Il motore a scoppio è un'invenzione degli italiani Felice Matteucci ed Eugenio Barsanti, risalente al 1853. In seguito, grazie all'ingegnere tedesco Nikolaus Otto, si è giunti all'implementazione che ha portato alla produzione dei motori a scoppio a livello industriale.
Costituzione dei motori a scoppio
Sono costituiti, fondamentalmente, da due parti:
– La parte inferiore, chiamata blocco motore, chiusa nel fondo dalla coppa dell'olio e dove hanno sede organi fondamentali come i cilindri e l'albero motore.
– La parte superiore, chiusa dalla testata, dove hanno sede gli organi della distribuzione, come: l'albero a camme, le valvole, gli iniettori, i condotti di scarico e le candele.
Tra la parte superiore e inferiore vi si trova un dispositivo sigillante, detto guarnizione, che serve a tenere insieme in modo ottimale le due parti del motore, nonché a evitare che nei cilindri penetrino l'olio e il liquido refrigerante.
Per iniziare il viaggio all'interno del motore a scoppio, osserviamo l'attività dei cilindri, che troviamo nel blocco motore: in essi si compie quel piccolo miracolo, migliaia e migliaia di volte, che permette al veicolo di muoversi e sfrecciare a tutte le velocità.
All'interno dei cilindri scorrono, dall'alto in basso e viceversa, i pistoni: questi ultimi sono imperniati, nella parte inferiore, alle bielle che, a loro volta, sono collegate all'albero motore.
A loro volta le bielle sono collegate ai pistoni con gli spinotti e all'albero motore con le bronzine. Inoltre, non si possono non menzionare i bilancieri, collegati all'albero motore, i quali hanno il prezioso compito di bilanciare, appunto, e sincronizzare il movimento di tutto l'insieme
Tornando ai pistoni, questi presentano degli incavi lungo la loro circonferenza dove si trovano inserite le fasce elastiche.
Le fasce sono di diverse dimensioni e hanno il compito di lasciar passare un filo, d'olio nel movimento in salita del pistone, e tirarlo via del tutto nel movimento dello stesso in discesa. Ciò è finalizzato allo scorrimento del pistone nel cilindro, altrimenti il motore grippa.
Per continuare, ci spostiamo per un'attimo a osservare la testata, dove si trovano gli organi di distribuzione, cioè le valvole, gli iniettori, i condotti di scarico e le candele. Tali organi ricoprono un ruolo essenziale per l'immissione della miscela aria-benzina nei cilindri, al fine di ottenere lo scoppio.
L'albero motore e la testata sono collegate tra loro dalla cinghia di distribuzione. A quest'ultima si deve il movimento sia dell'albero motore, presente nel blocco motore, che dell'albero a camme, presente nella testata. L'albero a camme, sua volta, muove le valvole in sincronia col movimento dei pistoni.
Come funziona
Il funzionamento del motore a scoppio lo si può discernere in quattro fasi:
1) In prima battuta, i pistoni scendono e le valvole si aprono, in risposta al movimento in sincronia che domina tutto l'insieme. In tale frangente, nel cilindro cala una certa quantità di miscela aria-benzina (o titolo) portata dagli iniettori attraverso le valvole.
2) In risposta al movimento sincrono dell'insieme, il pistone risale comprimendo la miscela aria-benzina.
3) La compressione di tali elementi va a sollecitare la candela, la quale, a sua volta reagisce producendo il classico scoppio. Il pistone, sospinto dalla piccolissima deflagrazione dello scoppio, torna sparato verso il basso. E, da qui, si ritorna alla prima fase per ripetere lo stesso ciclo all'infinito.
4) in contemporanea con la terza fase, si verifica l'apertura delle valvole dei condotti di scarico per espellere i gas bruciati verso l'esterno, attraverso la marmitta.
Azione degli organi di trasmissione
Il movimento delle ruote motrici, che si verifica quando si preme il pedale dell'acceleratore, è la conseguenza estrema della combustione, o scoppio, che si verifica nei cilindri, descritta nei precedenti paragrafi.
Il pistone, in reazione all'energia termica prodotta dallo scoppio, retrocede verso il basso. Proprio questo ritorno muove l'albero motore, innescando l'energia meccanica che si diparte in tutti gli ingranaggi fino ad arrivare alle ruote motrici. Ed è così che il veicolo si muove in risposta alla pressione dei comandi, portandoci dove vogliamo.
Una volta giunti a destinazione (o dovendoci fermare ai semafori, agli incroci o per qualsiasi altra ragione), bisogna frenare. Affinché si produca la frenata, deve verificarsi essenzialmente la ritrasformazione dell'energia meccanica, che ha mosso le ruote, in energia termica: ciò si verifica in virtù del calore sviluppato dall'attrito che esercitano le guarnizioni dei freni, le quali rallentano le ruote fino a fermarle del tutto.
