Motori

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Possiamo classificarli in base all’energia trasformata in:
che trasformano l’energia CINETICA in energia MECCANICA
Partendo dai Persiani (VII sec.a.C.), che hanno inventato le ruote idrauliche e i mulini a
vento (diffusi in Italia nel Medioevo), fino alle attuali
che trasformano l’energia CHIMICA in energia MECCANICA
A partire dal ‘700 quando venne inventata la
(1853 Barsanti Matteucci)
fino al
http://www.museoscienza.org/approfondimenti/documenti/motore-scoppio/
che trasformano l’energia ELETTRICA in energia MECCANICA
Possono funzionare a Corrente Continua (
)
oppure a Corrente Alternata (
).
Le macchine, sono costituite da un motore e di un insieme di meccanismi che
producono LAVORO MECCANICO e hanno permesso all’uomo di compiere le
proprie attività risparmiando fatica e tempo !
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Il primo è stato il
La macchina a vapore è stata inventata da JAMES WATT nel 1769.
Si brucia il CARBONE (en.CHIMICA), sotto una caldaia contenente acqua.
L’acqua si riscalda fino a
trasformarsi in vapore; questo
entra in un cilindro nel quale
scorre uno stantuffo.
La forte pressione (en.CINETICA)
del vapore spinge lo stantuffo
verso l’esterno opposto del
cilindro.
Quando lo stantuffo è quasi alla fine della sua corsa, il getto di vapore viene interrotto da
quella parte e viene invece mandato a spingere dall’altra parte lo stantuffo stesso.
Il ciclo si ripete.
http://www.youtube.com/watch?v=R1v5jVzsgHk
http://www.youtube.com/watch?v=MoNvWJyBp0Q&feature=related
il MOTO RETTILINEO ALTERNATO di va e vieni dello stantuffo si trasforma
in MOTO ROTATORIO attraverso un SISTEMA BIELLA MANOVELLA.
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Moto rettilineo alternato
(del pistone)
Sistema biella
manovella
Moto rotatorio continuo
(dell’albero motore)
La macchina a vapore che permise lo sviluppo dei
mezzi di trasporto; locomotive e battelli e
l’industrializzazione nell’800 (macchinari delle
fabbriche), ha però un rendimento limitato;
viene sfruttata solo il 20% dell’energia del
combustibile per questo è stata gradualmente
sostituita da macchine più comode ed
economiche quali i MOTORI A BENZINA (motori a
scoppio), DIESEL o ELETTRICI.
http://www.youtube.com/watch?v=Y6jfAriNsvM&NR=1
http://www.youtube.com/watch?v=AdS6Q27PsCs&NR=1
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Composto da un’insieme di pezzi meccanici che permettono la trasformazione di ENERGIA:
ENERGIA CHIMICA
Energia termica
(combustione)
ENERGIA MECCANICA
Carburante: benzina o miscela benzina e olio
Il principio di funzionamento è simile a quello del motore a vapore, ma la
combustione del carburante avviene rapidamente, sotto forma appunto di
SCOPPIO e direttamente nel CILINDRO.
Aria e carburante vengono miscelati nel CARBURATORE; questa miscela viene
inviata con un sistema di VALVOLE al/ai CILINDRO/I dove avviene la
combustione; grazie all’esplosione con scintilla causata della CANDELA, il
PISTONE riceve una spinta; questo/i essendo collegato/i ad un sistema BIELLAMANOVELLA si ha la rotazione dell’ ALBERO MOTORE che fa così girare le ruote.
http://www.youtube.com/watch?v=YtQ1ZAW8fFg&feature=related
Moto rettilineo alternato
(del pistone)
Sistema biella
manovella
Moto rotatorio continuo
(dell’albero motore)5
5
Durante le 4 FASI l’albero motore compie 2 giri completi.
Ciclomotori a due ruote hanno 1 SOLO CILINDRO
Quadricicli 2 CILINDRI
Auto da 4 CILINDRI a più
(Le utilitarie di oggi ne hanno generalmente 4).
CILINDRATA:
volume interno del cilindro in centimetri cubi
(esempio: Aygo 900cc).
POTENZA: LAVORO/TEMPO:
numero di giri che compie un motore; numero di
spostamenti del pistone.
Per avere più potenza si aumentano il numero dei cilindri, le macchine da corsa hanno anche 12 CILINDRI
kWh nel settore automobilistico si misura in CV cavalli vapore (1CV=735W)
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http://www.youtube.com/watch?v=rTYR2BGQZWM&feature=related
MOTORE A 4 TEMPI perché il ciclo operativo si compie durante 4 corse del pistone (benzina)
Si compone di 4 fasi:
FASE DI ASPIRAZIONE:
il pistone scende verso il basso del cilindro; agendo come una pompa, aspira dal carburatore la miscela
aria benzina; l’albero motore collegato compie mezzo giro.
FASE DI COMPRESSIONE:
Il pistone risale e comprime la miscela; l’albero compie un altro mezzo giro.
FASE DI SCOPPIO:
La occupa la testa del pistone (camera di scoppio) dove lascintila prodotta dalla candela provoca la
combustione della miscela. L’espansione del gas spinge violentemente in giù. Il pistone e l’albero
motore compie ancora mezzo giro.
FASE DI SCARICO:
Il pistone risale e spinge all’esterno i gas prodotti dalla combustione attraverso un foro, che la valvola
di scarico apre al momento opportuno, collegato al tubo di scappamento. L’albero motore compie un
altro mezzo giro. La risalita del pistone è assicurata dalla rotazione dell’albero motore che spinge sulla
biellae riporta il pistone verso l’alto. Dopo la fase di scarico il ciclo si ripete.
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MOTORE A 2 TEMPI (miscela benzina e olio)
Si compone di 2 fasi:
1. FASE DI COMPRESSIONE
2. FASE DI SCARICO
http://www.youtube.com/watch?v=WcjbU_HaUdQ&feature=related
MOTORE DIESEL (gasolio)
L’esplosione nel cilindro avviene senza bisogno di scintilla elettrica.
Il pistone che sale nel cilindro comprime l’aria esistente fino a farla
surriscaldare; una pompa nebulizza nel cilindro il gasolio che, a contatto con
l’aria calda, si incendia e si espande, spingendo il pistone verso il basso.
Il RENDIMENTO di questi motori è ancora troppo basso va dal 25 al 40%,
(il calore della combustione si disperde e c’è molto attrito)
http://www.youtube.com/watch?v=6a7Tkq72V9s&feature=related
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MARMITTA CATALITICA
I gas di scarico passando dalla marmitta catalitica subiscono una trasformazione chimica
CO
monossido di carbonio
CO2
HC
idrocarburi incombusti
H2O
NO
ossidi azoto
N2
SILENZIATORE
Deve essere OMOLOGATO o MAI MANOMESSO
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ENERGIA ELETTRICA
ENERGIA MECCANICA
È silenzioso, piccolo, NON PRODUCE SCARICHI INQUINANTI (in loco*) e soprattutto ha un ALTO
RENDIMENTO pari anche al 90%, a differenza di un'auto a benzina o diesel che raggiunge soltanto il 25%.
Ciò significa che quasi tutta l'energia potenziale è sfruttata in energia meccanica.
Nel caso delle auto a combustione interna, invece, soltanto 1/4 dell'energia potenziale viene
effettivamente utilizzato per far muovere il veicolo. La restante parte (3/4) si disperde invece in calore.
http://www.youtube.com/watch?v=MAo8RrtU7So&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=z6MmvDKVsZs&NR=1
Il motore fa ruotare le lame
Il motore fa ruotare il cestello
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* Inquinamento centrale e riciclaggio batterie
ENERGIA CHIMICA
ENERGIA ELETTRICA
ENERGIA MECCANICA
NON PRODUCE SCARICHI INQUINANTI (in loco)
ha un RENDIMENTO del 54%.
Il motore ad idrogeno si basa sulla ricombinazione di idrogeno e
ossigeno in una cella a combustione che alimenta un motore
elettrico, emettendo in uscita Vapore acqueo.
2H2 +O2
2H2O + ENERGIA elettrica
Purtroppo l’idrogeno molecolare non esiste in natura va prodotto e i processi per produrlo
richiedono molta energia o sono inquinanti.
1. Idrolisi dell’acqua 2H2O + ENERGIA *
2H2 + O2
2. Dalla Combustione del Metano CH4 + O2
2H2 + CO2 (causa effetto serra)
* prodotto da centrali Termoelettriche (inquinamento aria)
Oggi si cerca di superare questo limite fornendo l’energia che serve
per far avvenire l’idrolisi dell’acqua da PANNELLI FOTOVOLTAICI
http://www.videowebnews.it/video-come-funziona-un-motore-a-idrogeno.htm
http://www.youtube.com/watch?v=cTMXWrXpBng&feature=related
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