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Il ciclo del motore a quattro tempi

1876
  • Nicolaus Otto
  • Eugen Langen
Motore a quattro tempi che mostra pistoni e albero motore in un contesto di ingegneria meccanica.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

The practical application of the Otto cycle is the four-stroke engine, which completes a termodinamico ciclo in quattro distinti movimenti del pistone (corse). Questi sono: 1. Aspirazione (suck), in cui la miscela aria-carburante viene aspirata; 2. Compressione (squeeze), in cui la miscela viene compressa; 3. Potenza o Combustione (bang), in cui l'accensione spinge il pistone verso il basso; 4. Scarico (blow), in cui i gas combusti vengono espulsi.

The four-stroke cycle, also known as the Otto cycle in practice, requires two full rotations of the crankshaft to complete. Each stroke corresponds to a 180-degree rotation of the crankshaft. The sequence is precisely timed by the camshaft, which operates the intake and exhaust valves.

1. Corsa di aspirazione: Il ciclo inizia con il pistone al Punto Morto Superiore (PMS). La valvola di aspirazione si apre e il pistone si muove verso il basso fino al Punto Morto Inferiore (PMI), creando una depressione parziale che aspira la miscela aria-carburante nel cilindro.

2. Corsa di compressione: La valvola di aspirazione si chiude e il pistone risale dal PMI al PMS. Questo movimento comprime la miscela aria-carburante intrappolata, aumentandone significativamente pressione e temperatura, preparandola per l'accensione.

3. Corsa di potenza (combustione): Poco prima che il pistone raggiunga il PMS, la candela si accende, incendiando la miscela compressa. La rapida combustione crea un enorme aumento di pressione, costringendo il pistone a scendere dal PMS al PMI. Questa è l'unica fase che produce lavoro meccanico, fornendo potenza all'albero motore.

4. Corsa di scarico: Quando il pistone raggiunge il PMI, la valvola di scarico si apre. Il pistone si muove quindi verso l'alto dal PMI al PMS, spingendo i gas combusti fuori dal cilindro e nel sistema di scarico. Una volta raggiunto il PMS, la valvola di scarico si chiude, la valvola di aspirazione si apre e il ciclo ricomincia. Questa sequenza continua di eventi converte l'energia chimica del carburante in moto rotatorio.

UNESCO Nomenclature: 3322
- Ingegneria meccanica

Tipo

Dispositivo fisico

Interruzione

Rivoluzionario

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • Motore a gas a due tempi Lenoir
  • meccanica delle macchine a vapore (pistone, cilindro, albero motore)
  • La descrizione teorica di Alphonse Beau De Rochas di un ciclo a quattro tempi
  • sviluppo di sistemi di accensione affidabili

Applicazioni

  • automobili
  • motociclette
  • aereo leggero
  • tosaerba
  • generatori portatili

Brevetti:

  • US Patent 194047
  • German Patent 532

Idee e potenziali innovazioni

  • progetti di motori senza camme che utilizzano attuatori di valvole pneumatici o elettrici
  • tecnologia di disattivazione dei cilindri per un migliore risparmio di carburante
  • sistemi di iniezione diretta di benzina (GDI)
  • fasatura e alzata variabile delle valvole (vvt/vvl)
  • accensione a getto di plasma che sostituisce le candele tradizionali
  • motori con motori-generatori elettrici integrati per applicazioni ibride
  • motori a ciclo diviso che utilizzano cilindri separati per aspirazione/compressione e potenza/scarico
  • motori a pistoni contrapposti per una maggiore efficienza termica
  • Stampa 3D di componenti complessi del motore come pistoni e testate dei cilindri
  • utilizzo di materiali compositi avanzati per ridurre il peso e l'attrito del motore
Correlato a: motore a quattro tempi, aspirazione, compressione, potenza, scarico, combustione interna, pistone, albero a gomiti, albero a camme, Nicolaus Otto.

Contesto storico

Il ciclo del motore a quattro tempi

1850
1860
1870
1876
1882-01-01
1886-04-23
1890
1850
1850
1867
1875-01-01
1881
1884
1890
1890

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

decimo anno anniversario

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