Motore

Ilmotoreè un dispositivo capace di trasformare una sorgente dienergia,che può essere in formachimica(in presenza di uncombustibile),elettricaotermica,in un'energia meccanicaolavoromeccanicocontinui(i dispositivi capaci di questa trasformazione in modo impulsivo e discontinuo sono dettiattuatori;muscolipiezoelettrici,elettrovalvole,relèecc.), tipicamente impiegato in ambito applicativo con finalità dipropulsioneper veicoli di vario tipo.

Storia

AnticoMotore a combustione interna

Uno dei primi motori come viene inteso oggi fu lamacchina a vapore,in cui viene prodotto delvapored'acqua surriscaldato in unacaldaiache poi, espandendosi in un cilindro, produce una spinta su unpistone.Tale moto, reso alternativo con altri accorgimenti meccanici, può essere trasferito a unaruotao ad unvolanoattraverso unmeccanismo biella-manovella,in modo da rendere possibile il movimento del veicolo.

Nel corso delXIX secololenavi a vaporesostituirono i velieri e verso la fine dello stesso secolo lo sviluppo delmotore a combustione internarese possibile il grande sviluppo dell'industria automobilistica e, in seguito, la nascita dell'industria aeronautica. Dopo laseconda guerra mondiale,l'impiego per il volo aeronautico richiese lo sviluppo deimotori a getto,mentre la nascita del volo spaziale permise il grande sviluppo deimotori a razzoe, in particolare delmotore a razzo chimico.

Negli ultimi anni, le esigenze del volo interplanetario stanno guidando la ricerca verso nuove soluzioni, in particolare nel campo dei motori a razzo a propulsionenon chimicacome levele spaziali.Nel campo dei motori per applicazioni automobilistiche, la ricerca è invece fortemente orientata verso soluzioni che riducano i consumi e le emissioni di sostanze inquinanti nell'ambiente.

Descrizione

Definizione

In senso filosofico, un motore è l'ente che causa il movimento o il cambiamento di altri enti ad esso collegati:Aristoteleparlava di "motore immobile",termine ripreso anche da altri filosofi, per indicare la causa prima dell'universo, cioè l'oggetto o il soggetto che (secondo la suafilosofia) stava al principio.

Il termineMotoreè usato anche ininformatica(motore grafico,motore di ricerca,motoredatabaseecc...) per designare unprogrammache "trasforma" automaticamente e costantemente dei dati. Più precisamente in informatica unmotoreè un programma che, nel corso del suo normale funzionamento:

non termina mai, a meno di problemi tecnici o che non venga deliberatamente arrestato;
elabora il suo output a partire da un insieme di dati e/oprocedurepredefiniti;
è pensato per essere usato da altri programmi e non direttamente da esseri umani

Principi generali

Processo dicombustioneinterna di unmotore a combustioneaquattro tempi(visibile cilindro, pistone, camera di combustione, iniettori e valvole)

Motore moderno

Tutti i motori, di qualunque genere, sono soggetti alleleggi della conservazione dell'energiae al fatto che l'energia meccanicalungo il percorso si disperde perattritoe cessione dicaloree dunque forniranno un lavoro totale minore dell'energia contenuta nelcombustibilespeso per il loro funzionamento; per esempio intermodinamicail rapporto fra il lavoro fornito e l'energia spesa da un particolare motore nel suociclo termodinamicoè il suorendimento lordo,comprendente la frazione di energia spesa per il funzionamento interno del motore stesso. Esso è sempre inferiore alrendimento termodinamico,il rendimento (non misurato, ma calcolato) per un motore identico considerato "ideale", cioè privo di dissipazione energetica interna.

In particolare, ilrendimentodeimotori termicidipende strettamente dalla temperatura iniziale e finale del loro ciclo, e per un dato salto di temperatura (∆T sarà comunque minore di quello delciclo di Carnotallo stesso ∆T). La gran parte dei motori di uso comune sono alternativi e/o rotativi, e producono lavoro sotto forma di unacoppiao unaforzasu unasse;altri producono soltanto una forza lineare.

Disposizione

Il motore può avere disposizione:

Longitudinale,quando il motore è disposto perpendicolarmente all'albero finale di rotazione che aziona o più in generale è parallelamente/assialmente allo spostamento lineare generato da esso
Trasversale,quando il motore è disposto parallelamente all'albero finale di rotazione che aziona o più in generale è perpendicolare allo spostamento lineare generato

Dispositivi di controllo

Diversi simboli di autodiagnosi

I motori termici, soprattutto quelli destinati al trasporto (auto, camion e moto), hanno più dispositivi di controllo per segnalare le diverse anomalie, tra cui:

Autodiagnosi,serve per indicare eventuali avarie del motore di varia natura.
Temperatura,controlla la temperatura massima, indicando quando si supera la soglia massima di funzionamento.
Olio,questa spia può avere significati diversi in base al tipo del motore, ma generalmente indica un livello non corretto dell'olio nella relativa vaschetta, un problema nella pressione o una cattiva qualità dello stesso.

Classificazione

Motore termico

Motore a combustione interna

Motore rotativo

Motore Bourke

Motore a pistoni opposti

Motori volumetrici(il fluido motore agisce in maniera intermittente) (Motore a pistoni)
- movimento alternativo
  - Motore ad accensione comandata,detto anchemotore a scoppio(vedi ancheciclo Ottoecarburazione)
  - Motore ad accensione spontaneaoMotore Diesel(vedi ancheciclo Dieselemotore a iniezione)
  - Motore NEVIS(Ciclo Bortone), si caratterizza per l'assenza dell'uso della biella, sostituita da unsistema camma^[1]
  - Motore Bourke
  - Motore stellare,in passato applicato sugli aerei ad elica
  - Motore a 6 fasi isovolumetrico,si caratterizza per l'assenza dell'uso della biella, sostituita da unsistema camma^[2]
  - Motore a pistoni opposti
  - Motore a pistoni oscillanti
  - Motore assiale
- movimento rotativo
- Ciclo termico
  - Motore a due tempi
  - Motore a quattro tempi
  - Motore ibrido a due/quattro tempi
  - Diesotto
  - Motore a cinque tempi^[3]^[4]
  - Motore a sei tempi
  - Motore a sette tempi,tipo di motore mai applicato nella realtà

Motore a getto

Motore a razzodelloSpace Shuttle

Motori continui(il fluido motore agisce in maniera continua)
- Motore a reazione
  - Motore a getto(anche dettoesoreattore,utilizzo dell'aria esterna comecomburente)
    - Motoreattore
    - Turboreattore
      - Turboventola(oturbofan)
      - turboalbero
      - Turboelica(oturboprop)
      - propfan
    - Statoreattore
    - Pulsoreattore
    - Motore a getto preraffreddato
  - Motore a razzo(ancheendoreattore,comburenteinterno)
    - Motore a razzo chimico
      - Aerospike
    - Reazione non chimica

In base a posizione

Motore a combustione esterna

Turbina a vapore

Motore elettrico

Altri tipi di motori

Cella a combustibile
turbina idraulica
motore ad aria compressa
motore a molla
motore molecolare(ambito biologico invece che meccanico)
motore idraulico a ingranaggi esterni

Sostituzione motorizzazione o alimentazione

I veicoli che hanno una specifica motorizzazione, come quella termica come ilmotore alternativo,possono in molti casi adottare una seconda alimentazione, come ilmetanooGPL,oppure è possibile sostituire il motore ripristinando la motorizzazione originale o utilizzando un motore compatibile, oppure sostituire il motore e sistema d'alimentazione per convertire il veicolo, come avviene nel retrofit, quindi aggiornare un veicolo utilizzando soluzioni più recenti.
Ogni azione di conversione e retrofit è normata, con opportunità differenti per ogni nazione, le quali possono essere aggiornate e riviste nel tempo.^[5]^[6]^[7]^[8]

Unità motore

Generalmente i veicoli, in particolar modo gliautoveicolihanno un unico motore per la trazione in particolar modo se di tipo termico, con poche eccezioni e generalmente relegati al mondo delle competizioni, come nel caso delVolkswagen Golf II Pikes Peakdel1987^[9]e dellaSuzuki CultusPikes Peak del 1992, ma con l'avvento dei moderniveicoli ibridie dei rinnovativeicoli elettriciil numero di motori può arrivare tranquillamente a 4 unità motrici.