Come funzionano i motori delle auto?

Nonostante il loro funzionamento relativamente facile, le automobili sono in realtà macchine molto complesse. Le auto hanno bisogno di carburante per funzionare, ma cosa ci fa effettivamente il motore?

In generale, un motore a combustione interna standard, quello che ha oggi la maggior parte dei veicoli alimentati a carburante, utilizza l'aria combinata con la benzina per produrre energia.[1] Certo, diventa più complicato.

Componenti di un motore

Prima di approfondire il funzionamento del motore di un'auto, sarà utile apprenderne l'anatomia di base (fondamentale anche se è necessario eseguire qualsiasi manutenzione dell'auto). Dai un'occhiata al diagramma del motore dell'auto di seguito, quindi rivedi l'elenco dei componenti principali del motore e la loro funzione:

• Blocco motore: Tipicamente realizzato in ferro o alluminio, il blocco motore ospita la maggior parte delle parti che fanno funzionare il motore, compresi i cilindri, i pistoni, l'albero a gomiti e l'albero a camme.[2] (Se stai aprendo il cofano, il blocco motore di solito avrà l'alternatore montato nella parte anteriore.)
• Testa del cilindro: La testata comprende i componenti che gestiscono il flusso dell'aria di aspirazione e dei gas di scarico, come le valvole e gli alberi a camme.[2]
• Albero a gomiti: L'albero a gomiti trasforma il movimento su e giù dei pistoni in un corrispondente movimento circolare. È fissato ai pistoni tramite una biella.[2]
• Bielle: La biella fissa l'albero motore ai pistoni. Ruota a ciascuna estremità, dandogli la flessibilità di muoversi con entrambi i componenti.[3]
• Pistoni: I pistoni si muovono su e giù all'interno del cilindro, fornendo energia all'albero a gomiti, che a sua volta aziona il veicolo per il movimento. Le fasce elastiche situate all'interno dei pistoni aiutano a sigillare i bordi del cilindro e riducono l'attrito mentre sono in movimento.[2],[3]
• Candele: Le candele provocano la combustione creando una scintilla che accende la miscela in entrata di aria e carburante.[3]
• Iniettori carburante : L'iniettore di carburante fornisce carburante al motore. Nel processo, trasforma il carburante in minuscole particelle simili a nebbia in modo che possa essere bruciato più facilmente dal motore.[4]
• Valvole: Esistono due tipi di valvole nel motore:valvole di aspirazione e valvole di scarico. Il primo fa entrare aria e gas nel motore; quest'ultimo rilascia scarico.[3]
• Albero a camme: L'albero a camme controlla l'apertura e la chiusura delle valvole. Per fare ciò, converte il movimento circolare dell'albero motore in un movimento su e giù che apre e chiude le valvole.[2]
• Cinghia o catena di distribuzione: La cinghia o la catena di distribuzione scorre tra l'albero a camme e l'albero a gomiti per assicurarsi che funzionino in sincronia.[2]

Il processo del motore a ciclo a quattro tempi

La maggior parte dei motori a combustione interna funziona in un processo a quattro fasi. Queste fasi sono formalmente note come corse, in riferimento ai quattro movimenti che un pistone compie per completare ogni ciclo. Le corse si verificano in questo ordine:aspirazione, compressione, combustione, scarico.

Ad ogni corsa, il pistone sale o scende all'interno del cilindro, muovendosi insieme all'aspirazione dell'aria e del carburante o all'espulsione dello scarico. Ecco una panoramica di come funziona il processo[1]:

1. Corsa di aspirazione

Durante la corsa di aspirazione, il pistone si sposta verso il basso mentre la valvola di aspirazione si apre per far entrare un flusso di benzina e aria. Una volta che il pistone raggiunge la base del cilindro, le valvole si chiudono, sigillando la miscela aria-benzina. (Vale la pena notare che in alcuni veicoli moderni, la benzina viene iniettata successivamente durante la corsa di compressione.)

2. Corsa di compressione

A questo punto, il pistone torna verso l'alto per comprimere il gas e l'aria verso la parte superiore del cilindro. Spingere questa miscela in uno spazio più ristretto la prepara ad accendersi nella corsa di combustione.

3. Corsa di combustione

Conosciuto anche come corsa di potenza, la corsa di combustione è ciò che crea veramente la potenza del tuo motore e fa muovere l'auto. Qui, la candela si accende per accendere il gas. Il calore risultante e il gas in espansione costringono il pistone a scendere lungo il cilindro.

4. Corsa di scarico

Quando il pistone raggiunge la parte inferiore del cilindro, la valvola di scarico si apre in modo che il pistone possa pompare i gas esauriti fuori dal motore. Da lì, i gas entrano nel sistema di scarico ed escono dal veicolo. Infine, la valvola di scarico si chiude e il ciclo a quattro tempi si ripete.

Diversi tipi di motori per auto

Sebbene tutti i motori a combustione interna generalmente funzionino allo stesso modo, esistono diversi tipi di motori. Quando si parla di motori che compaiono più comunemente nei veicoli personali, le differenze hanno principalmente a che fare con la disposizione dei cilindri. Ad esempio, i cilindri dei motori in linea sono allineati dritti, mentre nei motori a V , i cilindri sono separati in due raggruppamenti e formano una forma a V. Altri motori regoleranno alcuni meccanismi, come la fasatura delle valvole o la quantità di aria aggiunta al ciclo a quattro tempi, per creare maggiore efficienza o potenza.[1]

Sapere come funziona il motore di un'auto può rivelarsi utile quando è il momento di acquistare la tua prossima auto, soprattutto se la stai facendo usare da un privato anziché da un concessionario. Scopri come acquistare un'auto da un venditore privato.

[1] "Ecco come funziona il motore della tua auto" (17 aprile 2019)

[2] "Parti del motore dell'auto" (accesso il 24 settembre 2020)

[3] "Come funzionano i motori delle auto" (accesso il 24 settembre 2020)

[4] "Come funzionano i sistemi di iniezione del carburante" (consultato il 24 settembre 2020)