Panoramica
Questo documento contiene informazioni su:
Generalità
Funzione
Generalità
Il motore a combustione interna come motore pistoni con moto alternativo si contraddistingue per il funzionamento con movimento oscillatorio dei pistoni e la combustione interna ciclica. Grazie all'interazione meccanica di diversi gruppi costruttivi, il motore pistoni con moto alternativo comprime la miscela di aria e carburante e trasmette la pressione di combustione all'albero motore sotto forma di coppia.
Esempio di manovellismo M139 |
1 | Basamento |
2 | Coppa dell'olio |
3 | Parte inferiore coppa olio |
4 | Scatola della distribuzione |
5 | Contralbero di bilanciamento |
6 | Ruota intermedia |
7 | Albero motore |
8 | Bielle |
9 | Pistone |
10.1 | Anello raschiaolio |
10.2 | Anello conico |
10.3 | Segmento di compressione |
A | Superficie di scorrimento del cilindro (rivestimento NANOSLIDE®) |
P01.00-A042-76
Funzione
Basamento
Il basamento degli attuali motori diesel e a benzina Mercedes è in alluminio. Grazie alla procedura di rivestimento NANOSLIDE®, in molti modelli di motore le superfici di scorrimento dei cilindri corrispondono alle superfici interne del basamento. Nei modelli di motore M260 e M264 così come nei modelli M270, M274 e M278 sono montate canne dei cilindri in ghisa grigia.
In quanto componente centrale del blocco motore, composto generalmente dal basamento, la coppa dell'olio e la scatola della distribuzione, il basamento svolge funzioni di fondamentale importanza. Ad esempio l'assorbimento delle forze interagenti del processo di combustione e dei movimenti oscillanti dei pistoni, nonché di elevate sollecitazioni termiche. A livello meccanico il basamento funge da supporto per molti componenti del motore sulle pareti esterne, ad es. nella zona interna è alloggiato l'intero manovellismo. I componenti essenziali del manovellismo sono:
Contralbero di bilanciamento con bronzine
Ingranaggi intermedi
Albero motore con bronzine superiori e inferiori
Biella con semicuscinetti
Spinotto pistone
Pistone
Fasce elastiche
La struttura tribologica delle superfici di scorrimento dei cilindri e dell'intero manovellismo sono di fondamentale importanza per la riduzione delle perdite per attrito e per la robustezza del motore. La pressione di combustione che agisce direttamente sul pistone produce un movimento lineare. La forza generata agisce tramite la biella sull'albero motore creando una coppia motrice.
I pistoni con le fasce elastiche sono sottoposti a forti sollecitazioni termiche. La geometria e la qualità della superficie dei pistoni hanno un forte influsso sulla formazione della miscela e sulla combustione. È inoltre responsabile della dissipazione del calore dalla camera di combustione all'olio e al liquido di raffreddamento. A seconda delle funzioni che svolgono, le fasce elastiche hanno diverse geometrie. L'anello inferiore, il segmento raschiaolio, asporta l'olio motore dalla superficie di scorrimento del cilindro e dosa la pellicola d'olio sulla quale scorrono le fasce elastiche superiori durante la corsa del pistone. L'anello conico, disposto nella scanalatura centrale del pistone, dosa la pellicola d'olio sia per creare condizioni tribologiche sufficientemente favorevoli, sia per quanto riguarda lo spessore della pellicola, che deve essere molto sottile affinché la perdita d'olio per evaporazione sia minima. Inoltre l'anello conico trattiene i gas della combustione e interagendo con il movimento dell'anello inferiore riduce il blow-by del motore. L'anello a sezione rettangolare o segmento di compressione rende a tenuta la camera di combustione rispetto al basamento e tramette il calore della combustione alla superficie di scorrimento raffreddata del cilindro. Grazie al precarico meccanico di questo segmento del pistone si assicura la tenuta in fase di avviamento del motore e si impedisce la vibrazione degli anelli agli alti regimi.
Il manovellismo è alloggiato nel basamento. Il basamento ha essenzialmente le seguenti funzioni:
Alloggiamento dell'albero motore e del contralbero di bilanciamento
Alloggiamento di un eventuale contralbero di bilanciamento
Collegamento che trasferisce forza tra testata cilindri e catena cinematica
Alloggiamento delle superfici di scorrimento dei cilindri o delle canne dei cilindri
Sistema di canali integrati per il raffreddamento, la lubrificazione, lo sfiato
Alloggiamento dei gruppi secondari
Il basamento ha altri punti di fissaggio per i componenti applicati e forma un vano gruppo motore e liquido di raffreddamento a tenuta di olio e impermeabile.
Organi della distribuzione
Gli organi della distribuzione definiscono l'istante e la durata dell'aspirazione dell'aria esterna, nonché l'istante e la durata dell'espulsione dei gas combusti. Gli organi della distribuzione e i relativi componenti sono componenti principali della testata cilindri.
Gli organi della distribuzione determinano il ricambio della carica di un motore a combustione interna. La testata cilindri ha le seguenti funzioni:
Assorbimento delle forze di pressione dei cilindri
Raffreddamento dei settori vicini alla camera di combustione
Lubrificazione degli organi della distribuzione
Chiusura della camera di combustione verso l'alto
Alloggiamento delle candele di accensione o dei polverizzatoriGli organi della distribuzione sono costituiti essenzialmente dai seguenti componenti:
Valvole di immissione e scarico
Molle delle valvole
Bilanciere a dito
Albero a camme di aspirazione e albero a camme di scarico
Testata cilindri
Catena di distribuzione (o cinghia dentata)Il comando dell'albero a camme e delle valvole di aspirazione/scarico avviene tramite la catena di distribuzione azionata mediante l'albero motore. Le camme dell'albero a camme tramite gli elementi di trasmissione del moto, ad es. il bilanciere a dito, aprono le valvole di immissione/scarico vincendo la forza elastica delle molle delle valvole. Grazie alla forza elastica delle molle delle valvole, le valvole si richiudono. Un ciclo di lavoro si compone di quattro cicli, quindi due rotazioni dell'albero motore. L'apertura e la chiusura delle valvole ha luogo una sola volta per ogni giro dell'albero a camme. L'albero a camme gira a un regime dimezzato rispetto all'albero motore.
Il rapporto n. di giri tra albero motore e albero a camme è di 2 : 1.
Trasmissione a cinghia
La trasmissione a cinghia ha la funzione di trasferire il movimento rotatorio dell'albero motore ai gruppi ausiliari, come ad es. all'alternatore, alla pompa dell'acqua e al compressore del fluido refrigerante e di azionarli.
La trasmissione a cinghia comprende essenzialmente i seguenti componenti:
Cinghia trapezoidale a nervature
Dispositivo tendicinghia
Rulli di rinvioLubrificazione motore
La lubrificazione del motore serve a fornire olio lubrificante a tutti i punti da lubrificare e raffreddare nel motore, come ad es. i pistoni, le bronzine e i bilancieri a dito. La pressione dell'olio varia in funzione del regime del motore.
La lubrificazione del motore comprende essenzialmente i seguenti componenti:
Pompa dell'olio
Coppa dell'olio
Valvola pompa dell'olio
Sensore dell'olio
Modulo filtro olio
Scambiatore di calore per olio motore La lubrificazione del motore ha le seguenti funzioni:
Lubrificazione per diminuire la perdita di energia e l'usura causata dall'attrito tra componenti che scorrono uno sull'altro.
Raffreddamento per proteggere i componenti del motore, poiché questi non possono cedere il calore direttamente ai refrigeranti o all'aria di raffreddamento.
Sigillatura, per garantire la massima tenuta tra componenti che scorrono uno sull'altro (ad es. segmento del pistone contro parete del cilindro).
Pulizia per asportare o legare nell'olio motore il materiale asportato per attrito, depositi e residui carboniosi.
Proteggere dalla corrosione.
Attenuare i rumori del motore, perché la pellicola lubrificante smorza i rumori e le oscillazioni.
Esempio di organi della distribuzione M139 |
7 | Albero motore |
11 | Catena di distribuzione |
12 | Guida di scorrimento catena con tendicatena idraulico |
13 | Albero a camme di scarico |
14 | Albero a camme di aspirazione |
15 | Molle delle valvole |
16 | Valvole di aspirazione |
17 | Valvole di scarico |
18 | Candele di accensione |
P01.00-A043-76
Documenti citati
- gf0140p1000a Basamento - Funzione di base
- gf0530p1000a Organi della distribuzione - Funzione di base
- gf1321p1001a Trasmissione a cinghia - Funzione di base
- gf1800p1003a Lubrificazione del motore - Funzione di base