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Corso di: Dinamica e Controllo delle Macchine Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia Corso di Laurea Triennale in Ingegneria Elettronica ed in.

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1 Corso di: Dinamica e Controllo delle Macchine Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia Corso di Laurea Triennale in Ingegneria Elettronica ed in Ingegneria Informatica A.A. 2005/2006 – II Periodo di lezione Docente: Prof. Giuseppe Cantore Introduzione ai Motori a Combustione Interna 1

2 2 TESTI DI RIFERIMENTO 1)MACCHINE – Appunti tratti dalle lezioni del Prof. Giuseppe Cantore – Autore: Prof. Giuseppe Cantore – Casa editrice Progetto Leonardo – Bologna 2)Appunti e dispense forniti dal docente

3 Introduzione ai Motori a Combustione Interna 3 MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA Classificazione: Modo di avviare la combustione Durata del ciclo Natura del combustibile Alimentazione dellaria Alimentazione del combustibile Regolazione del carico Tipo di moto delle parti in movimento Sistema di raffreddamento

4 Introduzione ai Motori a Combustione Interna 4 MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA Classificazione: Modo di avviare la combustione Accensione comandata (da una scintilla) Accensione spontanea (per compressione)

5 Introduzione ai Motori a Combustione Interna 5 MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA Classificazione: Durata del ciclo descritto Ciclo completo in quattro corse del pistone: 4 TEMPI Ciclo completo in due corse del pistone: 2 TEMPI

6 Introduzione ai Motori a Combustione Interna 6 MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA Classificazione: Natura del combustibile usato BenzinaGasolioAlcoolOlio combustibile Gas Doppio Combustibile (gas come base e liquido per avviare la combustione) Motore poli-combustibile

7 Introduzione ai Motori a Combustione Interna 7 MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA Classificazione: Alimentazione dellaria Motore aspirato Motore sovralimentato Motore turbocompresso

8 Introduzione ai Motori a Combustione Interna 8 MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA Classificazione: Alimentazione del combustibile Motore a carburazione Motore a iniezione nel cilindro (diretta) Motore a iniezione nei collettori di aspirazione (indiretta)

9 Introduzione ai Motori a Combustione Interna 9 MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA Classificazione: Regolazione del carico per variazione della composizione della miscela (regolando la quantità di combustibile) della quantità di carica introdotta per ciclo (di composizione pressoché costante) per combinazione dei due metodi precedenti

10 Introduzione ai Motori a Combustione Interna MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA Classificazione: Tipo di moto delle parti del motore in movimento AlternativoRotatorioOscillante 10

11 Introduzione ai Motori a Combustione Interna MOTORI A COMBUSTIONE INTERNA Classificazione: Sistema di raffreddamento Ad ariaA liquidoMotore adiabatico 11

12 Introduzione ai Motori a Combustione Interna 12 MOTORE ALTERNATIVO Architettura di un motore alternativo a 4 tempi

13 Introduzione ai Motori a Combustione Interna 13 GRANDEZZE GEOMETRICHE E CINEMATICHE CARATTERISTICHE Punto Morto Inferiore (PMI): posizione angolare in corrispondenza della quale il pistone si trova più lontano dalla testa; Punto Morto Superiore (PMS): posizione angolare in corrispondenza della quale il pistone si trova più vicino alla testa; Alesaggio D: diametro interno del cilindro ;

14 Introduzione ai Motori a Combustione Interna 14 GRANDEZZE GEOMETRICHE E CINEMATICHE CARATTERISTICHE Corsa C: spazio percorso dallasse dello spinotto nel passaggio da un punto morto allaltro coprendo un angolo di manovella di 180°; la corsa è dunque pari a due volte il raggio di manovella, R m ; Volume totale del cilindro V t : è il volume compreso fra la testa ed il pistone quando questo si trova al PMI ed è uguale al massimo volume del cilindro;

15 Introduzione ai Motori a Combustione Interna 15 GRANDEZZE GEOMETRICHE E CINEMATICHE CARATTERISTICHE Volume della camera di combustione V 0 : è il volume compreso fra la testa ed il pistone quando questo si trova al PMS ed è uguale al minimo volume del cilindro; Cilindrata unitaria V c : volume spazzato dal pistone nella sua corsa dal PMS al PMI;

16 Introduzione ai Motori a Combustione Interna 16 GRANDEZZE GEOMETRICHE E CINEMATICHE CARATTERISTICHE Rapporto volumetrico di compressione, : rapporto fra il volume totale del cilindro ed il volume della camera di combustione, ossia: Tipici valori del rapporto di compressione sono compresi tra 8 e 12 per i motori AS e tra 12 e 24 per i motori AC

17 Introduzione ai Motori a Combustione Interna 17 GRANDEZZE GEOMETRICHE E CINEMATICHE CARATTERISTICHE Angolo di manovella, : angolo descritto dalla rotazione della manovella a partire dal PMS; indicata con la velocità di rotazione dellalbero motore e con n il suo numero di giri nellunità di tempo si ha:

18 Introduzione ai Motori a Combustione Interna 18 GRANDEZZE GEOMETRICHE E CINEMATICHE CARATTERISTICHE Rapporto corsa/alesaggio, C/D: solitamente nel campo dellautotrazione vengono assunti valori prossimi allunità per ragioni di ingombro e di peso. Tuttavia non è raro trovare motori a corsa corta, i quali presentano diversi vantaggi rispetto ad un motore a corsa lunga di pari cilindrata riassumibili in: incremento della potenza (la potenza aumenta con il quadrato del diametro e solo con lesponente 0.5 della corsa)

19 Introduzione ai Motori a Combustione Interna 19 GRANDEZZE GEOMETRICHE E CINEMATICHE CARATTERISTICHE Rapporto corsa/alesaggio, C/D: solitamente nel campo dellautotrazione vengono assunti valori prossimi allunità per ragioni di ingombro e di peso. Tuttavia non è raro trovare motori a corsa corta, i quali presentano diversi vantaggi rispetto ad un motore a corsa lunga di pari cilindrata riassumibili in: possibilità di un migliore alloggiamento delle valvole, possibilità di adottare valvole di maggior diametro, etc.

20 Introduzione ai Motori a Combustione Interna 20 GRANDEZZE GEOMETRICHE E CINEMATICHE CARATTERISTICHE Rapporto corsa/alesaggio, C/D: daltra parte i motori a corsa lunga offrono anchessi dei vantaggi soprattutto dal punto di vista termico: camere di combustione più raccolte; più elevati rendimenti; migliore raffreddamento del pistone e del cilindro (maggiore rapporto superficie/volume)

21 Introduzione ai Motori a Combustione Interna NOMENCLATURA MANOVELLISMO 21

22 Introduzione ai Motori a Combustione Interna SPOSTAMENTO DEL PISTONE 22 Ponendo

23 Introduzione ai Motori a Combustione Interna SPOSTAMENTO DEL PISTONE 23 Inoltre si può ricavare: Legge di spostamento del pistone:

24 Introduzione ai Motori a Combustione Interna NOMENCLATURA MANOVELLISMO 24

25 Introduzione ai Motori a Combustione Interna SPOSTAMENTO DEL PISTONE 25 Spostamento del pistone s p : ponendo: R m = raggio di manovella L b = lunghezza di biella C = corsa

26 Introduzione ai Motori a Combustione Interna VELOCITÀ DEL PISTONE 26 Velocità media del pistone v mp : Velocità del pistone v p : n = regime di rotazione del motore

27 Introduzione ai Motori a Combustione Interna ACCELERAZIONE DEL PISTONE 27 Velocità del pistone semplificata: Accelerazione del pistone a p : = velocità angolare del motore

28 Introduzione ai Motori a Combustione Interna ESEMPIO APPLICATIVO 28

29 Introduzione ai Motori a Combustione Interna ESEMPIO APPLICATIVO SPOSTAMENTO DEL PISTONE 29

30 Introduzione ai Motori a Combustione Interna ESEMPIO APPLICATIVO VELOCITÀ DEL PISTONE 30

31 Introduzione ai Motori a Combustione Interna ESEMPIO APPLICATIVO ACCELERAZIONE DEL PISTONE 31

32 Introduzione ai Motori a Combustione Interna 32 PARAMETRI MOTORE

33 Introduzione ai Motori a Combustione Interna 33 PARAMETRI MOTORE


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