Almeno una volta nella vita ti sarai rivolto al tuo meccanico di fiducia e avrai sentito nominare pistoni, albero a camme e altri componenti del motore di cui non conoscevi l’esistenza.
Ti sarà venuta allora la curiosità di conoscere cosa si nasconde sotto il cofano della tua auto e di scoprire com’è fatto il motore, i cui componenti si incastrano perfettamente e collaborano in sinergia tra loro, grazie a una straordinaria opera di ingegneria che affascina ogni appassionato.
Dalla candela che provoca la scintilla necessaria per mettere in moto i motori a benzina fino alla biella e i pistoni che scivolano nei cilindri: in questo articolo scoprirai quali sono le parti del motore a combustione, come si chiamano e come lavorano insieme per generare la potenza motrice necessaria per far funzionare e muovere l’auto.
Come è fatto il motore di una macchina?
Il motore è composto da una monoblocco di ghisa o leghe di alluminio, chiamata basamento, all’interno del quale si trovano l’albero motore e i cilindri. All’interno dei cilindri scorrono i pistoni che, con il loro movimento, comprimono la miscela di aria e benzina che, bruciando, dà vita al funzionamento del motore.
Sebbene vi siano delle differenze tra il motore diesel e quello a benzina, lo schema motore dell’auto e i componenti principali sono presenti in entrambe le versioni.
Quali sono le parti del motore?
Per conoscere il funzionamento di un motore a combustione interna è importante conoscere la composizione del motore dell’auto e il ruolo che ogni componente svolge nel processo di combustione del carburante.
Il basamento, la testata, i cilindri, i pistoni, le valvole, l’albero a camme insieme ai sistemi di distribuzione, alimentazione, scarico e lubrificazione sono le parti del motore essenziali.
A causa della sua natura intrinseca, i componenti del motore sono sottoposti a condizioni di stress termico e a fenomeni di usura. Le problematiche generate da queste condizioni di stress sono tenute sotto controllo dal sistema di raffreddamento e di lubrificazione. La mancanza di controllo delle temperature o della lubrificazione può portare a uno dei 5 problemi al motore più comuni.
Il raggiungimento di temperature elevate potrebbe infatti creare fenomeni tali da danneggiare la testata, le valvole, i pistoni, e altre parti del motore. Per prevenire il surriscaldamento e mantenere le temperature entro limiti, i motori sono dotati di sistemi di raffreddamento, come il radiatore.
L’usura è un processo inevitabile dovuto al continuo movimento dei pezzi del motore. I pistoni, le bielle, le valvole e altre parti sono in movimento costante e, con il passare del tempo, tendono a rovinarsi. In questo caso, il sistema di lubrificazione svolge un ruolo essenziale: l’olio lubrifica le parti in movimento per ridurre l’attrito.
Questi sistemi però non bastano a mantenere il motore dell’automobile in salute e a garantirne le prestazioni, per questo motivo è importante fare manutenzioni regolari, cambiare l’olio e il filtro per evitare che i detriti finiscano all’interno del motore, controllare il sistema di raffreddamento e la pompa dell’acqua. Inoltre, la guida responsabile contribuisce a ridurre lo stress sul motore e sui suoi componenti.
Basamento
Alla base del motore troviamo un pezzo unico e robusto, chiamato basamento o blocco motore o anche monoblocco, realizzato in ghisa o alluminio che ha il compito di contenere le parti principali del motore ed essere la base su cui si poggiano.
All’interno del basamento trovano posto i cilindri e sullo stesso è fissata la testata. I cilindri sono dei “fori cilindrici nel monoblocco” all’interno dei quali si muovono i pistoni. Tra il cielo dei pistoni e la testa avviene la combustione. I motori di auto possono avere da 2 a 12 cilindri, ma in alcuni veicoli possono essere anche 16. Il volume interno complessivo dei cilindri determina la cilindrata.
Anche la posizione dei cilindri può variare ed essere con cilindri in linea, innestati ad angolo (motori a V) o contrapposti e, per questo, detti motori boxer.
All’interno del basamento si trovano anche altre componenti mobili, come l’albero a gomiti o albero motore. Questo è collegato ai pistoni attraverso la biella e ha il compito di trasformare il movimento lineare dei pistoni in movimento rotatorio. Al basamento sono fissati altri componenti integrativi al motore, come il sistema di distribuzione, la pompa olio, la pompa dell’acqua, la coppa dell’olio oltre a parecchi altri accessori necessari al funzionamento dell’auto.
Pistoni, albero a camme, bielle e gli altri pezzi mobili del motore hanno bisogno di essere lubrificati per evitare usure precoci e danni.
Quando il motore dell’auto è fermo l’olio viene raccolto nella coppa, mentre quando si avvia viene aspirato dalla pompa dell’olio, filtrato da eventuali impurità e va a lubrificare le componenti del motore attraverso appositi passaggi nel basamento e nella testata.
All’interno del motore ci sono anche i passaggi per il liquido di raffreddamento collegati tramite il circuito di raffreddamento alla pompa dell’acqua, che ha il compito di far circolare il liquido di raffreddamento ed evitare che il motore si surriscaldi. Dopo essere passato nel motore, il liquido di raffreddamento viene inviato al radiatore per essere raffreddato.
Testata
La testata, o testa cilindri, è la parte superiore del motore e funge da coperchio per i cilindri. Tra la parte superiore del pistone e la testata si crea la camera di combustione, cioè lo spazio dove avviene la compressione della miscela aria-carburante e la successiva combustione. La combustione innescata dalla scintilla provocata dalla candela è in grado di spingere con forza il pistone verso il basso e generare energia meccanica.
La testata ha quindi il ruolo cruciale di gestire l’ingresso di aria e carburante nei cilindri e l’uscita dei gas di scarico attraverso i condotti di aspirazione e di scarico. Nella parte superiore della testata si trovano le valvole che regolano il flusso di aria-carburante in ingresso e di gas di scarico in uscita dai cilindri.
Il movimento delle valvole è garantito invece dal sistema di distribuzione, composto da alberi a camme e cinghie o catene di distribuzione.
Pistoni
Ogni veicolo con un motore termico a combustione interna è dotato di pistoni, pezzi mobili che scorrono nei cilindri, essenziali per il ciclo di combustione. Durante il ciclo di lavoro del motore, i pistoni si muovono su e giù e compiono le quattro fasi principali: aspirazione, compressione, combustione ed espansione.
Ma cosa avviene nello specifico? Il pistone scorre nella parte inferiore del cilindro e lascia spazio al carburante che entra nella camera di combustione del cilindro insieme all’aria e poi risale per comprimere la miscela aria-carburante. Data la forte pressione e la scintilla provocata dalla candela, la miscela esplode.
La combustione spinge con forza il pistone verso il basso e questa energia viene trasmessa alle altre componenti del motore come la biella che fa ruotare l’albero a gomiti e trasforma l’energia lineare generata dal movimento del pistone in energia rotatoria che fa muovere le ruote.
Valvole
Le valvole si trovano nella parte alta del cilindro e sono di due tipi:
- Di aspirazione, per far entrare l’aria da miscelare con il carburante nella camera di combustione;
- Di scarico, per far uscire i gas e fumi generati dalla combustione.
Le valvole sono sollecitate da forti pressioni quando sono chiuse. Per questo devono assicurare una perfetta tenuta e sopportare le altissime temperature dovute alla combustione, anche superiori ai 900 °C.
Per molti anni sono state uno dei punti deboli dei motori a combustione interna perché si rompevano con facilità e causavano il fermo macchina immediato. Oggi, la situazione è migliorata grazie ai progressi della metallurgia che hanno reso le valvole più affidabili e meno soggette a guasti, anche in motori sportivi o di grande cilindrata in cui le sollecitazioni sono ancora più elevate.
Le valvole motore sono dette “a fungo” vista la loro parte finale che, in posizione di chiusura, va ad appoggiarsi contro la sede e mantiene chiusa la camera di combustione.
Il movimento delle valvole è regolato dall’albero a camme.
Albero a camme
Nei motori delle auto moderne l’albero a camme si trova nella testata, in modo da essere vicino alle valvole e farle chiudere e aprire mentre gira.
Ha una forma cilindrica con sporgenze arrotondate asimmetriche, chiamate camme: sono proprio queste che toccano le valvole durante la rotazione e le fanno aprire e chiudere mantenendo il ritmo della sincronia con i pistoni.
A sua volta, l’albero a camme è collegato tramite una cinghia, una catena o un sistema a ingranaggi all’albero motore. Questo sistema assicura che l’aria-carburante entri nei cilindri durante la corsa di aspirazione, che i gas di scarico vengano espulsi durante la corsa di scarico, e che il movimento dell’albero motore sia sincronizzato con l’apertura e la chiusura delle valvole.
Differenza tra un motore diesel e benzina
Fin qui abbiamo visto la descrizione del motore delle auto e quali sono i pezzi del motore a combustione, indipendentemente dal fatto se si tratti di un benzina o di un diesel. I componenti del motore diesel sono gli stessi di quelli del motore a benzina, la differenza tra i due motori è l’impianto di accensione, cioè il modo in cui avviene la combustione.
Nei motori a benzina:
- La combustione viene avviata dalle candele che si trovano nella testata, una per cilindro. Tramite un comando elettrico generano una scintilla che incendia la miscela all’interno della camera di combustione;
- Durante la fase di aspirazione il carburante e l’aria vengono immessi nel cilindro già miscelati;
- La miscela aria-carburante viene compressa tramite i pistoni;
- Quando il pistone è al punto morto superiore, la candela genera una scintilla che accende la miscela aria benzina;
- Le alte temperature raggiunte dalla combustione spingono il pistone verso il basso generando potenza;
- I gas fuoriescono tramite la valvola di scarico spinti dal cilindro.
Nei motori diesel:
- La combustione della miscela aria-carburante avviene in modo assolutamente spontanea senza l’ausilio di inneschi come le candele;
- Durante la fase di aspirazione l’aria entra nel cilindro;
- A questo punto l’aria e viene compressa dal pistone;
- A causa della compressione l’aria contenuta nei cilindri si scalda;
- Solo a questo punto viene immesso nel cilindro il combustibile tramite l’iniettore che spruzza il gasolio nel cilindro, chea contatto con l’aria scaldata dalla compressione evapora e brucia in maniera spontanea.
- Esattamente come nel motore a benzina le alte temperature raggiunte dalla combustione della miscela aria combustibile spingono il pistone verso il basso generando potenza;
- Conclude il ciclo la fase di scarico dove il pistone spinge i gas di scarico al di fuori del cilindro.
Parti del motore auto: perché è importante conoscerle
Oltre a renderti un guidatore più consapevole, avere una conoscenza di base dei pezzi principali e della struttura del motore può esserti utile per:
- Far fronte a situazioni di emergenza: se il motore si surriscalda, è utile sapere dove si trova il radiatore e come controllare il livello del liquido refrigerante per evitare danni costosi o pericolosi;
- Diagnosticare dei problemi: se il tuo veicolo inizia a fare strani rumori, avere una conoscenza delle parti del motore può aiutarti a comunicare meglio con il tuo meccanico e comprendere la natura del problema;
- Valutare danni: se il motore della tua auto subisce un danno, sei costretto a prendere delle decisioni in base al tipo di guasto. Se il guasto riguarda uno dei pezzi vitali del motore potrai valutare se vale la pena sostituirlo, se fare la rettifica alla testata o se sostituire il motore.
Nel caso di sostituzione del motore, sapere che il motore rigenerato è equiparabile al nuovo come prestazioni e sicurezza e che tutti i ricambi sono nuovi, ti farà risparmiare tempo e denaro, garantendoti un’esperienza di guida più sicura e gratificante.
