Salve,
di un motore vengono fornite le curve caratteristiche della potenza "effettiva", della coppia motrice (rilevata al volano, dato che questo contribuisce in modo notevole a rendere costante la coppia generata all'albero motore) e del consumo "specifico" (non quello kilometrico) in funzione del numero di giri n (in giri/min), rilevate sul banco dinamometrico di prova.
Molto importanti sono le zone di "funzionamento stabile" e di "funzionamento instabile" (è per questo motivo che esiste il cambio di velocità) in base al regime di rotazione dell'albero (vedi immagine ripresa dal "manuale di meccanica" di Caligaris):
La potenza effettiva può essere calcolata molto semplicemente in funzione della coppia motrice: Pe = C*omega [kW], in cui omega=(2*pi*n)/60 [rad/s] è la velocità angolare all'albero motore.
Andando a sostituire, avremo: Pe = (C*n)/9549 [kW].
Teoricamente la potenza aumenta linearmente all'aumentare di n ma a causa della diminuzione dei vari rendimenti, in particolare del rendimento volumetrico (cioè il "grado di riempimento del cilindro") ma anche del rendimento meccanico (entrambi i rendimenti diminuiscono all'incirca col quadrato di n), essa si "ripiega" fino ad un punto massimo (vedi figura sopra), superato il quale si ha una netta diminuzione del suo valore.
Ricordo che la curva della potenza effettiva (come del resto anche le altre curve) viene ricavata in condizioni di massima "ammissione" (vale a dire con la farfalla dell'acceleratore completamente aperta nel caso dei motori a carburazione e con la pompa di iniezione alla massima portata nel caso dei motori Diesel).
La coppia motrice, nella zona "regolare" di funzionamento, aumenta da un numero di giri minimo fino ad un punto in cui raggiunge il valore massimo in quanto (ricordo che C = (Pe*9549)/n) la potenza Pe cresce più rapidamente di n.
Oltre il punto corrispondente al valore massimo della coppia, il valore di C diminuisce poiché Pe cresce meno rapidamente rispetto a n (il rapporto Pe/n diminuisce).
Diamo un'occhiata, infine, alla curva del consumo "specifico": per consumo specifico s'intende la massa in kg di combustibile in grado di produrre la quantità di calore necessaria ad ottenere il lavoro "effettivo" di 1 J.
Se si misura il consumo specifico in [kg/(kW*h)], possiamo considerarlo anche come la "massa oraria" di combustibile per ottenere 1 kW di Pe.
Dall'andamento del consumo specifico (vedi immagine sopra), si evince che esso diminuisce quando C e n aumentano contemporaneamente (e continua a diminuire, per un certo tratto, fino ad un punto minimo in cui il prodotto C*n aumenta) e aumenta, oltre il punto a valore minimo, in quanto la diminuzione di C non è più in grado di "compensare" l'aumento di n (cioè il prodotto C*n diminuisce).
A presto ?
P.S. Il rendimento volumetrico è il rapporto tra la massa di miscela introdotta effettivamente nel cilindro e la massa "teorica" di fluido che corrisponde al riempimento completo del cilindro (cioè un volume pari alla cilindrata del motore) in condizioni standard (cioè p=1 bar e T=15°C) di funzionamento.
La coppia sviluppata dal motore dipende dalla cilindrata e dal rapporto volumetrico; a sua volta, il rapporto volumetrico dipende dagli angoli di apertura e di chiusura delle valvole (quindi dagli anticipi e dai ritardi alla chiusura e all'apertura), vale a dire dal "diagramma della distribuzione".
Ne riparleremo presto ☺️