Quando tutto brucia

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La combustione è frutto di una reazione chimica. L’espansione dei gas, dovuti al rapido innalzamento della temperatura, genera un’energia meccanica. All’interno della camera di combustione aumenta in modo quasi istantaneo la pressione su tutte le pareti ed essendo il pistone l’unica parte mobile del sistema, questi spingono sul cielo del medesimo. Saranno poi i manovellismi a trasformare l’energia lineare in energia rotatoria.

Perché avvenga una combustione bisogna che si generi una determinata condizione: tutta la miscela presente nella camera di combustione deve essere omogenea in ogni singolo punto.

Per rendere omogeneo un fluido, quale è la miscela di aria e benzina, è necessario rendere vorticoso il flusso in ingresso e durante tutta la fase di compressione.

Si incomincia dal condotto di aspirazione che per i motori a benzina deve essere non perfettamente liscio (da bandire assolutamente i condotti cromati) per creare dei microvortici, i quali terranno le piccolissime gocce di benzina in sospensione e separate tra di loro (più sono piccole le gocce di benzina più bruceranno in fretta) e di diametro adeguato per mantenere una velocità di flusso quanto più alta possibile.

Per i motori Diesel sarà sufficiente un diametro adeguato. Infatti questo aspirano solamente aria e ne deve solo entrare tanta (la combustione avviene in ambiente con eccesso di aria).

Nel motore due tempi l’ammissione avviene nel carter e tra manovellismi in movimento e onde di pressione e depressione la omogenea miscelazione è praticamente assicurata. Tuttavia, l’orientamento delle luci di ammissione diventa importante per creare quelle correnti che ripuliscono la camera di combustione dai gas esausti. Per cui dovranno generare dei vortici che agevolino una corrente verso lo scarico (parte della miscela fresca verrà restituita dalla conformazione dell’impianto).

Nei motori a quattro tempi è necessario studiare l’orientamento dei condotti di aspirazione, infatti questi devono generare delle turbolenze adeguate al tipo di motore (nei Diesel ad alte prestazioni si arriva a formare per fusione dei condotti a chiocciola per dare adeguata turbolenza sotto l’iniettore).

Se la turbolenza si sviluppa sul piano orizzontale parallelo al cielo del pistone, questo prende il nome di “effetto Swirl”. Se il turbinio è invece sul piano perpendicolare al cielo del pistone il movimento si chiama “effetto Tumbling”.

Un corretto bilanciamento tra i due effetti influirà sulla coppia e sulla potenza del motore. Il prevalere di un effetto sull’altro è dato dalla conformazione e dall’inclinazione dei condotti di aspirazione.

Quando il pistone raggiunge il punto morto superiore sovente sfiora la testata. Negli spazi che pistone e testa lasciano liberi e dove quasi si toccano i gas si comprimono e schizzano velocemente verso l’ambiente più amplio della camera di combustione che nonostante l’aumentata pressione riescono ancora a turbinare e a miscelarsi. Questo è detto effetto “Squish”.

Lo Zingaro.

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