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Motore a benzina: come funziona e quali sono i suoi vantaggi?

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Tradotto con l'aiuto dell'intelligenza artificiale dal nostro articolo originale (fonte: autoride.io)

Un motore a benzina è un motore a combustione a pistoni che brucia benzina e converte l'energia termica in lavoro meccanico.

Questo articolo farà luce sul motore a benzina e sulla sua funzione e vantaggi rispetto al motore diesel.

Sommario

Come funziona un motore a benzina?

L'energia termica è ottenuta nel motore convertendo il carburante in calore attraverso la combustione. Il motore accende la miscela con una scintilla elettrica utilizzando una candela. Quando il carburante viene bruciato, la temperatura e la pressione nel motore aumentano.

L'aumento della pressione della sostanza di lavoro agisce sui pistoni del motore, che convertono questa energia in lavoro meccanico. I pistoni compiono un moto alternativo rettilineo nei cilindri, mediando così il trasferimento di energia tra la camera di combustione e il meccanismo di movimentazione associato ai pistoni. Inoltre, i pistoni assicurano lo scambio della sostanza di lavoro nei cilindri.

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Un motore a benzina può funzionare in due modi: due o quattro tempi. Poiché la maggior parte delle auto moderne è dotata di motori a quattro tempi, descriveremo la funzione del motore a benzina a quattro tempi.

Funzionamento del motore a benzina a quattro tempi

1. Aspirazione

Man mano che il pistone si sposta verso il basso, lo spazio sopra il pistone aumenta e, contemporaneamente, si aprono anche le valvole di aspirazione. Ciò provoca una caduta di pressione sopra il pistone (la pressione sopra il pistone è inferiore alla pressione atmosferica). Questa differenza di pressione consentirà al motore di aspirare l'aria necessaria nei cilindri attraverso il tubo di aspirazione.

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Tuttavia, oltre all'aria stessa, entra anche il carburante nei cilindri. Aria e carburante insieme formano una miscela infiammabile. La miscela di accensione si forma nei canali di aspirazione, nel collettore di aspirazione o nel cilindro, a seconda della tecnologia di iniezione del carburante.

2. Compressione

Dopo che il pistone raggiunge il suo punto morto inferiore e termina la fase di aspirazione, si sposta verso l'alto. Il pistone comprime la miscela con il suo movimento verso l'alto, che di conseguenza si riscalda e, poiché non può espandersi, aumenta anche la pressione.

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L'elevata temperatura e pressione favoriscono la vaporizzazione del carburante e la sua miscelazione con l'aria, rendendo la miscela più esplosiva. Tuttavia, la miscela non deve essere compressa troppo durante la compressione per evitare di raggiungere la temperatura di autoaccensione del carburante, il fenomeno negativo chiamato detonazione del motore o detonazione del motore. Durante la compressione, le valvole di aspirazione e scarico sono chiuse.

3. Espansione

Durante questa fase inizia il processo di combustione. Una scintilla salta sulla candela e accende la miscela compressa. Dopo l'accensione, la miscela inizia ad espandersi, il che spinge il pistone e lo sposta verso il basso fino al suo punto morto inferiore, convertendo così l'energia termica in lavoro meccanico.

4. Scarico

Durante questa fase le valvole di scarico si aprono per consentire l'uscita dei gas di scarico dal cilindro. Al termine dell'espansione, la pressione nel cilindro è superiore alla pressione atmosferica, a causa della quale i gas di scarico vengono espulsi dal cilindro.

Il pistone spinge fuori i gas di scarico rimanenti mentre si sposta verso il suo punto morto superiore. Tuttavia, per migliorare lo svuotamento del cilindro, le valvole di scarico si chiudono solo dopo che il pistone ha raggiunto il suo punto morto superiore e le valvole di aspirazione sono già aperte.

Preparazione della miscela di carburante

Come accennato, la miscela di carburante si forma nei canali di aspirazione, nel collettore di aspirazione o direttamente nel cilindro, a seconda della tecnologia di iniezione del carburante. Il carburatore o il dispositivo di iniezione, diretto o indiretto, viene utilizzato per preparare la miscela di carburante.

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La quantità della miscela nei motori a benzina è spesso regolata dalla valvola a farfalla situata nel collettore di aspirazione.

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Negli ultimi anni, tuttavia, la valvola a farfalla è stata sostituita da varie fasature variabili e sistemi simili che ne hanno assunto la funzione.

Vantaggi del motore a benzina

Un motore a benzina ha una costruzione più semplice di un motore diesel, rendendo la produzione meno costosa. Pertanto, le auto dotate di motore a benzina sono generalmente più economiche delle auto dotate di motore diesel.

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Inoltre, il motore a benzina è significativamente più potente del motore diesel se assumiamo che utilizzino la stessa tecnologia. Questi motori sono anche più adatti per tragitti brevi e per la stagione invernale. Questo principalmente perché raggiungono la temperatura di esercizio molto più velocemente di un motore diesel.

Guarda una breve animazione di un motore a benzina a quattro tempi: