AUTOMOBILI
PARTE PRIMA
Scelta di un corpo produttore di energia.
Fin ora, gli agenti impiegati praticamente nell'automobilismo, sono la benzina (petrolio e derivati), l'alcool, il vapore e l'elettricità.
La scelta di un corpo produttore di energia per automobili dipende dalle seguenti considerazioni:
1º Il corpo deve avere una potenza specifica la più grande possibile, vale a dire un chilogrammo di questo corpo deve contenere il più grande numero di calorie (motore termico) o produrre il più grande numero possibile di watts (motore elettrico);
2º Il corpo deve essere di facile rifornimento, scevro di pericoli, poco costoso e poco voluminoso. Un corpo, anche ottimo dal punto di vista dell'energia che tiene immagazzinata, ma di difficile rifornimento, sarebbe da scartarsi; anche un esplosivo per i pericoli che presenta non è da impiegarsi; il carbone pure è da scartarsi perchè occupa molto posto;
3º Se il corpo non è produttore di energia, ma ne è solo un accumulatore deve avere un grande rendimento.
Quindi non sarà conveniente ricorrere a molle per il movimento degli automobili, perchè il lavoro fornito nella distensione è di molto inferiore a quello fornito per porle in tensione.
Nè l'aria liquida si potrebbe impiegare praticamente, perchè il lavoro che può dare è piccolissimo rispetto a quello fornito per la compressione.
Finalmente potremo anche dire che un corpo, sia pure ricco in energia, sarà da scartarsi quando la sua utilizzazione richieda complicazioni.
Così l'acetilene, che dà circa 4000 calorie per chilogrammo, non è impiegato perchè le miscele prodotte da questo gas sono esplosive e dilaniatrici. Non mancano tuttavia i tentativi d'impiego di questo composto carburato negli automobili.
Il corpo impiegato di preferenza nei motori a scoppio applicati agli automobili è la benzina, più di rado s'impiega il petrolio e l'alcool. Con essa si forma un gas tonante, cioè un miscuglio di corpi gassosi suscettibili di scomporsi in elementi capaci di combinarsi e aventi in determinate condizioni una grande affinità. La trasformazione è accompagnata da grande quantità di calore utilizzata industrialmente nei motori a scoppio.
Nel commercio si hanno due qualità di benzina, l'una derivata dal catrame ottenuto nella fabbricazione del gas illuminante, l'altra ottenuta distillando i petroli naturali a temperatura fra i 70° e i 150°.
Entrambe le qualità sono adoperate nell'automobilismo. Il potere calorifico della benzina è di 11.500 calorie circa.
Il petrolio del commercio, che proviene dalla distillazione del petrolio naturale fatta alla temperatura da 150° ai 300°, comincia ad essere usato, sebbene presenti qualche inconveniente, per il suo prezzo relativamente moderato e per la facilità di ritrovarlo ovunque. Anche gli oli pesanti, ottenuti nella distillazione del petrolio, tendono a sostituire il petrolio nei motori per impianti fissi.
L'alcool è pure adoperato nell'automobilismo, il più delle volte e con maggior vantaggio mescolato in parti eguali con la benzina; richiede però l'avviamento del motore con benzina.
Il gas di benzina, mescolato coll'aria in proporzione conveniente, forma un miscuglio tonante; il detto miscuglio deve essere tale da contenere l'ossigeno necessario alla completa combustione degli idrocarburi.
Lo scoppio può avvenire, sia per la presenza di un corpo scaldato ad alta temperatura, sia per effetto di scintilla elettrica, sia per effetto dell'elevata temperatura prodotta per compressione molto spinta della miscela.
Nella combustione si produce vapore acqueo e anche acido carbonico, i quali si dilatano bruscamente per la elevata temperatura, producendosi ciò che comunemente si dice lo scoppio.
Il maggior effetto del miscuglio tonante si ottiene colla proporzione di una parte in volume di gas di benzina e 14 parti d'aria.
Nei motori a scoppio, onde avere un andamento economico, è conveniente avere esuberanza d'aria, non deficienza, a ciò non avvenga che parte del combustibile non trovi ossigeno sufficente alla combustione e vada in pura perdita con tutti gli inconvenienti che ne derivano, quali deposito di carbonio sulle pareti del motore, sulle sedi delle valvole, sulla candela di accensione, scoppi nel silenziatore, ecc.
D'altra parte un eccesso d'aria esporta parte delle calorie di combustione e talvolta la miscela resta povera di combustibile a tal punto che non si accende e va in pura perdita per lo scappamento.
Dunque in entrambi i casi si ha una perdita nel rendimento; conviene quindi cercare di ottenere un dosamento esatto costante della miscela, ciò che è sommamente difficile alle varie velocità.
In alcuni automobili si ha la libertà di variare la miscela; per dosarla però, occorre molta pratica. Si può, col modificare la sua composizione, variare il numero dei giri in limiti molto estesi, però sempre a scapito del rendimento.
Le combustioni incomplete danno luogo ad inconvenienti più gravi nei motori ad alcool causa ai prodotti acidi che deteriorano le valvole e le loro sedi.