IL MOTORE ENDOTERMICO COSA E ?. POTENZA NEL MOTO RETTILINEO P = F * s/t = F *v P = Potenza [Watt; W]...

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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 = 2Mn = 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 = 2Mn/60 = Mn *0,105 = F *v

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

ENERGIA GREZZA o LORDAENERGIA GREZZA o LORDA

ENERGIA DIGERIBILEENERGIA DIGERIBILE

ENERGIAENERGIAMETABOLIZZABILEMETABOLIZZABILE

ENERGIAENERGIANETTANETTA

FECIFECI

METANOMETANOURINEURINE

EXTRACALOREEXTRACALORE

USCITEUSCITE

UTILIZZAZIONE DELL’ENERGIA GREZZA

ENTRATEENTRATE

MANTENIMENTOMANTENIMENTOPRODUZIONEPRODUZIONE

ENERGIA UTILEENERGIA UTILE

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

Ciclo otto

Motocicletta (2 tempi) 400 - 600 0,13 - 0,20 2,5 - 6

Automobile (4 tempi) 290 - 380 0,22 - 0,28 2,0 - 4

Ciclo diesel

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

Analogia tra consumo specifico e indice di trasformazione degli alimenti

npVW mem

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 aspira to 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.

Si può dimostrare che la potenza di un motore endotermico è data da

FUNZIONAMENTO

TURBOCOMPRESSIONE

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.

pressioneatmosferica(1 bar)

VPMS PMI

A=G B=F

FUNZIONAMENTO

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.

pressioneatmosferica(1 bar)

VPMS PMI

Lavoro attivo

Lavoro passivo

diesel veloci a 4 tempi, aspirati o sovralimentati (turbocompressi), ad iniezione diretta.

FAMIGLIE DI MOTORI

MOTORE SOVRALIMENTATO A 4 CILINDRI

COMPONENTI

Sistema iniezione common rail

COMPONENTIIn rosso il common rail

COMPONENTI

Sistema iniezione common rail

1. Asta di pressione2. Spina3. Ugello4. Bobina5. Valvola pilota6. Otturatore a sfera7. Area di controllo8. Volume di alimentazione9. Volume di controllo10.Ritorno combustibile -bassa pressione11.Condotto di controllo12.Condotto di alimento13.Connessione elettrica14.Raccordo entrata combustibile alta

pressione15.Molla

COMPONENTI

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

IL MOTORE ENDOTERMICO COSA E ?. POTENZA NEL MOTO RETTILINEO P = F * s/t = F *v P = Potenza [Watt; W]...

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