Pool fire nei motori a combustione interna

Già nel 1989 Quader osservava che in caso di avviamento a freddo o funzionamento a pieno carico, l’arricchimento eccessivo della miscela può portare ad emissioni di fumo anche nei motori ad iniezione indiretta.
L’uso di miscele molto ricche può portare al formarsi di depositi di combustibile sulle pareti che potrebbero non evaporare completamente durante le fasi del ciclo specialmente nell’avviamento a freddo (accumulo di frazioni più pesanti).

La presenza di combustibile liquido può originare fiamme diffusive (pool fire) la cui collocazione dipende dalle strategie di iniezione adottate

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Motori 2 tempi e 4 tempi

Ecco lo schema di funzionamento di motori 2 tempi e 4 tempi, come potrete notare, il 2 tempi è molto più snello, ma comporta delle perdite di carica:

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la combustione nel motore endotermico

La combustione è un complesso processo di natura fisica e chimica, attraverso il quale il combustibile si ossida liberando calore. 11 suo inizio, sviluppo e completamento dipendono dalle caratteristiche e dalla velocità delle reazioni chimiche, dalle condlzioni di trasporto di massa e di energia che si verificano nella zona di reazione e dallo scambio di calore con l'ambiente circostante. La velocità di combustione, ossia la rapidità con cui avvengono le reazioni di ossidazione del combustibile, può essere misurata: -dalla velocità con cui si consumano (variazione nel tempo delle relative concentrazioni) i reagenti iniziali (combustibile o ossigeno); -dalla velocità di formazione dei prodotti di ossidazione; -dalla rapidità con cui viene liberato il calore da parte delle reazioni chimiche globalmente esotermiche. L'ultimo criterio sintetizza l'intero processo, mostrandosi così conveniente per una sua descrizione semplificata, mirata ad applicazioni pratiche. cit. Ferrari: Motori A Combustione Interna

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consumi dichiarati dalle case automobilistiche

Spesso si leggono sulle varie riviste di motori dei valori di consumo dichiarati dalle case produttrici di automobili che non risultano allineati con la realtà. La ragione di ciò sta nei criteri di valutazione utilizzati per determinare tali valori. Il New European Driving Cycle prevede un ciclo descritto dal seguente diagramma:

Come si nota dall'immagine precedente, il consumo viene valutato in 1180 secondi, in cui la velocità varia simulando 4 volte un ciclo urbano, ed una volta extra urbano, raggiungendo la velocità massima di 120 Km/h ed una velocità media pari a 33,6 Km/h. Per ottenere i consumi dichiarati bisogna simulare esattamente quel ciclo, cosa praticamente impossibile.

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Motori Turbo, la sovralimentazione

Ormai molto diffusi nei motori per autotrazione, i motori turbo rappresentano una tecnologia molto utilizzata.
L'obbiettivo dell'utilizzo di un gruppo turbocompressore, detto in genere erroneamente turbina, è quello di immettere all'interno del cilindro una quantità di aria superiore a quella che entrerebbe per semplice depressione.
Per immettere un quantitativo superiore di aria a parità di volume, è necessario comprimerla, quindi il vero organo che favorisce le prestazioni del motore è un piccolo compressore. Per azionare questo compressore è presente una turbina coassiale che sfrutta l'espansione dei gas di scarico per ruotare.

Naturalmente l'aumento della sola aria all'interno del cilindro non può di per se migliorare le prestazioni di un motore, ma è necessario aumentare in maniera proporzionale anche la quantità di combustibile (benzina, gasolio ecc.) quindi aumentare i consumi.

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Motore a scoppio e Diesel

Il motore alternativo, si caratterizza per la tipologia del suo ciclo di funzionamento in motore a ciclo otto (detto comunemente a scoppio) e motore a ciclo Diesel. I motore inoltre possono essere a 2 o 4 tempi.
Con lo scopo di stabilire i campi di impiego più indicati per ciascuna categoria di motore, conviene effettuare un confronto tra le prestazioni offerte dai principali tipi appena visti - motori a quattro tempi e a due tempi. La prima differenza che appare evidente in un confronto tra le caratteristiche del motore Otto e quelle del Diesel, è costituita dal più elevato peso di quest'ultimo, in rapporto alla potenza sviluppata. Questo fatto deriva principalmente dai più elevati rapporti di compressione necessari per portare la pressione e la temperatura dell'aria a valori sufficientemente elevati da fare autoaccendere il combustibile, nel momento in cui viene iniettato nel cilindro. Gli organi del motore devono essere dimensionati per resistere a valori di pressione pressoché doppi in fase di compressione e di combustione, per cui risultano necessariamente (a parità di materiale usato) più pesanti. Se si tiene poi presente il fatto che nel Diesel si fa minore uso delle leghe leggere (per problemi di resistenza meccanica e di durata dei componenti e che la potenza specifica per unità di cilindrata è nettamente più bassa, si comprende come tale differenza sia ulteriormente esasperata, portando il rapporto peso/potenza del Diesel a valori circa tripli di quelli dell'Otto.
Ulteriore svantaggio del Diesel, è la qualità della combustione che lo caratterizza, che tende ad innescare vibrazioni nella struttura del motore, rendendolo più rumoroso e facendo si che la sua installazione risulti più difficile e costosa. I vantaggi del motore Diesel sono invece: 1. ha un migliore rendimento globale 2. utilizza dei combustibili (gasolio, olio combustibile, ecc.) meno pregiati da un punto di vista energetico, perché la loro produzione in raffineria richiede un minor dispendio di energia o hanno talvolta il carattere di residui di altre lavorazioni. Questo aspetto, unito ai minori consumi specifici di combustibile evidenziati al punto precedente, contribuisce ulterionnente a rendere più economica la gestione del motore. Ne deriva che il Diesel trova un suo naturale campo di applicazione in tutti quei settori in cui il costo di esercizio del motore risulta prevalente rispetto ai problemi di peso e di ingombro. Questo ha fatto sì che il Diesel coprisse la gamma delle potenze medie ed alte, tipiche dei motori a combustione interna, affermandosi principalmente come mezzo di propulsione nel settore dei: trasporti industriali su strada, mezzi agricoli, macchine per il movimento terra, mezzi ferroviari e navali; nonché come generatore di potenza in impianti fissi.
Il motore Otto risulta, invece, particolarmente indicato per coprire il campo delle basse potenze, trovando impiego in tutte quelle applicazioni (mezzi di trasporto leggeri ed impianti mobili di bassa potenza) dove i fattori: elevata potenza specifica, leggerezza, contenute dimensioni e dolcezza di funzionamento, risultano prevalenti.

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