Come scegliere un motore a combustione interna

I motori a combustione interna sono macchine che trasformano il calore e la pressione di una reazione di combustione in energia meccanica. La maggior parte di questi motori funziona sulla base della combustione controllata di carburante e aria nella camera di combustione. La combustione genera calore e pressione, azionando direttamente o indirettamente un mandrino. L’energia meccanica prodotta da un motore a combustione può essere rotatoria, vibratoria o di altro tipo, a seconda del tipo di motore. I motori a combustione interna sono utilizzati nelle automobili, nelle grandi macchine industriali e in molti altri tipi di veicoli e attrezzature.

Motori a combustione interna: vedi prodotti

Quali sono i principali tipi di motori a combustione interna?
Esistono diversi tipi di motori a combustione interna: il motore a 2 tempi, il motore a 4 tempi e il motore rotativo Wankel.

Motore a 2 tempi

In questo tipo di motore, il carburante miscelato con l’aria brucia all’interno del cilindro. Si tratta del motore più comunemente utilizzato nei tosaerba e nei due ruote. Si chiama così perché ogni ciclo di lavoro si svolge in due tempi, cioè due corse del pistone, che esegue movimenti rettilinei alternati.

I motori a due tempi si consumano più rapidamente di altri motori.

Motore a 4 tempi

Si tratta inoltre di un motore a pistoni con movimenti lineari alternati. Questo è il tipo di motore utilizzato nei settori automobilistico e aeronautico. Il funzionamento del motore a 4 tempi è simile a quello del motore a 2 tempi, ma ogni ciclo ha quattro fasi:
- aspirazione: la miscela di aria e carburante entra nel cilindro;
- compressione: compressione dei gas nella camera di combustione;
- esplosione o combustione: i gas compressi si infiammano e si verifica un’esplosione;
- scarico: i gas vengono spinti nello scarico ed espulsi all’esterno.
Motore rotativo o motore Wankel

Dotato di un rotore, questo tipo di motore esegue un movimento rotatorio, invece del movimento alternativo lineare dei motori a pistoni a 2 e 4 tempi. Per questo motivo, produce meno rumore e vibrazioni rispetto ai motori a pistoni. Viene utilizzato in alcune automobili, come la Mazda RX-8. Attualmente si sta valutando la possibilità di utilizzare questo tipo di motore in modelli con motorizzazione ibrida.
Motore diesel, a benzina o a gas?
Per scegliere un motore a combustione interna adatto alle tue esigenze, è importante innanzitutto decidere quale tipo di carburante scegliere.

Se vuoi un motore con una coppia elevata a bassi regimi, è meglio un motore diesel. Sebbene siano relativamente costosi, consumano meno carburante. I motori diesel sono utilizzati in un’ampia gamma di macchinari e attrezzature, tra cui quelle marine e navali, mediche e ospedaliere, agricole, forestali, edilizie, minerarie, di telecomunicazione, di lavori sotterranei e di altri settori.
Tuttavia, sono soggetti a norme sempre più severe sulle emissioni inquinanti.

Se cerchi un motore potente che ti permetta di cambiare marcia facilmente, opta per un motore a benzina. I motori a benzina possono essere acquistati a prezzi più convenienti, ma consumano più carburante di un motore diesel.

Se preferisci una tecnologia alternativa, puoi prendere in considerazione i motori a gas, in particolare CNG (gas naturale compresso), LNG (gas naturale liquefatto) o biometano, che sono carburanti più economici ed ecologici.

Anche i motori ibridi possono essere una soluzione interessante se vuoi un motore potente che inquini meno di un motore a combustione interna tradizionale, anche se il loro prezzo di acquisto è più alto perché combinano due tecnologie.

Motore diesel JOHN DEERE

Motore a benzina KUBOTA

Motore a gas MAN Engines
Principali tipi di motori a combustione:
- motori diesel
- motori a benzina
- motori a gas
Quali sono le diverse configurazioni del motore?
I motori a combustione interna hanno diverse configurazioni, a seconda della disposizione dei cilindri.

Motore in linea

È il motore più comune, il più facile da installare e il più economico. Ha un’unica fila di cilindri disposti uno accanto all’altro, che le conferiscono una forma più allungata. Questa configurazione ha lo svantaggio di occupare più spazio in lunghezza. Inoltre, i cilindri in linea sbilanciano il motore e possono generare vibrazioni. Tuttavia, è possibile installare un contrappeso per attenuare questi inconvenienti.

Motore Boxer

Si tratta di un motore completamente piatto i cui cilindri sono in posizione orizzontale. A differenza del motore in linea, i cilindri del motore boxer sono posizionati su entrambi i lati dell’albero motore per bilanciare meglio il motore.

Questa configurazione ha anche il vantaggio di occupare poco spazio in altezza, permettendo al motore di essere installato molto più in basso sul telaio e conferendo così al veicolo maggiore stabilità e aderenza alla strada.

Tuttavia, il motore boxer richiede la manutenzione e la sostituzione delle candele.

Motore a V

Il nome indica la posizione dei cilindri. Il motore a V ha due file di cilindri disposti ad angolo sopra l’albero a gomiti, che lavorano alternativamente. Ad esempio, un motore V8 ha due file di quattro cilindri.

Il motore a V presenta alcuni vantaggi:
- Il tipo di albero motore utilizzato in questi motori è molto leggero e riduce le vibrazioni del veicolo;
- Offre una coppia iniziale elevata anche a bassi regimi.
Tuttavia, la complessa configurazione di questo motore lo rende molto costoso.

Motore W

Ha una configurazione simile a quella del motore a V, ma duplicata. Le quattro file di cilindri formano quindi una “W”. Il suo principale vantaggio è che occupa poco spazio.

Questo tipo di motore è utilizzato nelle auto e negli aerei di fascia alta. Come il motore a V, anche il motore a W è piuttosto costoso.
Quali sono i criteri principali per scegliere un motore?
Quando si sceglie un motore, è importante conoscere la potenza massima richiesta (in cavalli [cv] o kilowatt [kW]). Questo è determinato dalla coppia del motore (espressa in newton metri [Nm]) e dalla velocità del motore (espressa in giri al minuto [rpm]).
Poiché la coppia del motore varia in base alla sua velocità di rotazione, assicurati che il motore che stai pensando di acquistare sia adatto all’uso che ne devi fare. Ad esempio, se scegli un motore a benzina, dovrà funzionare a una velocità relativamente elevata per raggiungere la coppia massima. Se scegli un motore diesel, otterrai una coppia elevata anche a bassi regimi e un consumo di carburante inferiore.

In genere i produttori forniscono tabelle che indicano la potenza e la coppia del motore in base alla sua velocità di rotazione. Queste informazioni ti permetteranno di verificare se il motore in questione è adatto alle tue esigenze.

I motori a gas sono stati sviluppati a partire dai motori a benzina e diesel. Hanno quindi un potere equivalente. Sono l’opzione migliore se la tua decisione si basa su criteri ambientali.
Come scegliere la cilindrata?

Motore a combustione interna a 4 cilindri

La cilindrata del motore è determinata dal volume di ciascun cilindro moltiplicato per il numero di cilindri. Come regola generale, tra due motori con la stessa cilindrata, quello con più cilindri offrirà prestazioni migliori e maggiore potenza. I motori a combustione interna multicilindrici superano quindi i motori monocilindrici.

Come abbiamo detto, le prestazioni del motore sono proporzionali al numero di cilindri. Ad esempio, un motore a combustione interna monocilindrico può sviluppare una coppia bassa solo a basse velocità, raggiungendo la coppia massima a velocità medie. Un numero maggiore di cilindri offre generalmente una coppia più elevata ai bassi e agli alti regimi.

Inoltre, offre un maggiore comfort perché più cilindri ci sono, meno vibrazioni produce il motore. Lo svantaggio è che le dimensioni del motore aumentano in proporzione al numero di cilindri.

Per quanto riguarda i motori a bassa cilindrata, i motori a quattro cilindri che erano piuttosto comuni qualche anno fa sono stati progressivamente sostituiti da motori a tre cilindri. Sono più economiche in termini di prezzo e di funzionamento e più efficienti, in quanto consumano meno carburante e generano meno emissioni inquinanti.
Quali altri fattori influenzano la scelta di un motore a combustione interna?
Un motore a combustione interna deve essere raffreddato artificialmente. Il sistema di raffreddamento può essere ad aria o ad acqua. Un motore raffreddato ad aria è più leggero e più piccolo di un motore raffreddato ad acqua, ma il controllo della temperatura del motore è più complesso. Questo fattore deve essere preso in considerazione, poiché l’efficienza di un motore a combustione interna è direttamente correlata alla sua temperatura di esercizio.

I motori a benzina sono generalmente a 4 tempi, ma esistono anche motori a 2 tempi che utilizzano una miscela di benzina e olio come carburante. Questi motori hanno una struttura più semplice, ma richiedono una velocità di rotazione maggiore rispetto a un equivalente motore a 4 tempi per ottenere la stessa potenza. Inoltre, i motori a 2 tempi tendono a scomparire perché è difficile produrre motori a 2 tempi che soddisfino gli attuali standard sulle emissioni inquinanti.