Il motore a combustione interna


Il motore a combustione interna è una macchina motrice per convertire l’energia termica, posseduta da un flusso aeriforme, in lavoro meccanico reso disponibile all’albero motore ed usato per il movimento o convertito in corrente elettrica con generatore elettrico. L’energia di partenza è quella chimica e quella finale è quella meccanica.

Cronologia

1853
Eugenio Barsanti e Felice Matteucci inventano il motore a combustione interna e pubblicano il loro brevetto con funzionamento e costruzione in diversi paesi europei: Gran Bretagna, Italia, Germania e Francia.
1899
Invenzione  della frizione, in grado di far partire un veicolo terrestre da fermo senza doverlo spingere manualmente: questa scoperta riesce a dare l’effettivo impulso allo sviluppo dell’automobile.

Funzionamento

La conversione avviene nella camera di combustione, dove i gas combusti generano alta pressione ed aumento di volume fino a spingere il pistone verso il basso. Il pistone a sua volta fa ruotare l’albero motore e trasmette lavoro all’albero di trasmissione. La miscela è un combustibile (benzina, gasolio, cherosene, gpl, gas naturale, alcool), mentre l’ossigeno dell’aria è il comburente.

Il motore delle vetture Formula Uno

I motori Formula Uno hanno avuto molti cambiamenti, che hanno permesso alla vettura di raggiungere velocità sempre più elevate, fino ad arrivare alle monoposto odierne, che ogni anno migliorano i record di quasi tutti i tracciati del campionato.

Cronologia

1956
Viene inventata la prima automobile da corsa con il motore dietro il pilota, una Bugatti 251.  Nell’anno successivo tutte le scuderie seguirono quella francese.
1977
La Renault fa scendere in pista la prima auto dell’era turbo, cioè sovralimentato con l’utilizzo dei gas di scarico. Aveva una bassa cilindrata, ma un motore innovativo nettamente superiore a quello delle altre scuderie. Nell’anno successivo tutti i team usarono il motore turbo. Questi propulsori ottennero potenze molto elevate, che spinsero la FIA (Federazione Internazionale dell’Automobile) a introdurre progressive limitazioni.
2009
Viene introdotto il KERS, che consente l’accumulo di energia cinetica in frenata, permettendo al pilota di sfruttarla in accelerazione, per un massimo di 6,7 secondi.
2014
Dal 2014 c’è stata una svolta nel campo dei motori Formula Uno: i motori “aspirati” vennero sostituiti dalla Power Unit. Quindi non solo un motore termico, ma un motore ibrido endotermico-elettrico, con motori turbo molto più avanzati di quelli precedenti.

Funzionamento

LA POWER UNIT È COMPOSTA DA 6 COMPONENTI:    
  • Turbocompressore
  • MGU-K (Motor Generation Unit-Kynetic), l’evoluzione del KERS, ha lo stesso scopo ma con risultati migliori 
  • MGU-H (Motor Generation Unit-Heat), accumula l’energia che la diminuzione dei giri del turbocompressore disperde, per utilizzarla in accelerazione 
  • ERS (Energy Recovery Sistem), il sistema in cui il pilota regola l’energia che la monoposto utilizza
  • Batterie
Nel complesso del motore delle vetture Formula Uno c’è anche un motore a combustione interna a 6 cilindri, che completa la Power Unit.
Il motore elettrico MGU-H è posto davanti al turbocompressore e va a raccoglierne l’energia ogni volta che i giri del motore diminuiscono, per fornirla quando serve. C’è poi la presenza del motore MGU-K che recupera l’energia in frenata e la riutilizza per compensare le risposte all’accelerazione della turbina. In sostanza si tratta di un insieme di componenti capaci di recuperare l’energia cinetica e di riutilizzarla quando serve. Le monoposto Formula Uno diventano dotate di veri e propri motori ibridi, che uniscono le potenzialità del motore endotermico e quelle della componente elettrica vera e propria.