Funzionamento reale di un motore a quattro tempi ad accensione comandata

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Capitolo primo

Funzionamento reale di un motore a quattro tempi ad accensione

comandata

In questo capitolo si illustrano le principali grandezze che caratterizzano il funzionamento reale di un motore.

1.1 Ciclo indicato di un motore AC a quattro tempi

Il ciclo indicato (o di lavoro) è quello effettivamente svolto dal fluido in seno al motore.

I cicli rilevati sperimentalmente, in genere, riportano la pressione all’interno del cilindro in funzione del tempo o dell’angolo di manovella, ma è possibile, mediante semplici relazioni cinematiche, ottenere diagrammi in coordinate pV. La figura 1.1 riporta il tipico andamento del diagramma pressione-volume di un motore quattro tempi ad accensione comandata non sovralimentato

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Con riferimento alla Figura 1.2 si definisce lavoro attivo La :

La =∫p*dV

il lavoro compiuto dai gas sul pistone, cioè quello corrispondente all’area positiva del ciclo (quella percorsa in senso orario).

La parte a bassa pressione del ciclo (quella percorsa in senso antiorario) rappresenta il lavoro compiuto dal pistone sul gas, detto lavoro passivo Lp .

La differenza fra lavoro attivo e passivo fornisce il lavoro indicato Li trasferito dai gas al

pistone:

Li = La – Lp .

Questa grandezza permette di definire anche il rendimento indicato, inteso come il suo rapporto con il calore fornito al ciclo:

ηi = Li / Qi

Si definisce pressione media indicata il rapporto tra il lavoro indicato e la cilindrata: pmi = Li / Vp .

1.2 I parametri che identificano le prestazioni reali del motore

Per descrivere le prestazioni reali del motore, sia in termini di lavoro fornito che di efficienza con cui questo lavoro è ottenuto a partire dal potere calorifico del combustibile, è necessario fare riferimento al lavoro effettivo Le, definito come il lavoro indicato meno il lavoro di attrito Lat,

cioè l’energia perduta a causa degli attriti o spesa per l’azionamento degli organi ausiliari del motore (ad esempio le pompe e i generatori elettrici). Nei transitori, poi, all’interno dell’espressione del lavoro di attrito occorre considerare anche l’energia necessaria per accelerare i vari organi.

Le = Li – Lat ;

L’espressione del rendimento meccanico è quindi:

η

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Si definisce pressione media effettiva (pme) il rapporto: Le/Vp .

Di conseguenza :

η

Infine, si definisce pressione di attrito (pat) il rapporto fra il lavoro di attrito e la cilindrata:

pat = Lat /Vp ;

Dalle definizioni precedenti consegue anche che: