Motore

Il motore è una macchina capace di trasformare una sorgente di energia, che può essere in forma chimica (in presenza di un combustibile), elettrica o termica, in una energia meccanica o lavoro meccanico continui (i dispositivi capaci di questa trasformazione in modo impulsivo e discontinuo sono detti attuatori; muscoli piezoelettrici, elettrovalvole, relais ecc.).

Definizione

In senso filosofico, un motore è l'ente che causa il movimento o il cambiamento di altri enti ad esso collegati: Aristotele parlava di "motore immobile", termine ripreso anche da altri filosofi, per indicare la causa prima dell'universo, cioè l'oggetto o il soggetto che (secondo la sua filosofia) stava al principio.

Motore si usa anche in informatica (motore grafico, motore di ricerca, motore database...) per designare un programma che "trasforma" automaticamente e costantemente qualcosa in qualcos'altro. Più precisamente in informatica un motore è un programma che, nel corso del suo normale funzionamento:

1. non termina mai, a meno di problemi tecnici o che non venga deliberatamente arrestato;
2. elabora il suo output a partire da un insieme di dati e/o procedure predefiniti;
3. è pensato per essere usato da altri programmi e non direttamente da esseri umani

Principi generali

Processo di combustione interna di un motore a combustione a quattro tempi

Motore moderno

Tutti i motori reali fisici, di qualunque genere siano, sono soggetti alle leggi della termodinamica, e dunque tutti forniranno un lavoro totale minore dell'energia contenuta nel combustibile speso per il loro funzionamento. Il rapporto fra il lavoro fornito e l'energia spesa da un particolare motore è il suo rendimento lordo, comprendente la frazione di energia spesa per il funzionamento interno del motore stesso. Esso è sempre inferiore al rendimento termodinamico, il rendimento (non misurato, ma calcolato) per un motore identico considerato "ideale", cioè privo di dissipazione energetica interna.

In particolare, il rendimento dei motori termici dipende strettamente dalla temperatura iniziale e finale del loro ciclo, e per un dato salto di temperatura δT sarà comunque minore di quello del ciclo di Carnot allo stesso δT.

La gran parte dei motori di uso comune sono alternativi e/o rotativi, e producono lavoro sotto forma di una coppia o una forza su un asse; altri producono soltanto una forza lineare.

Storia

Uno dei primi motori come viene inteso oggi fu la macchina a vapore, in cui viene prodotto del vapore d'acqua surriscaldato in una caldaia che poi, espandendosi in un cilindro, produce una spinta su un pistone. Tale moto, reso alternativo con altri accorgimenti meccanici, può essere trasferito a una ruota o ad un volano attraverso un meccanismo biella-manovella, in modo da rendere possibile il movimento del veicolo. Nel corso del XIX secolo le navi a vapore sostituirono i velieri e verso la fine dello stesso secolo lo sviluppo del motore a combustione interna rese possibile il grande sviluppo dell'industria automobilistica e, in seguito, la nascita dell'industria aeronautica.

Dopo la seconda guerra mondiale, l'impiego per il volo aeronautico richiese lo sviluppo dei motori a getto, mentre la nascita del volo spaziale permise il grande sviluppo dei motori a razzo e, in particolare del motore a razzo chimico.

Negli ultimi anni, le esigenze del volo interplanetario stanno guidando la ricerca verso nuove soluzioni, in particolare nel campo dei motori a razzo a propulsione non chimica come le vele spaziali.

Nel campo dei motori per applicazioni automobilistiche, la ricerca è invece fortemente orientata verso soluzioni che riducano i consumi e le emissioni di sostanze inquinanti nell'ambiente.

Classificazione dei motori

Motore elettrico

• Motore in corrente continua
  • Motore brushless
  • Motore passo passo
• Motore in corrente alternata
  • Motore Sincrono Brushless
  • Motore sincrono
  • Motore asincrono
  • Motore monofase
  • Motore trifase

Motore termico

Motore chimico

Motore chimico senza combustione

• Cella a combustibile

Motore a combustione interna

• Motori volumetrici (il fluido motore agisce in maniera intermittente)
  • movimento alternativo
    • Motore ad accensione comandata, detto anche motore a scoppio (vedi anche ciclo Otto e carburazione)
    • Motore ad accensione spontanea o Motore Diesel (vedi anche ciclo Diesel e motore a iniezione)
    • Motore NEVIS (Ciclo Bortone), si caratterizza per l'assenza dell'uso della biella, sostituita da un sistema camma
    • Motore stellare, in passato applicato sugli aerei ad elica
    • Motore a 6 fasi isovolumetrico, si caratterizza per l'assenza dell'uso della biella, sostituita da un sistema camma
    • Motore a pistoni oscillanti
  • movimento rotativo
    • Motore Wankel
    • Quasiturbina
    • Motore trochilico
    • Motore toroidale
    • Motore Britalus

• Motori continui (il fluido motore agisce in maniera continua)
  • Motore a reazione
    • Motore a getto (anche detto esoreattore, utilizzo dell'aria esterna come comburente)
      • Motoreattore
      • Turboreattore
        • Turboventola (o turbofan)
        • turboalbero
        • Turboelica
        • propfan
      • Statoreattore
      • Pulsoreattore
    • Motore a razzo (anche endoreattore, comburente interno)
      • Motore a razzo chimico
        • Aerospike
      • Reazione non chimica
        • Motore a ioni
        • Motore a fotoni
        • Motore al plasma
        • Motore nucleare

Motore a combustione esterna

• Motore a vapore (vedi anche ciclo Rankine)
  • Motore alternativo a vapore
  • Turbina a vapore
• Motore Stirling
• Motore rotativo a combustione esterna

Altri tipi di motori

• turbina idraulica
• motore ad aria compressa
• motore a molla
• motore molecolare (ambito biologico invece che meccanico)

Disposizione

Il motore può essere disposto:

• Longitudinale, quando il motore è disposto perpendicolarmente all'albero finale di rotazione che aziona o più in generale è parallelamente/assialmente allo spostamento lineare generato
• Trasversale, quando il motore è disposto parallelamente all'albero finale di rotazione che aziona o più in generale è perpendicolare allo spostamento lineare generato

Dispositivi di controllo

Diversi simboli di autodiagnosi

I motori termici, soprattutto quelli destinati al trasporto (auto, camion e moto), hanno più dispositivi di controllo per segnalare le diverse anomalie, di cui:

• Autodiagnosi, serve per indicare eventuali avarie del motore di varia natura.
• Temperatura, controlla la temperatura massima, indicando quando si supera la soglia massima di funzionamento.
• Olio, questa spia può avere significati diversi in base al tipo del motore, ma generalmente indica un livello non corretto dell'olio nella relativa vaschetta, un problema nella pressione o una cattiva qualità dello stesso.

Voci correlate

• Attrito
• Banco prova
• Combustione
• Combustibile
• Comburente
• Gasogeno
• Inquinamento
• Lubrificante
• Macchina elettrica
• Propulsione spaziale
• Pressione media effettiva (pme)

Altri progetti

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