Parametri geometrici e dimensionali
- parte 2

6) TIPO DI CAMERA DI COMBUSTIONE

Dalla forma e dimensione della camera di combustione dipendono la velocità e la temperatura finale della combustione, oltre che il rischio di avere fenomeni indesiderati come l'autoaccensione e la detonazione.

La camera di combustione è ricavata nella testata e a volte anche nella testa del pitone.

Diminuendo la superficie della camera di combustione, a parità di volume, diminuiscono le dispersioni di calore e questo comporta grossi benefici per il rendimento del motore.
A questo proposito la forma ideale sarebbe quella della sfera, perchè tra tutti i solidi è quello che a parità di volume presenta la superficie inferiore.

Vediamo ora le camere di combustione più diffuse:

1. camera discoidale

2. camera a scatola di sardine

3. camera a cuneo

4. camera emisferica

5. camera a tetto

6. camera Heron

7. camera a carica stratificata

1. La camera discoidale è la più semplice da realizzare, ma il suo utilizzo è limitato dal fatto che per essere davvero efficiente deve avere due candele per cilindro.

2. La camera a scatola di sardine genera una turbolenza che facilita la combustione. Inoltre è possibile ottenere rapporti di compressione più elevati rispetto alla camera discoidale senza incorrere nei fenomeni di autoaccensione e detonazione.

3. La camera a cuneo è una variante migliorata della camera a scatola di sardine. In questa configurazione la maggior parte della miscela si raccoglie attorno alla candela. Questo consente alla fiamma di propagarsi verso una massa sempre minore di gas evitando la detonazione.

4. La camera emisferica è una delle migliori perchè presenta il minor rapporto superficie/volume. Viene utilizzata per motori ad alte prestazioni. Visto che le valvole sono inclinate rispetto all'asse del cilindro sono necessari due alberi a camme. Anche la forma del cielo del pistone può essere emisferica, in questo caso la camera di combustione acquista una geometria prossima a quella ideale (sfera). La candela è posta al centro.

5. La camera a tetto è un'evoluzione di quella emisferica e viene usata soprattutto nei motori con più valvole per cilindro. La candela è centrale.

6. La camera Heron, detta anche camera nel pistone, è molto più utilizzata nei motori Diesel. Consente elevati rapporti di compressione ed ha un buon livello di turbolenza. Un altro vantaggio è la sua economicità di realizzazione.

7. La camera a carica stratificata non ha una sua specifica forma. Si basa sul concetto che con una miscela magra si ottiene un aumento del rendimento. Lo svantaggio è che più la miscela è magra e più lenta è la combustione. Questo comporta lo svantaggio di non poter raggiungere elevati regimi di rotazione. Per ovviare a questo inconveniente si cerca di avere una miscela più grassa intorno alla candela e più magra man mano che ci si allontana da essa.  Tale risultato può essere ottenuto con iniezione multipoint (una iniezione per ogni cilindro) o ancor meglio con iniezione diretta (cioè direttamente nella camera di combustione).

7) MOTORE DISASSATO

La spinta del pistone contro le pareti del cilindro non è parallela all'asse del cilindro stesso. Questo perchè il pistone è collegato alla biella e nella sua corsa di discesa durante la fase di espansione, la biella forma un certo angolo con l'asse del cilindro. L'azione del pistone sulle pareti del cilindro è sempre più pronunciata su un lato della parete piuttosto che dall'altro (in particolare sul lato sinistro visto dalla distribuzione). Questo è dovuto al fatto che la spinta verso il basso dei gas durante la corsa di espansione è più elevata di quella verso l'alto durante la fase di compressione.

Tutto questo provoca un'ovalizzazione dei cilindri, in particolare dal lato sinistro.
Al fine di ridurre la spinta laterale durante la fase di espansione si ricorre al DISASSAMENTO DEL CILINDRO. In particolare il cilindro viene traslato nel verso in cui avviene la rotazione della manovella.

Un altro artificio simile viene spesso utilizzato sullo spinotto del pistone. Anche questo viene spesso disassato rispetto all'asse del pistone ottenendo una riduzione del rumore del motore.