché chiedono aiuto agli esperti quando sfogliano i veicoli o porta le loro auto in un'officina.
La prossima è la disposizione del cilindro. Ciò può influenzare caratteristiche specifiche come il peso del veicolo, il tipo di manovelle, la sequenza di accensione e il design del blocco motore.
La più diffusa è la configurazione in linea o diritta, che si trova nelle auto standard, nelle compatte e nelle berline. I cilindri sono perpendicolari al veicolo, affiancati. Per bilanciare le forze generate dalla combustione, i cilindri sparano in coppia, a cominciare dai due cilindri interni. Con un baricentro più alto, i motori in linea offrono stabilità durante la guida.
Il layout di tipo V presenta cilindri disposti su due banchi contrapposti, disposti ad un angolo compreso tra 60° (V6 e V8) e 90° (V8). Questa disposizione annulla il movimento su e giù di ciascun pistone, conferendogli stabilità. I cilindri aggiuntivi forniscono maggiori prestazioni, ma il vano deve essere sufficientemente spazioso per accoglierli. I motori di tipo V sono più comuni nelle auto ad alte prestazioni e nei grandi veicoli diesel come SUV e camion.
La configurazione boxer o flat è la meno prevalente delle tre, costruita solo da produttori selezionati. La disposizione del cilindro è a 180°, bilanciando le forze poiché il suo baricentro basso distribuisce il peso in modo uniforme. La loro rarità nel settore è dovuta al suo design intricato; non tutti i pezzi di ricambio funzionano bene con questa configurazione, rendendo i lavori di riparazione o manutenzione un problema.
Lo sapevi che il Guinness World Record per il maggior numero di cilindri in un veicolo omologato è 48? Naturalmente, questo veicolo rasenta l'impraticabilità, essendo così grande che ha bisogno di un motore diverso per avviarlo.
Prima dell'era dei turbocompressori e dei sistemi di iniezione del carburante, il numero di cilindri determinava la potenza complessiva del motore. Lo fanno ancora oggi, anche se non così tanto, perché anche un motore turbo quattro può alimentare un camioncino . Invece, questo aspetto della progettazione del motore determina l'efficienza del motore, il risparmio di carburante e la facilità di manutenzione e riparazione.
Senza turbo, la configurazione a quattro cilindri offre un equilibrio tra efficienza del carburante e prestazioni. Se configurati in linea, questi cilindri non generano tanto rumore quanto gli altri motori, rendendoli la scelta privilegiata per un'auto familiare media. Poiché i quattro in linea sono una dozzina da dieci centesimi, mantenerli e ripararli è un gioco da ragazzi.
Le configurazioni a sei e otto cilindri richiedono la configurazione di tipo V (sebbene sia noto che diversi produttori ne hanno costruiti in linea). Come accennato in precedenza, la disposizione dei cilindri con l'angolazione ottimale conferisce stabilità al motore. Anche i motori con più di otto cilindri, come V12 e V16, sono ancora configurati in questo modo.
Alcuni modelli di auto compatte portano solo due o tre cilindri sotto il cofano, a causa delle loro dimensioni ridotte. I turbocompressori e l'iniezione di carburante consentono ai loro motori di fornire quasi le stesse prestazioni dei quattro cilindri in linea ma utilizzando meno carburante. La configurazione a tre cilindri, tuttavia, soffre di tintinnio a causa dello squilibrio di coppia. Pertanto, i produttori spesso costruiscono motori con un numero pari di cilindri.
I veicoli di produzione di massa hanno i motori in primo piano per diversi buoni motivi, il più importante è che sono veicoli a trazione anteriore (FWD). Il peso del motore fornisce stabilità durante l'accelerazione. Tuttavia, i sistemi FWD rendono l'auto incline al sottosterzo, perdendo trazione quando il peso si sposta sulle ruote posteriori.
I motori centrali e posteriori sono più comuni nei veicoli ad alte prestazioni e nelle supercar, poiché hanno sistemi di trazione posteriore (RWD). I veicoli RWD sono auto da corsa incredibili perché la trazione ha origine dall'asse posteriore, con conseguente maggiore accelerazione. Ma proprio come le auto FWD sono soggette a sottosterzo, quelle RWD sono soggette a sovrasterzo.
È affascinante vedere fino a che punto si è sviluppato il motore, ora disponibile in una varietà di build. Dimostra che le case automobilistiche continuano a migliorare le loro imbarcazioni, trovando modi per ottenere il massimo da ogni goccia di carburante consumata. Data la tabella di marcia tecnologica del settore, non sorprenderà se i futuri motori saranno dotati di otto cilindri in linea o V24.
