Il Motore a combustione

Il motore a combustione, in particolare il motore BENZINA ASPIRATO, non è difficile da capire.
Quanto leggerete è alla portata di chiunque e il mio tentativo è quello di rendere almeno il motore aspirato (che conosco bene) una cosa meno “fumosa” rispetto a quella che spesso alcuni meccanici od operatori vogliono far sembrare.

Comprendere che come funziona è semplice e un tempo si studiava a scuola guida prima di prendere la patente.

Si vedevano quasi sempre dei motori sezionati all’interno dell’aula di studio.

Purtroppo adesso non sembrano esserci domande sul motore e di conseguenza spesso viene completamente ignorato dalle ultime generazioni di drivers.

Elaborando motori sin dall’età di 15 anni, anche se all’inizio era senza particolare cognizione di causa sperimentando a volte con cautela a volte meno sui 50cc del tempo, mi ha dato la possibilità di capire molto e far pratica manuale, vedere come reagiva un motore in determinate condizioni e cosa si poteva fare.

Spesso i motori “originali” erano particolarmente “tappati” e si andava stappandoli per ottenere molto in fatto di prestazioni.
Non a caso il mio Aprilia Red Rose (motorizzato Minarelli) faceva 45 km/h con i fermi e ben 85 km/h senza… ma dopo la mia cura arrivava ai 115-120…

Lavorare con i motori moderni è però tutt’altro che facile (e i costi sono superiori).
Occorre un po’ più esperienza ma non solo di meccanica, anche di elettronica e di logica di controllo.

Proverò a farvelo capire, almeno il metodo su cui arrivare a determinate condizioni e funzionamenti.

Partiamo dall’inizio: cos’è un motore a combustione?

E’ qualcosa che brucia un carburante, insieme all’ossigeno, al suo interno: dall’espansione del gas prodotto nella combustione si produce una forza che viene veicolata alla ruote.
Questa definizione è molto generica, proviamo ad entrare meglio nel dettaglio ma senza sconfinare nella fisica e nelle formule.

CILINDRO-PISTONE: il cilindro è costruito per essere il più rotondo possibile perchè al suo interno scorre il pistone che deve essere leggermente più piccolo.

Sul pistone ci sono delle fasce elastiche in metallo speciale che permettono di colmare “elasticamente” lo spazio tra pistone e cilindro facendo in modo di aderire bene e fare da guarnizione ermetica.

Se fosse troppo ermetica il cilindro si graffierebbe e si rovinerebbe, per questo l’olio motore fa si che il cilindro sia sempre “unto” e permetta al pistone di salire e scendere senza attrito.

Adesso vediamo cosa fa il pistone quando sale e scende.

Motore aspiratoMOTORE BENZINA ASPIRATO

Quando il pistone scende aspira dell’aria dall’esterno, se gliela fornisco il motore ha il “comburente” necessario per bruciare il carburante.
Più aria gli fornisco, più carburante brucerà per cui se non ci saranno problemi esterni aumenterà di giri fino a che la potenza generata risulta superiore a quella assorbita.
Se gli tolgo l’aria non potrà bruciare e quindi i giri caleranno di conseguenza.
Il dare o togliere l’aria lo facciamo tramite la valvola a farfalla, comandata dal nostro pedale dell’acceleratore.
Dopo di che il gas espanso nel motore (camera di scoppio) viene buttato fuori e tramite uno scarico viene silenziato per non creare fastidi.

Di seguito un breve video che consiglio di vedere, 4 simpatici minuti chiarificatori.

A questo punto facciamo una riflessione

Il combustibile e il comburente quali sono?

Il combustibile può essere: nitro, metano, gpl, avio, o semplicemente benzina.
Non ha importanza quale sia, è importante come lo si bruci ed ogni uno ha una caratteristica che affronteremo in un’altra sezione.

Il comburente è sempre l’ossigeno, che costituisce, in peso, il 23,2% dell’aria.
Quando l’aria è calda (rispetto convenzionalmente ai 25°C di misurazione standard) le molecole di ossigeno si dilatano, se l’aria è fredda invece si comprimono.
Il 77% circa della restante aria è costituita da “AZOTO” (N2) che è un gas inerte, inodore e incolore, praticamente inutile al motore: la prima cosa a cui si deve far attenzione è mantenere sempre l’aria il più fresca possibile per riempire la camera di scoppio con più ossigeno possibile invece dell’azoto.

PIU’ OSSIGENO = PIU’ COMBUSTIONE =
PIU’ POTENZA.

Per capire l’importanza dell’ossigeno il protossido d’azoto (N2O detto anche ossido di diazoto) è un composto inerte e stabile che ha al suo interno il 33% di ossigeno anzichè il 21-22% di quello contenuto nell’aria e il suo uso fa aumentare notevolmente la potenza del motore come avete visto nei film di Fast & Furious.

Provate a capire che se avete un’auto da 350cv e gli date in un attimo il 12% in più di potenza cosa succede… avrete almeno 40cv istantanei a disposizione, ma poichè la miscela di aria è sempre leggermente più povera i 40cv spesso diventano 50-60, la botta di energia è incredibile!
Se si pensa che spesso si inietta il protossido assieme all’aria, avremo un massimo di 22% di ossigeno+33% di ossigeno derivato dal protossido e il resto di azoto, quindi una percentuale oltre il 50% rispetto al 22 originale… fate voi i vostri conti.

Nei prossimi articoli tratteremo alcune importanti nozioni base sul lato pratico dilettantistico del “bravo elaboratore fai da te” 😉 , magari addentrandosi un pò nella tecnica, per ottenere miglioramenti con l’aspirazione e con lo scarico.