Per la maggior parte delle persone, un’auto è uno strumento da riempire di benzina che li sposta dal punto A al punto B.

Ti sei mai fermato e hai pensato, come fa effettivamente a farlo?

Cosa la fa muovere?

A meno che tu non abbia già optato per un’auto elettrica per la tua guida, la magia del funzionamento del motore a scoppio potrebbe affascinarti.

Vediamo ora, come funziona esattamente un motore?

In particolare, un motore a scoppio è uno strumento termico in quanto converte l’energia dal calore della combustione della benzina in lavoro meccanico, o coppia.

Quella coppia viene applicata alle ruote per far muovere l’auto.

E a meno che tu non stia guidando un’antica Saab a due tempi (che suona come una vecchia motosega ed erutta fumo oleoso dallo scarico), il tuo motore funziona secondo gli stessi principi di base sia che tu stia guidando una Ford, sia che tu stia sfrecciando con una Ferrari.

I motori hanno pistoni che si muovono su e giù all’interno di tubi metallici chiamati cilindri.

Immagina di andare in bicicletta: le tue gambe si muovono su e giù per girare i pedali.

I pistoni sono collegati tramite aste (sono come i tuoi stinchi) a un albero motore e si muovono su e giù per farlo girare, allo stesso modo in cui le tue gambe fanno andare avanti la bici, che a sua volta alimenta la ruota motrice della bicicletta o le ruote motrici dell’auto.

A seconda del veicolo, ci sono tipicamente tra due e 12 cilindri nel motore, con un pistone che si muove su e giù in ciascuno.

Da dove viene la potenza del motore?

Ciò che spinge quei pistoni su e giù sono migliaia di minuscole esplosioni controllate che si verificano ogni minuto, create mescolando carburante con ossigeno e accendendo la miscela. Ogni volta che il carburante si accende avviene una combustione.

Il calore e i gas in espansione di questa mini esplosione spingono il pistone verso il basso nel cilindro. Quasi tutti i motori a combustione interna di oggi (per farla semplice, qui ci concentreremo sui propulsori a benzina) sono della varietà a quattro tempi.

Oltre alla corsa di combustione, che spinge il pistone verso il basso dalla parte superiore del cilindro, ci sono altre tre corse: aspirazione, compressione e scarico.

I motori hanno bisogno di aria (cioè ossigeno) per bruciare carburante.

Durante la fase di aspirazione, le valvole si aprono per consentire al pistone di agire come una siringa mentre si sposta verso il basso, aspirando l’aria dall’ambiente attraverso il sistema di aspirazione del motore.

Quando il pistone raggiunge il fondo della sua corsa, le valvole di aspirazione si chiudono, sigillando efficacemente il cilindro per la corsa di compressione, che è nella direzione opposta alla corsa di aspirazione. 

Il movimento verso l’alto del pistone comprime la carica in aspirazione.

I quattro tempi di un motore a quattro tempi

Nei motori più moderni di oggi, la benzina viene iniettata direttamente nei cilindri vicino alla parte superiore della corsa di compressione (altri motori miscelano prima l’aria e il carburante durante la corsa di aspirazione).

In entrambi i casi, appena prima che il pistone raggiunga la parte superiore della sua corsa, nota come punto morto superiore, le candele accendono la miscela di aria e carburante.

L’espansione risultante di gas caldi e in combustione spinge il pistone nella direzione opposta (in basso) durante la corsa di combustione.

Questa è la corsa che fa girare le ruote della tua auto, proprio come quando spingi sui pedali della bicicletta.

Quando la corsa di combustione raggiunge il punto morto inferiore, le valvole di scarico si aprono per consentire ai gas di combustione di essere pompati fuori dal motore (come una siringa che espelle l’aria) mentre il pistone risale.

Quando lo scarico viene espulso, continua attraverso il sistema di scarico dell’auto prima di uscire dalla parte posteriore del veicolo, le valvole di scarico si chiudono al punto morto superiore e l’intero processo ricomincia.

In un motore per auto multi-cilindrico, i cicli dei singoli cilindri sono sfalsati l’uno dall’altro e distanziati uniformemente in modo che le corse di combustione non avvengano contemporaneamente e per far si che il motore sia il più equilibrato e regolare possibile.

Ma non tutti i motori sono uguali. Sono disponibili in molte forme e dimensioni. 

La maggior parte dei motori automobilistici dispone i cilindri in linea retta, come un quattro cilindri in linea, o combina due banchi di cilindri in linea in una V, come un V-6 o un V-8. I motori sono anche classificati in base alla loro dimensione, o cilindrata, che è il volume combinato dei cilindri di un motore.

I diversi tipi di motori

Ci sono ovviamente eccezioni e piccole differenze tra i motori a combustione interna presenti sul mercato.

I motori a ciclo Atkinson, ad esempio, modificano la fasatura delle valvole per creare un motore più efficiente ma meno potente. I motori diesel fanno tutto questo senza candele.

Ma non importa il motore, fintanto che è della varietà a combustione interna, le basi di come funziona rimangono le stesse.