Tesina di Maturit

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Tesina di Maturità di Corigliano
GianfrancoApplicazioni elettroniche nel motore
a scoppio

• Istituto Tecnico Industriale Omar
• di Novara
• e
• Progetto POLIS
• Indirizzo Meccanica
• Anno scolastico 2006-2007

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Il Motore a Combustione Interna

• Un motore è una macchina il cui funzionamento
  prevede lassorbimento di energia da una sorgente
  e la sua trasformazione in lavoro meccanico.
• Il motore a combustione interna, detto anche
  endotermico, prende tale nome dal fatto che la
  combustione della miscela avviene al suo interno.

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Funzionamento del motore a scoppio
Il motore endotermico è alimentato da una
miscela di aria e benzina, che viene trasformata
in lavoro meccanico mediante il processo di
combustione, che produce calore e pressione.
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Il motore è costituito da un cilindro entro cui
scorre uno stantuffo al quale sono collegati
biella ed albero motore, incaricati di
trasformare il moto alternato in moto
circolare. Cinematismo del funzionamento
di un motore a scoppio. Composto da quattro
cilindri in linea.
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L animazione a lato mostra dettagliatamente come
si compie un ciclo in un motore a quattro
tempi. Il filmato evidenzia il movimento
dellalbero a camme.
Albero a camme
Richiamo valvole Desmodromico
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Ciclo di funzionamento di un motore a scoppio a
quattro tempi
Il funzionamento del motore a quattro tempi è
basato su un ciclo termodinamico chiamato ciclo
Otto, che prende il nome da un famoso ingegnere
tedesco. Il ciclo Otto è un ciclo di
trasformazioni termodinamiche effettuate su un
gas con lo scopo di trasformare ENERGIA TERMICA
in ENERGIA MECCANICA.
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Il ciclo Otto
E riferito al funzionamento di un motore ideale,
nettamente diverso dal funzionamento di un motore
a scoppio reale, dove le trasformazioni avvengono
così velocemente da non trovarsi mai in uno stato
di equilibrio.
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Rendimento
Il rendimento del ciclo OTTO è dato dalla
seguente formula

• rapporto di compressione v1/v2
• k rapporto Cp/Cv

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Applicazioni elettroniche nel motore a benzina

• Nascono dallesigenza di ridurre linquinamento
  prodotto dai motori
• Per lottimizzazione e la gestione del motore
• Per la riduzione dei consumi.

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Dal Carburatore alliniezione elettronica

• Il carburatore
• forma una miscela di aria e benzina il più
  possibile omogenea in maniera tale da agevolare
  la combustione nel motore
• Nella sua forma più elementare è composto da
• una vaschetta a livello costante, uno
  spruzzatore, un diffusore ed una valvola a
  farfalla.

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LIniezione Elettronica
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LIniezione elettronica

• Il carburante viene iniettato sotto pressione
  direttamente nei cilindri o nei condotti di
  aspirazione
• Assicura in qualsiasi condizione di funzionamento
  del motore unesatta dosatura del carburante
• Assicura ununiforme distribuzione del carburante
  nei vari cilindri.
• Consente di ottenere potenze specifiche elevate,
  bassi consumi specifici e gas di scarico meno
  inquinanti.

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Confronto iniezione - carburatore

• Principali vantaggi iniezione
• miglior controllo del rapporto aria combustibile
  in tutte le condizioni di funzionamento.
• precisa distribuzione del combustibile tra i vari
  cilindri
• più elevato coefficiente di riempimento
• ottimizzazione della geometria dei condotti di
  aspirazione
• minor pericolo di detonazione.
• Svantaggi
• maggiore complessità costruttiva,
• costi iniziali e costi dei ricambi.

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La Centralina elettronica
E un vero e proprio microcalcolatore che, in
base a una serie di istruzioni in esso
memorizzate (la cosiddetta mappatura) e alle
informazioni ricevute da vari sensori, è in grado
di controllare le più disparate funzioni di un
motore.
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INPUT
OUTPUT
Sensore di giri
Variatore di fase
Sensore fase
Elettroiniettori
Sensore temp.aria asp.
Bobine accensione
Gestione climatizzatore
Sensore temperatura motore
Centralina Elettronica
Elettropompa
Sensori detonazione
Attuatore regime minimo
Potenziometro Farfalla
Circuito antievaporativo
Sensore velocità
Teleruttori
Misuratore aria
Gestione ventole
Sonda Lambda
Gestione turbina
Sensore barometrico
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Schema a blocchi
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Schema sistema diniezione elettronica a punti
multipli (Bosh L-Jetronic)
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SENSORI E TRASDUTTORI INPUT
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Sensore di giri e PMS

• E di tipo induttivo
• Il suo segnale è utilizzato dalla centralina per
  rilevare la velocità di rotazione del motore
• Individua il PMS.

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Sensore di fase

• Permette di riconosce la fase del motore
• Normalmente ad effetto Hall.

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Sensore di detonazione
Segnale generato dal sensore di detonazione,
visto alloscilloscopio

• E di tipo piezoelettrico
• rileva il battito in testa del motore
• le vibrazioni meccaniche sono trasformate in un
  segnale di tensione proporzionale allampiezza
  delle vibrazioni.

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Misuratore Portata daria
1, Coperchi 2, Scheda elettronica 3, Sensore
4, Piastra di supporto 5, Supporto 6, Anello
O-Ring

• Rileva la quantità daria aspirata dal motore

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Debimetro

• E un dispositivo impiegato in molti sistemi di
  iniezione, in grado di misurare il flusso
  dell'aria che viene aspirato dal motore (e di
  fornire l'informazione relativa alla centralina
  di controllo del sistema di iniezione stesso).

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Sonda Lambda

• Svolge una funzione fondamentale ai fini
  dellinquinamento
• rileva la concentrazione di O2 residuo nei gas di
  scarico generando un segnale di tensione
  proporzionale
• Il segnale viene inviato alla centralina
  elettronica.

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ATTUATORI OUTPUT
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Iniettore motore benzina

• E' il dispositivo impiegato per immettere il
  combustibile, sotto forma di uno o più getti
  adeguatamente polverizzati ed opportunamente
  orientati, nel condotto di aspirazione
• Possono essere a solenoide, e in questo caso
  vengono controllati elettronicamente
  (elettroiniettori).

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Valvola elettronica

• E un dispositivo interamente elettronico.
• non richiede lutilizzo dellalbero a camme
• possibilità di cambiare la velocità di apertura o
  chiusura della valvola quasi istantaneamente
• si basa su principi elettromagnetici.

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Sistema Valvetronic

• E un dispositivo in grado di variare le fasi di
  apertura e chiusura delle valvole di aspirazione
  e scarico
• calibra lalzata della valvole di aspirazione
  elettronicamente
• garantisce il massimo riempimento possibile dei
  cilindri
• diminuisce il consumo di carburante.

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Conclusioni
Lelettronica ricopre un ruolo nel motore
fondamentale. E lunica tecnologia che
permette di ottenere le prestazioni richieste a
costi contenuti e con ingombri accettabili.
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Domande?