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prima fase del ciclo termodinamico di un motore a combustione interna Da Wikipedia, l'enciclopedia libera
L'aspirazione è la prima fase del ciclo termodinamico di un motore a combustione interna e si differenzia a seconda che si tratti di un motore a due o quattro tempi.
Tale fenomeno si sviluppa durante la discesa del pistone che genera una depressione all'interno del cilindro e richiama quindi la carica di gas freschi dall'esterno. Ciò è chiaro perché l'aria esterna (comburente) è, generalmente, a pressione atmosferica e quindi maggiore della pressione presente all'interno del cilindro..
I sistemi coinvolti nell'aspirazione, ossia nel convogliare l'aria nel motore, possono essere diversi, come il carburatore,l'iniettore, la scatola dell'aria o air-box munita di filtro, il turbo e il compressore volumetrico; tutti questi sistemi sono atti a preparare l'aria in ingresso, in modo tale da avere un flusso pulito, fresco e costante nel tempo.
La scatola dell'aria o air-box munita di filtro è montata su qualsiasi mezzo, dato che riesce a linearizzare i flussi d'aria evitando così di creare delle turbolenze, ma non è stata presente fin dall'inizio. Infatti, fino agli anni settanta, non era stata concepita e quindi non veniva usata. Il carburatore invece è stato subito utilizzato per miscelare benzina e aria e costituiva l'unico restringimento nell'aspirazione. Verso la fine degli anni sessanta venne inventata l'iniezione elettronica, utilizzata nelle automobili di massa dalla seconda metà degli anni ottanta, che evita colli di bottiglia nell'aspirazione permettendo un maggior afflusso di miscela benzina-aria nel motore e un miglior rapporto della stessa, ma con una minore nebulizzazione.
La sovralimentazione viene utilizzata per aumentare il rendimento volumetrico del motore, infatti se prima l'aspirazione di un motore aspirato era nell'intorno di 1 bar grazie alla sovralimentazione è possibile aumentare tale valore portando la pressione nei cilindri a valori più elevati.
Anche il turbo e il compressore volumetrico sono utilizzati per aumentare la quantità di miscela nei cilindri sempre grazie alla compressione della stessa, portando ad un incremento di potenza anche maggiore. Non sono presenti su tutte le auto poiché rappresentano un altro componente da tenere in considerazione nella progettazione e nella messa a punto, inoltre sono componenti delicati e costosi che, in caso di malfunzionamneti o rotture, comprometterebbero il corretto funzionamento della vettura.
Nei motori a gasolio non sono presenti carburatori ma sono presenti iniettori, essi iniettano nel cilindro gasolio a pressione elevatissime (circa 2000 bar). L'aria necessaria alla combustione può anche in questo caso essere sovralimentata.
L'aspirazione varia a seconda del tipo di motore:
I problemi legati all'aspirazione sono dati dalla difficile o impossibile aspirazione, il che è dato quasi unicamente dal filtro dell'aria sporco o otturato o dal carburatore di dimensioni troppo ridotte. Un altro ed unico problema, presente solo nei motori sovralimentati, è dato dalla rottura del turbo o del compressore volumetrico, rendendo quasi impossibile l'aspirazione dell'aria.
L'inerzia della miscela ad immettersi nel cilindro è un secondo problema che può presentarsi, dopo la fase di scarico i gas combusti possiedono una certa inerzia la quale non permetterebbe lo sviluppo ideale del ciclo termodinamico. Infatti durante il ciclo termodinamico abbiamo un primo anticipo all'apertura della valvola di scarico (facendo perdere parte del lavoro di espansione, ma riducendo il lavoro di risalita del pistone) per lo scarico spontaneo e poi uno scarico forzata effettuato dal pistone durante la fase di risalita. il problema che sorgerebbe se si aprisse la valvola di aspirazione mentre la valvola di scarico è aperta è che la miscela tenderebbe ad immettersi nello scarico. Per ovviare a questo problema si procede ritardando la chiusura dell'aspirazione durante la fase di aspirazione e l'inizio della fase di compressione facendo anche qui calare il rendimento volumetrico ma aumentando la portata di miscela, dopo le opportune fasi si procede all'espulsione dei gas e all'anticipo di apertura della valvola di scarico.
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