Ciclo teorico di un motore a quattro tempi

È un motore a combustione interna il cui ciclo di combustione richiede quattro fasi. Il primo per far entrare l'aria o miscela, il secondo per comprimerlo, il terzo per farlo esplodere e ottenere energia con l'espansione dei gas e, infine, un quarto per espellere i gas di scarico. I nomi di queste fasi o tempi sono: ammissione, compressione, espansione y fuga.

Si differenzia da motore a due tempi in cui il primo raggruppa l'aspirazione e la compressione nella prima fase e l'espansione e lo scarico nella seconda. Di seguito descriviamo in dettaglio le parti di un motore a quattro tempi, come funziona, qual è la miscela di aria e carburante di cui ha bisogno e perché il suo utilizzo nelle auto si è diffuso.

Parti di un motore a quattro tempi

Un motore a pistoni a quattro tempi ha molti più componenti di base di un motore a due tempi:

• Motore a blocco: dove i fori o cilindri che compongono il pareti della camera di combustione.
• Testa: parte che chiude le camere di combustione dall'alto e dove sono alloggiate le valvole e gli alberi a camme.
• pistone: parte mobile che chiude la camera di combustione sottostante e che è fissato all'albero motore tramite bielle.
• albero a gomiti: asse che trasformare il moto lineare salita e discesa dei pistoni in moto circolare.
• bielle: parti mobili che collegare i pistoni all'albero motore.
• Valvole: sono i cancelli che si aprono e si chiudono al momento giusto per far entrare o meno l'aria e far uscire o meno i gas di scarico. I motori a due tempi non hanno
• Alberi a camme: sono gli assi con protuberanze detti camme che spingono le valvole aperte quando appropriato. I motori a due tempi non hanno né valvole né alberi a camme.
• Collettore di aspirazione: condotti attraverso i quali entra l'aria nelle camere di combustione quando le valvole lo consentono
• Collettore: condotti attraverso i quali escono i gas di scarico quando le valvole lo consentono
• Bugia: nei motori a benzina a quattro tempi, alcuni candele che provocano una scintilla per far esplodere la miscela. Nei motori diesel non sono necessari, perché la reazione si ottiene per pressione. Sono necessari solo pochi riscaldatori per facilitare il ciclo all'avvio
• iniettori: Nei motori a iniezione diretta, solo l'aria può entrare nella camera di combustione e il carburante viene fornito loro già all'interno attraverso gli iniettori. Nei motori a iniezione indiretta, gli iniettori sono all'esterno della camera di combustione.
• Sump: È la parte che chiude il motore dal basso e contiene l'olio lubrificante quando il motore è fermo. Questo pezzo non è lo stesso nei motori a due tempi, perché l'olio si mescola con l'aria e il carburante.
• Pompa dell'olio: L' incaricato di portare l'olio in tutti i luoghi che è necessario per il funzionamento del motore.

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Funzionamento con motore a quattro tempi

In uno - il motore a quattro tempi, esiste un ciclo teorico che è la base per comprendere il funzionamento del ciclo reale, ma come indica il suo nome, non descrive esattamente cosa accade nella realtà.

1. El prima volta del ciclo è l'aspirazione del carico fresco, composto da aria (ossidante o detto anche ossidante) e benzina (combustibile). In questo momento, il pistone scende dal punto morto superiore fino in fondo, mentre il albero motore ruota di 180 gradi.  Le valvole di aspirazione aprire per far entrare il composto.
2. El seconda volta è la compressione. Le valvole di aspirazione si chiudono lasciando sigillato l'interno del cilindro. Il pistone si alza e aumenta la pressione della miscela riducendo il volume che lo contiene, mentre l'albero motore lo completa primo giro girando a 360º.
3. El terza volta inizia nel momento in cui il pistone è in punto morto superiore, e la candela emette una scintilla che inizia la combustione del carburante. In questo momento, viene generata una grande quantità di calore e la miscela si espande, provocando il pistone scende violentemente, producendo l'opera. L'albero a gomiti inizia il suo secondo giro con 540º.
4. Nel Quarta volta abbiamo il pistone in basso e i gas di combustione che riempiono il cilindro. Le valvole di scarico si aprono e il pistone si rialza espellendole. Al termine di questa fase, l'albero motore compie il suo secondo giro perché ha ruotato di 720º. La camera di combustione è pronta per riprendere il ciclo con la prima volta.

Con quale mix funziona?

Come abbiamo indicato in precedenza, un motore a due tempi brucia una miscela di aria, carburante e olio. Tuttavia, nei motori a quattro tempi questa miscela lo è Composto solo da aria e carburante. Il rapporto corretto in condizioni ideali per a benzina è 14,7 grammi di aria per ogni grammo di carburante (14,7/1). Queste quantità sono note come miscela stechiometrica o ideale.

Durante i motori diesel questo rapporto è leggermente diverso, con una quantità d'aria leggermente inferiore: 14,5 grammi di aria per ogni grammo di gasolio. Queste miscele cercano di ottenere la quantità di ossigeno necessaria per bruciare tutto il carburante che entra nella camera di combustione. Se la proporzione non è corretta, la combustione non sarà di buona qualità e verranno prodotti più fumo ed emissioni.

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Perché il motore di un'auto è a quattro tempi?

La scelta dei motori a quattro tempi per le auto è perché consumare meno benzina e olio rispetto ai due colpi. Cioè, emettono meno gas e quindi inquinano meno quelli. Inoltre, poiché producono solo un'esplosione ogni due giri dell'albero a gomiti, sono più silenziosi, loro hanno meno vibrazioni e sono più facile da refrigerare. Quindi lo sono anche loro più affidabile e durevole.

Immagini 1 e 3 – Robyn Gallant, Tim Dobbelaere