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Motore a ciclo Otto a quattro tempi

Motore a ciclo Otto a quattro tempi

Questa animazione illustra il tipo di motore più comunemente utilizzato nelle automobili.

Fisica

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Scene

Motore

  • blocco motore - Blocco di metallo che contiene le parti operanti del motore.
  • cambio di velocità - Regola il rapporto di trasmissione dal motore all'albero di trasmissione. Modifica il numero di giri delle ruote motrici durante un giro dell'albero albero a gomiti del motore. Con la marcia bassa l'uscita della potenza del motore è elevata, ma la velocità è bassa, con la marcia alta la macchina è più veloce e consuma meno carburante, ma accelera più lentamente.
  • filtro dell'aria - Questo filtro pulisce l'aria che fluisce nella camera di combustione del motore. L'ossigeno è necessario affinchè il processo di combustione abbia luogo.
  • collettore di aspirazione - L'aria, necessaria affinché la combustione abbia luogo, fluisce nel cilindro attraverso questa apertura.
  • collettore di scarico - I gas di scarico vengono espulsi attraverso il tubo di scappamento.
  • cinghia di distribuzione - Trasmette la rotazione dall'albero a gomiti del motore all'albero a camme.
  • spinterogeno - Assicura il funzionamento coordinato delle candele.

Operazione

  • luce di aspirazione - L'aria fluisce nella camera di combustione (la parte superiore del cilindro) attraverso questa apertura.
  • candela - Fa detonare la miscela di aria e benzina, con conseguente movimento del pistone.
  • luce di scarico - I gas di scarico vengono espulsi attraverso il tubo di scappamento.
  • valvola di aspirazione - La sua apertura e la sua chiusura sono coordinate dal movimento del pistone. Si apre nella prima fase, quando il pistone che si muove verso il basso crea una diminuzione della pressione all'interno del cilindro, aspirando la miscela.
  • valvola di scarico - L'apertura e la chiusura sono coordinate dal movimento del pistone. Si apre nella quarta fase, quando il pistone che si muove verso l'alto espelle i gas di scarico.
  • pistone - Il suo moto alternato fa ruotare l'albero a gomiti. La detonazione del carburante provoca lo spostamento del pistone verso il basso. In seguito, l'inerzia della rotazione dell'albero a gomiti provoca il movimento verso l'alto, verso il basso e poi nuovamente verso l'alto. Infine segue un'altra iniezione.
  • cilindro - La combustione forza il pistone a muoversi verso il basso all'interno del cilindro.
  • biella
  • albero a gomiti - Il moto alternato del pistone provoca la rotazione dell'albero a gomiti.

Fase 1

  • luce di aspirazione - L'aria fluisce nella camera di combustione (la parte superiore del cilindro) attraverso questa apertura.
  • candela - Fa detonare la miscela di aria e benzina, con conseguente movimento del pistone.
  • luce di scarico - I gas di scarico vengono espulsi attraverso il tubo di scappamento.
  • valvola di aspirazione - La sua apertura e la sua chiusura sono coordinate dal movimento del pistone. Si apre nella prima fase, quando il pistone che si muove verso il basso crea una diminuzione della pressione all'interno del cilindro, aspirando la miscela.
  • valvola di scarico - L'apertura e la chiusura sono coordinate dal movimento del pistone. Si apre nella quarta fase, quando il pistone che si muove verso l'alto espelle i gas di scarico.
  • pistone - Il suo moto alternato fa ruotare l'albero a gomiti. La detonazione del carburante provoca lo spostamento del pistone verso il basso. In seguito, l'inerzia della rotazione dell'albero a gomiti provoca il movimento verso l'alto, verso il basso e poi nuovamente verso l'alto. Infine segue un'altra iniezione.
  • cilindro - La combustione forza il pistone a muoversi verso il basso all'interno del cilindro.
  • biella
  • albero a gomiti - Il moto alternato del pistone provoca la rotazione dell'albero a gomiti.

Fase 2

  • luce di aspirazione - L'aria fluisce nella camera di combustione (la parte superiore del cilindro) attraverso questa apertura.
  • candela - Fa detonare la miscela di aria e benzina, con conseguente movimento del pistone.
  • luce di scarico - I gas di scarico vengono espulsi attraverso il tubo di scappamento.
  • valvola di aspirazione - La sua apertura e la sua chiusura sono coordinate dal movimento del pistone. Si apre nella prima fase, quando il pistone che si muove verso il basso crea una diminuzione della pressione all'interno del cilindro, aspirando la miscela.
  • valvola di scarico - L'apertura e la chiusura sono coordinate dal movimento del pistone. Si apre nella quarta fase, quando il pistone che si muove verso l'alto espelle i gas di scarico.
  • pistone - Il suo moto alternato fa ruotare l'albero a gomiti. La detonazione del carburante provoca lo spostamento del pistone verso il basso. In seguito, l'inerzia della rotazione dell'albero a gomiti provoca il movimento verso l'alto, verso il basso e poi nuovamente verso l'alto. Infine segue un'altra iniezione.
  • cilindro - La combustione forza il pistone a muoversi verso il basso all'interno del cilindro.
  • biella
  • albero a gomiti - Il moto alternato del pistone provoca la rotazione dell'albero a gomiti.

Fase 3

  • luce di aspirazione - L'aria fluisce nella camera di combustione (la parte superiore del cilindro) attraverso questa apertura.
  • candela - Fa detonare la miscela di aria e benzina, con conseguente movimento del pistone.
  • luce di scarico - I gas di scarico vengono espulsi attraverso il tubo di scappamento.
  • valvola di aspirazione - La sua apertura e la sua chiusura sono coordinate dal movimento del pistone. Si apre nella prima fase, quando il pistone che si muove verso il basso crea una diminuzione della pressione all'interno del cilindro, aspirando la miscela.
  • valvola di scarico - L'apertura e la chiusura sono coordinate dal movimento del pistone. Si apre nella quarta fase, quando il pistone che si muove verso l'alto espelle i gas di scarico.
  • pistone - Il suo moto alternato fa ruotare l'albero a gomiti. La detonazione del carburante provoca lo spostamento del pistone verso il basso. In seguito, l'inerzia della rotazione dell'albero a gomiti provoca il movimento verso l'alto, verso il basso e poi nuovamente verso l'alto. Infine segue un'altra iniezione.
  • cilindro - La combustione forza il pistone a muoversi verso il basso all'interno del cilindro.
  • biella
  • albero a gomiti - Il moto alternato del pistone provoca la rotazione dell'albero a gomiti.

Fase 4

  • luce di aspirazione - L'aria fluisce nella camera di combustione (la parte superiore del cilindro) attraverso questa apertura.
  • candela - Fa detonare la miscela di aria e benzina, con conseguente movimento del pistone.
  • luce di scarico - I gas di scarico vengono espulsi attraverso il tubo di scappamento.
  • valvola di aspirazione - La sua apertura e la sua chiusura sono coordinate dal movimento del pistone. Si apre nella prima fase, quando il pistone che si muove verso il basso crea una diminuzione della pressione all'interno del cilindro, aspirando la miscela.
  • valvola di scarico - L'apertura e la chiusura sono coordinate dal movimento del pistone. Si apre nella quarta fase, quando il pistone che si muove verso l'alto espelle i gas di scarico.
  • pistone - Il suo moto alternato fa ruotare l'albero a gomiti. La detonazione del carburante provoca lo spostamento del pistone verso il basso. In seguito, l'inerzia della rotazione dell'albero a gomiti provoca il movimento verso l'alto, verso il basso e poi nuovamente verso l'alto. Infine segue un'altra iniezione.
  • cilindro - La combustione forza il pistone a muoversi verso il basso all'interno del cilindro.
  • biella
  • albero a gomiti - Il moto alternato del pistone provoca la rotazione dell'albero a gomiti.

Costruzione

  • radiatore - Durante il funzionamento del motore il liquido di raffreddamento si riscalda per poi rilasciare il calore nell'ambiente.
  • motore
  • cambio di velocità - Regola il rapporto di trasmissione dal motore all'albero di trasmissione. Modifica il numero di giri delle ruote motrici durante un giro dell'albero a gomiti del motore. Con la marcia bassa l'uscita della potenza del motore è elevata, ma la velocità è bassa, con la marcia alta la macchina è più veloce e consuma meno carburante, ma accelera più lentamente.
  • albero di trasmissione - Trasmette il moto rotatorio dell'albero a gomiti alle ruote.
  • serbatoio della benzina - La benzina è il carburante utilizzato nel motore a quattro tempi. Un attributo importante della benzina è il numero di ottano. Più è alto, maggiore sarà il suo punto di ebollizione, quindi può essere compresso di più, con conseguente aumento dell'efficienza.
  • cambio differenziale - Quando azionato, consente alle ruote motrici di ruotare a velocità diverse durante le curve.
  • albero condotto - La rotazione dell'albero a gomiti del motore viene trasmessa all'albero di trasmissione.
  • tubo di scappamento - I gas di scarico vengono espulsi attraverso il tubo di scappamento.

Cilindri

  • albero a gomiti - Viene guidato dai pistoni. La sua rotazione è trasmessa dall'albero di trasmissione all'albero condotto e all'albero a camme che, tramite la cinghia di distribuzione, aziona le valvole.
  • albero a camme - La sua rotazione ritmica garantisce il funzionamento delle valvole. La rotazione dell'albero a camme viene comandato dall'albero a gomiti mediante la cinghia di distribuzione.
  • pistone - Il suo moto alternato fa ruotare l'albero a gomiti.
  • valvole - Coordinano l'entrata della miscela di aria e benzina e l'uscita dei gas di scarico. Sono azionati dall'albero a gomiti tramite la cinghia di distribuzione.

Animazione

  • cambio di velocità - Regola il rapporto di trasmissione dal motore all'albero di trasmissione. Modifica il numero di giri delle ruote motrici durante un giro dell'albero a gomiti del motore. Con la marcia bassa l'uscita della potenza del motore è elevata, ma la velocità è bassa, con la marcia alta la macchina è più veloce e consuma meno carburante, ma accelera più lentamente.
  • albero di trasmissione - Trasmette il moto rotatorio dell'albero a gomiti alle ruote.
  • albero a gomiti - Viene guidato dai pistoni. La sua rotazione è trasmessa dall'albero di trasmissione all'albero condotto e all'albero a camme che, tramite la cinghia di distribuzione, aziona le valvole.
  • albero a camme - La sua rotazione ritmica garantisce il funzionamento delle valvole. La rotazione dell'albero a camme viene comandato dall'albero a gomiti mediante la cinghia di distribuzione.
  • pistone - Il suo moto alternato fa ruotare l'albero a gomiti.
  • valvola di aspirazione - La sua apertura e la sua chiusura sono coordinate dal movimento del pistone. Si apre nella prima fase, quando il pistone che si muove verso il basso crea una diminuzione della pressione all'interno del cilindro, aspirando la miscela.
  • valvola di scarico - L'apertura e la chiusura sono coordinate dal movimento del pistone. Si apre nella quarta fase, quando il pistone che si muove verso l'alto espelle i gas di scarico.
  • pistone - Il suo moto alternato fa ruotare l'albero a gomiti. La detonazione del carburante provoca lo spostamento del pistone verso il basso. In seguito, l'inerzia della rotazione dell'albero a gomiti provoca il movimento verso l'alto, verso il basso e poi nuovamente verso l'alto. Infine segue un'altra iniezione.
  • cilindro - La combustione forza il pistone a muoversi verso il basso all'interno del cilindro.
  • albero a gomiti - Il moto alternato del pistone provoca la rotazione dell'albero a gomiti.

Narrazione

Sappiamo che le automobili sono alimentate dai motori, ma come riescono a fare ciò? Il movimento di rotazione dell'albero a gomiti di un motore viene trasmesso alle ruote dall'albero di trasmissione. Il cambio varia il numero di giri delle ruote motrici rispetto ai giri dell'albero motore. Con le marce basse l'uscita di potenza del motore è elevata ma la velocità è bassa, al contrario, con le marce alte la macchina è più veloce, utilizza meno carburante ma accelera più lentamente.

Il tipo più comune di motore utilizzato nelle automobili è il motore a ciclo Otto a quattro tempi.

In questo tipo di motore si converte il moto verticale alternato dei pistoni nella rotazione dell'albero a gomiti. L'albero a gomiti aziona l'albero di trasmissione e l'albero a camme attraverso la cinghia di distribuzione. L'albero a camme aziona le valvole in maniera ritmica e coordinata, le quali con la loro apertura e chiusura, garantiscono l'aspirazione del combustibile e l'espulsione dei gas di scarico.

La prima fase è l'aspirazione. Il pistone si muove verso il basso facendo diminuire la pressione nel cilindro. La valvola di aspirazione si apre facendo entrare nel cilindro la miscela di aria e carburante proveniente dal carburatore.

La seconda fase è la compressione: sia le valvole di aspirazione che di scarico sono chiuse. L'inerzia dell'albero a gomiti ed il contrappeso provocano lo spostamento del pistone verso l'alto. Viene così compressa la miscela di aria e combustibile provocando un aumento della temperatura.

La terza fase è l'espansione. La candela fa detonare la miscela, compressa e riscaldata, di combustibile e aria. La detonazione spinge il pistone verso il basso.

La quarta fase è lo scarico. Il pistone si muove verso l'alto, mentre la valvola di scarico si apre facendo fuoriuscire i gas di scarico.

Come potete vedere, il movimento alternato e lineare del pistone è convertito in movimento di rotazione dell'albero a gomiti del motore. L'energia necessaria per muovere il pistone è fornita dalla combustione del combustibile. Il carburante utilizzato dal motore a quattro tempi è la benzina. Un attributo importante della benzina è il numero di ottano. Più è alto questo numero, maggiore è il suo punto di ebollizione. Pertanto può essere compresso maggiormente, con conseguente aumento dell'efficienza.

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