Scelta ottimale dell’angolo di anticipo all’accensione per un motore ad elevate prestazioni

La progettazione delle vetture a benzina di attuale produzione persegue il richiesto target di potenza adottando il cosiddetto downsizing, alla base del quale c’è una riduzione della dimensione del motore alternativo a combustione interna a parità di potenza erogata. Pertanto in questo paragrafo verranno illustrati i principi di funzionamento ed i principali componenti dei motori alternativi a combustione interna, MCI. Questi funzionano secondo i principi cinematici e di trasferimento di lavoro delle macchine volumetriche alternative, con meccanismo biella-manovella. I motori alternativi a c. i. sono generalmente utilizzati per la trazione terrestre, per la propulsione marina, produzione di energia elettrica e l’azionamento di macchine operatrici.

Un motore alternativo a combustione interna è un motore primo termico costituito essenzialmente da uno o più cilindri dentro i quali scorrono i pistoni a tenuta e con poca resistenza, collegati mediante altrettanti meccanismi biella-manovella ad un albero motore comune cosicché il loro moto rettilineo viene trasformato in moto di rotazione di quest’ultimo.
I cilindri vengono riempiti da una carica di fluido fresco mediante un opportuno sistema di valvole o luci. Il fluido immesso nei cilindri è una miscela di aria e combustibile; quest’ultimo, nella fase di combustione, determina un consistente incremento di temperatura e di pressione del fluido motore consentendo allo stesso di compiere un ciclo termodinamico con conseguente cessione di lavoro ai pistoni.

In altre parole, avvengono due trasformazioni: l’energia potenziale chimica del combustibile si trasforma in energia termica, tutta contenuta nel fluido di lavoro, quindi segue la trasformazione di energia termica in energia meccanica (lavoro) che viene resa disponibile all’albero della macchina.
Questi motori sono detti a combustione interna perché il fluido operante è costituito dai prodotti della combustione avvenuta all’interno dei cilindri della macchina.
In particolare, il pistone si muove da un punto fisso, detto Punto Morto Superiore PMS, punto individuato dalla testa del pistone quando la biella si allinea con la manovella e si determina il massimo volume nel cilindro, ad un altro punto, detto Punto Morto Inferiore PMI, punto individuato dalla testa del pistone quando la biella si allinea con la manovella e si determina il minimo volume nel cilindro: la distanza tra questi due punti è chiamata corsa C del pistone.
Quando il pistone si trova nel PMS inverte il moto e il volume a disposizione del fluido è minimo mentre quando si trova nel PMI inverte il moto e il volume a disposizione del fluido è massimo.

La cilindrata V sarà allora il volume del cilindro corrispondente alla corsa C del pistone, mentre il volume che esiste tra il cielo del cilindro e la testa del pistone, quando questo si trova al PMS, è detto camera di combustione.
Tale volume è quello minimo a disposizione del fluido durante il moto del pistone.
Evidentemente sussiste la seguente relazione: V = D²C π/4
Dove D è il diametro del cilindro chiamato alesaggio.