Come funziona un motore a benzina?

Sicuramente la maggior parte di voi che ci leggete ogni giorno, o non così spesso, siete degli appassionati, amanti delle automobili e probabilmente di tutto ciò che ha le ruote e si muove grazie alla forza fornita da un motore, soprattutto se a benzina, ne sono certo.

Oggi vorrei cambiare per un momento le notizie abituali di cui parliamo qui, su Highmotor, per fare una piccola introduzione leggera e senza approfondire argomenti più specifici su qualcosa che piace a tutti noi: il funzionamento elementare di un motore a benzina. Dopo aver letto i seguenti paragrafi, sicuramente potrai comprendere meglio i propulsori che tanto amiamo.

Per cominciare prendiamo come base un motore a benzina a ciclo Otto, a quattro tempi e aspirato. In poche parole potremmo dire che un motore a combustione interna alimentato a benzina utilizza l’esplosione del combustibile e dell’aria, provocata da una scintilla, per espandere il gas spingendo il pistone dall’alto verso il basso, creando un movimento che più avanti arriverà alle ruote facendole girare.

Possiamo dire che questo è un ottimo riassunto di ciò che segue. I motori a benzina sono di due tipi: a due tempi e a quattro tempi. I primi furono montati in passato e oggi vengono usati solo su moto da trial o ciclomotori da 50 cm³. I secondi sono quelli che equipaggiano tutti i motori a benzina delle auto attuali e, come indica il loro nome, funzionano in quattro tempi: aspirazione, compressione, esplosione e scarico.

Andiamo per gradi, perché anche se è semplice bisogna capirlo bene per poi comprendere come preparare correttamente un motore, ecc.

Aspirazione: L’aria atmosferica, da cui deriva la parola “aspirato”, entra attraverso la farfalla e, tramite il collettore di aspirazione, si dirige alla testata, dove più avanti arriverà alla camera di combustione mescolata con la benzina, mentre il pistone si trova nella sua parte più alta. Il combustibile arriva in questa parte del cilindro grazie agli iniettori.

Compressione: Una volta che la benzina mescolata con l’aria arriva al cilindro, il pistone inizia a scendere fino al suo punto più basso, mentre le valvole di aspirazione si chiudono. Con la forza con cui il pistone scende, risale comprimendo la miscela, facendo salire la temperatura interna del blocco e potendo arrivare a provocare un’esplosione non controllata, con le conseguenze che ciò comporterebbe a lungo termine (detonazione).

Esplosione: Una volta che il pistone è in alto, le valvole sono chiuse e la miscela è compressa al massimo, la candela, che non è altro che una resistenza che si accende e si spegne quando la centralina lo decide, fa esplodere la benzina e l’aria, facendo scendere con grande forza il pistone nuovamente alla sua parte più bassa dopo l’esplosione. Questa forza, la coppia motrice, è quella che poi usiamo per misurare le prestazioni del motore.

Prima di proseguire con l’ultimo tempo vorrei chiarire che ciò che provoca realmente l’esplosione non è la benzina, bensì l’ossigeno presente nella camera di combustione. La goccia di benzina che arriva al cilindro si limita a permettere all’ossigeno di esplodere. Per questo parliamo di miscela povera o ricca. La miscela è povera quando c’è molta concentrazione d’aria e poca benzina, ed è ricca al contrario. Il primo caso fa correre l’auto molto di più, ma in cambio provoca un aumento della temperatura del motore, quindi potremmo dire che la quantità di benzina introdotta nel cilindro serve a controllare la temperatura al suo interno.

Scarico: L’ultima fase si verifica dopo che l’esplosione è avvenuta e il pistone è sceso per la seconda volta. In quel momento l’albero a camme inizia ad aprire le valvole di scarico per far uscire attraverso il collettore di scarico e poi attraverso il tubo di scarico i gas prodotti da tale esplosione.

Il movimento del pistone si trasforma nel movimento delle ruote tramite l’albero motore, al quale è collegata la biella, che a sua volta è collegata al pistone. In sintesi, questo è il funzionamento di un motore a benzina convenzionale, a quattro tempi e aspirato. Più avanti vedremo come aumentare la potenza, le diverse preparazioni che si possono fare al motore e il sovralimentazione.