La miscela aria benzina e l’erogazione di potenza

Prima dell’evoluzione dei motori, l’unico componente in grado di regolare l’afflusso di benzina all’interno del cilindro era il carburatore. E’ tuttora utilizzato su molti mezzi a due ruote, prevalentemente di fascia economica. Questo funzionava solo grazie alla meccanica, con una serie di valvole e molle tarate per gestire l’ingresso del carburante nella camera di scoppio. Il carburatore, nella produzione automobilistica, è stato del tutto soppiantato dall’iniezione elettronica, che consente di gestire con estrema precisione la miscela aria-benzina. Ecco come funziona l’erogazione di potenza.

Articolo aggiornato il 29 ottobre 2020 alle ore 8:00

LA BENZINA E L’EROGAZIONE DELLA POTENZA

Un motore a Ciclo Otto viene alimentato dalla benzina, che si deve miscelare con l’aria all’interno della camera di scoppio, con un dosaggio adeguato. Questo è determinato dal rapporto, in peso, tra l’aria e il carburante (si definisce anche come “titolo”). Dal punto di vista chimico la dosatura più corretta è quella stechiometrica, cioè quella che permette, alla fine della combustione, di non avere residui di ossigeno o carburante. Se questo accade vuol dire che tutte le molecole si sono combinate formando acqua e anidride carbonica. La benzina è costituita da una miscela di diversi idrocarburi, con molecole che possono contenere da cinque a dodici atomi di carbonio. Quindi la sua formula chimica non è precisa. Per questo il dosaggio stechiometrico può variare a seconda della composizione, con valori che oscillano tra 14,6 e 14,8. Ciò significa che 1 grammo di benzina deve miscelarsi con 14,6-14,8 grammi di aria.

LA MISCELA ARIA-BENZINA

La “miscela” aria-carburante che viene immessa in camera di scoppio si definisce anche come carica. Prendendo come riferimento il rapporto stechiometrico, se c’è un eccesso di benzina la miscela viene definita ricca o grassa, se invece la benzina manca si parla di miscela magra o povera.

L’EROGAZIONE DELLA POTENZA

In un motore a Ciclo Otto l’erogazione di potenza è controllata quantitativamente, intervenendo sulla quantità (sul peso) della carica aspirata dal motore a ogni ciclo. Il rendimento volumetrico è il rapporto tra la quantità di carica aspirata e il volume massimo della cilindrata. Variando il rendimento si regola l’erogazione di potenza. I motori diesel, invece, hanno un funzionamento diverso, visto che hanno sempre a disposizione la stessa quantità d’aria. In questo caso l’erogazione di potenza si regola variando la quantità di gasolio fornita ai cilindri. In altre parole, è il dosaggio della carica a cambiare nei diesel, mentre nei motori a Ciclo Otto la miscela rimane quasi sempre costante. Ci sono dei limiti, superati i quali la carica non riesce nemmeno ad accendersi e coincidono più o meno con il valore 7 (miscela troppo grassa) e il 20 (miscela troppo magra). A titolo indicativo, fissato il regime di rotazione, la potenza massima si ottiene con miscele leggermente ricche, nell’ordine dei 12,5-13,5, mentre il miglior rendimento si ha con miscele relativamente magre (16-16,5).