Rendimento organico

In un motore a combustione interna si definisce rendimento organico ($\eta _{o}$) il rapporto tra la pressione media effettiva e la pressione media indicata:

                                         $\eta _{o}={\frac {pme}{pmi}}$

Esso dà una misura delle perdite dovute a:

1. Attrito tra le cinematiche del manovellismo (pistone, perni di biella, perni di banco) e la parete del cilindro;
2. Forze d'inerzia degli organi in movimento (pistone);
3. Potenza spesa per trascinare eventuali organi ausiliari (pompa dell'olio, compressore meccanico, alternatore, ecc...)

Per semplicità si possono analizzare le tre perdite separatamente:

Perdite per attrito

Assumendo $L_{w}'$ il lavoro perso per attrito tra i cinematismi, si può in prima approssimazione assumere la seguente relazione:

                                  $L_{w}'=K'\cdot p_{max}\cdot V_{cil}\quad [J]$

Con:

• $K'$, coefficiente dipendente da: coefficiente d'attrito, rapporto biella/manovella, forma del ciclo di lavoro;
• $p_{max}\quad [Pa]$, pressione massima all'interno della camera di combustione;
• $V_{cil}\quad [m^{3}]$, volume della camera di combustione.

Perdite per forze d'inerzia

Assumendo $L_{w}''$ il lavoro perso per le forze d'inerzia tra i cinematismi, si può in prima approssimazione assumere la seguente relazione:

                                  $L_{w}''=K''\cdot m\cdot u^{2}\quad [J]$

Con:

• $K''$ coefficiente simile al precedente;
• $m\quad [kg]$ massa degli organi soggetti ad accelerazione;
• $u\quad [m\,s^{-1}]$ velocità media del pistone al ciclo.

Perdite dovute agli organi ausiliari

In prima approssimazione si può assumere che le perdite $L_{w}'''$ per muovere gli organi ausiliari siano proporzionali alla cilindrata del motore:

                               $L_{w}'''=K'''\cdot V_{cil}\quad [J]$

Espressione finale

Tenuto conto delle considerazione di cui sopra, il rendimento organico può essere espresso come:

$\eta _{o}=1-{\frac {L_{w}'+L_{w}''+L_{w}'''}{pmi\cdot V_{cil}}}=1-{\frac {K'\,p_{max}+K''\cdot {\frac {m\cdot u^{2}}{V_{cil}}}+K'''}{pmi}}$

Fonti

• Giancarlo Ferrari, Motori a combustione interna, IL Capitello, 2008, ISBN 978-88-426-7022-3.

Voci correlate

• Motore a combustione interna
• Pressione media indicata
• Pressione media effettiva