Cicluri Motoare, Parametrii Constructivi, Analiza Schimbului de Gaze

7/21/2019 Cicluri Motoare, Parametrii Constructivi, Analiza Schimbului de Gaze

1/16

1.Ciclurile motoarelor cu ardere interna.

Procesele care se desfasoara in cilindrul motorului in timpul celor patru curse ale pistonului sunt:Timpul I-admisia

Pistonul, deplasandu-se de la PMI catre PME, absoarbe in cilindru amestecul carburant.Dupa punctul 1, amestecul carburant poate patrunde in cilindru. Aceasta intarziere se datoreazafaptului ca, la sfarsitul cursei de evacuare, cand pistonul este la PMI, in cilindru mai sunt aze deardere la o presiune mai mare decat presiunea atmosferica. Incarcatura proaspata nu poate intrain cilindru inainte de a se fi produs destinderea azelor arse pana la o presiune inferioarapresinuii atmosferice.Este rational ca, in punctul 1, supapa de admisie sa ofere incarcaturii proaspete o sectiune detrecere cat mai mare pentru ca pierderile azodinamice sa fie minime. Aceasta presupune cadesc!iderea supapei de admisie sa inceapa inainte de de PMI, in punctul ", ca un un!i de avans#dsa$" % &''(A) *un!iul de rotatie al arborelui cotit+. )u cat turatia este mai ridicata deci sitimpul disponibil pentru ridicarea supapei este mai redus, cu atat avansul la desc!iderea supapei

de admisie trebuie sa fie mai mare.Presiunea in cilindru a amestecului de admisie si orificiul supapei de admisie are valori intre ',si ', bar.Datorita temperaturii ridicate a cilindrului si a azelor de ardere, ramase in cilindru, densitateaamestecului carburant scade, ceea ce duce la umplerea incompleta a cilindrului.Pentru a folosi inertia coloanei de incarcatura proaspata, care in PME are o viteza ridicata,supapa de admisie se inc!ide cu intarziere, dupa inceperea cursei de compresie, in punctul .Aceasta este /ustificata si prin faptul ca presiunea in cilindru la PME fiind mai mcia decatpresiunea atmosferica, este posibila o umplere suplimentara datorita acestei diferente depresiune. 0aloarea optima a un!iului de intarziere di la inc!iderea supapei A este cu atat maimare cu cat turatia motorului este mai ridicata, de obicei, #isa$2' % ''(A), ceea ce

reprezinta cu &'-""3 mai mult decat durata cursei de admisie.0ariatia presiunii in timpul procesului de admisie este reprezentata prin curba 1-1-2-2.

Timpul II-Compresia

In timpul compresiei, supapa de evacuare este inc!isa, iar supapa de admisie este desc!isa panain punctul .Din punctul , incepe compresia propriu-zisaAprinderea amestecului carburant se face in punctul 4, inainte d PMI, cu avans la aprinderedestindere. De aceea, se considera ca procesul de comprimare se inc!eie in momentu declansarii


2/16

scanteii electrice. Drept urmare, procesul de comprimare se desfasoara pe o fractiune din cursade compresie, care poate a/une pana la 15 din cursa de compresie, deoarece o intarziere de 6''(A) la inc!iderea supapei de admisie si un avans de 6''(A) la producerea scanteii sunt valoriposibile.0ariatia presiunii in timpul procesului de compresie este data de curba 2-2.

Timpul III-Arderea si Destinderea

Arderea amestecului carburant facandu-se in timp pe diarama se observa ca o parte a ei sesuprapune peste cursa de compresie *curba 7-&+, iar cealalta parte se suprapune peste cursa dedestindere *curba&-2+. 8a sfarsitul arderii presiunea azelor atine &'-2' bar, iat temperatura''-"''').Intervalul de timp in care se desfasoara procesul de destindere este cuprins intre momentul in

care presiunea azelor din cilindru incep sa scada *punctul 2+ si momentul desc!iderii supapei deevacuare *punctul 2+.Deoarece inceputul procesului de destindere se situeaza la &'-"''(A) dupa PMI, iar sfarsitullui are loc cu 2'-6''(A) inainte de PME, rezulta ca procesul de destindere efectiva sedesfasoara apro9imativ pe /umate din cursa de destindere * curba2-2+.0ariatia presiunii in cilindru in timpul proceselor arderii si destinderii azelor de ardere estereprezentata prin curba 2-3-4-4.


3/16

Timpul IV- Evacuarea

Pentru a asiura o olire cat mai completa a cilindrului de aze supapa de evacuare se desc!idein punctul 2, inainte ca pistonul sa a/una in PME. 8a inceput, azele de ardere ies din cilindrudatorita presiunii lor ridicate *evacuare libera+, dupa care urmeaza evacuarea fortatarealizata decatre piston de la PME la PMI. In punctul ", presiunea azelor a/une la &-2 bar, iar temperaturascade pana la 1''-1"'''). Presiunea de evacuare este de 1,1 % 1, bar.Desc!iderea cu avans a E fata de PME duce la o reducere insemnata a presiunii de evacuare, deaceea pistonul in cursa de evacuare deplaseaza in e9terior o cantitate mai mica de aze de ardereprin sectiunea oferita de supapa de evacuare. In felul acesta se asiura o umplere mai buna acilindrului cu incarcatura proaspata. Avansul optim la desc!iderea supapei de evacuare lamotoarele rapide este #dse $ &"-6''(A).Momentul de inc!idere a supapei de avacuare trebuie sa fie astfel ales incat sa asiure o olirecat mai completa a cilindrului de azele arse. u este rational ca E sa se inc!ida in PMI pentruca, intre cilindu si mediul ambiant, e9ista o diferenta de presiune sub actiunea careia o parte dinazele de ardere mai pot fi evacuate in e9terior. Prin inc!iderea cu intarziere a E, o evacuaresuplimentara se realizeaza si sub actiunea coloanei de aze care parasesc cilindrul. De aceea,supapa de evacuare se inc!ide in punctul 17 cu intarziere fata de PMI4 de obicei # ise$ "-2''(A).Datorita avansului de desc!idere E si a intarzierii la inc!idere E, durata procesului deevacuare se e9tinde pe un un!i de ;#$2'-''(A), ceea ce reprezinta &'-"'3 mai multdecat durata cursei de evacuare.Presiunea de evacuare este reprezentata prin curba 4-5-5-1-1.


4/16

Diarama ciclului real este reprezentata de curba 1-1-2-2-2-3-4-4-5-5-1


5/16

Principiile de functionare la motorul in 4 timpi

In urmatoarea fiura este reprezentata sc!ema functionarii unui motor cu ardere interna *in patrutimpi+.


6/16

Principiile de functionare la motorul in 2 timpi

)aracteristicile motorului in doi timpi este desfasurarea ciclului motor in doi timpi, adica pedurata efectuarii de catre piston a doua curse, respectiv a unei rotatii a arborelui citit.Desi motorul in doi timpi se aseamana mult cu cel in patru timpi, el difera totusi constructiv catsi functional. Admisia amestecului carburant se face la inceput in carterul motorului si de aici in

cilindri, in eneral prin intermediul unor frerestr e. =ot prin ferestre se face in eneral sievacuarea azelor arse. Desc!iderea si inc!iderea ferestrelor se fac da catre piston in miscarea sa,la anumite momente bine stabilite.

Timpul I. In cadrul timpului intai se efectueaza admisia amestecului carburant sicomprimarea lui in cilindru.)onsiderand pistonul la PME * fi. a+ ferestrele de baleia/ *admisie+ > si de evacuare E suntdesc!ise. Aceasta permite azelor de ardere sa iasa in atmosfera, iar amestecul carburant, careeste comprimat in piston, in prealabil, in camera din carter, la presiuni de 1,&-1," bar, sa treacaprin ferestrele de baleia/ > in cilindrul motorului.Pistonul, deplasandu-se catre PMI, inc!ide la inceput ferestrele de baleia/ > si apoi ferestrele deevacuare E, continuandu-se astfel evacuarea datorita inertiei curentului de aze arse. Presiunea

in cilindri variaza in acest timp dupa curba -& *fi. d+.Dupa inc!iderea ferestrelor > si E, incepe comprimarea amestecului carburant pana candpistonul a/une la PMI, ceea ce face ca presiunea in cilindru sa creasca dupa curba &-2.Inainte ca pistonul sa a/una la PMI *punctul &+, se produce scateia care aprinde amesteculcarburant.)and pistonul a/une la PMI, desc!ide orificiul de admisie A *fi. b+, permitand amesteculuicarburant sa patrunda in camera din carterul motorului, unde, prin deplasarea motorului, s-a creato depresiune.


7/16

Timpul II. ?azele arse, destinzandu-se, actioneaza asupra pistonului, deplasandu-l de laPMI catre PME *fi. c+, marind volumul ocupat de ele, ceea ce face ca presiunea din cilindru savarieze dupa curba 2-". In punctul " se desc!id ferestrele de evacuare E si azele de ardereincep sa iasa in atmosfera. In punctul , se desc!id ferestrele de baleia/ prin care patrund incilindru aze proaspete, comprimate, in prealabil, in camera din carter, de catre piston in cursa de

la PMI la PME dupa inc!iderea orificiului de admisie A. A/unand in PME, pistonul desc!idecomplet si feretrele de baleia/, ceea ce duce la o variatie a presiunii dupa curba -"-1.Diarama ciclului real al motorului cu aprindere prin scateie in doi timpi este data de curba1-1-2-3-3-4-4-5-5-1 *fi. d+. Procesele descrise mai sus corespund curbelor: &-2 compresie4&-2-2 ardere4 2-" destinderea4 "- evacuarea libera4 -"-1-1- baleia/ul4 -& continuareaevacuarii.

2.Parametrii constructivi a motorului cu ardere interna

Dimensiunile fundamentale ale unui motor sunt precizate de aleza/ul, adicadiametrul nominal al cilindrului si cursa pistonului, ambele e9primate @n milimetri. )ilindreeaeste definita ca volumul descris de piston @ntre cele dou poziBii e9treme ale deplasrii sale carepoart denumirea de PMI*punct mort interior+ si PME*punct mort e9terior+. )ilindreea totala, amotorului va fi suma cilindreelor individuale ale cilindrilor. 0olumul minim ocupat de aze @ncilindru poart denumirea de volumul camerei de ardere. (aportul dintre volumul ma9im*reprezint suma dintre cilindreea unitara si volumul camerei de ardere+ si volumul minime9prim raportul decomprimareC a crui valoare influenBeaz randamentul termic al motorului.8a motoarele cu aprindere prin scanteie raportul de comprimare este strans leat de rezistenta ladetonatie acombustibilului. Pentru un combustibil dat, cresterea lui este posibila prin masuri

menite sa asiure o durata a arderii normale mai mica decat intarzierea la autoaprindere,prevenind detonaBia. Asemenea masuri sunt: aleerea rationala a camerei de ardere si a pozitieibu/iei, reducerea diametrului cilindrului, antrenand scurtarea distantei de propaarea frontului deaprindere, cresterea turatiei, ducand la viteze de ardere mai mari, construirea pistonului sic!iulasei din alia/e de aluminiu, care asiura un nivel de temperatura mai scazut decat fonta.


8/16

3.Analia sc!im"ului de #ae la motoarele in patru timpi.

mplerea normal a motoarelo in patru timpi.Pentru realizarea ciclului real in cazul motoarelor cu ardere interna cu piston este

necesara evacuarea azelor arse din cilindru si introducerea incarcaturii proaspete de aer sau

amestec de aer si combustibil. Aceste procese de sc!imbarea azelor se desfasoara intr-o anumitamasura concomitent.)antitatea de incarcatura proaspata care se retine in cilindru depinde si de radul de olire acilindrului de azelle arse in ciclul precedent, deci procesul de admisie trebuie analizat in stransacorelare cu parametrii ce caracterizeaza procesul de evacuare.)alitatea proceselor de sc!imbare a azelor se apreciaza in eneral prin coeficientul de umplerecare se poate define prin urmatoarele rapoarte:

-raportul dintre cantitatea de incarcatura proaspata retinuta in cilindru la sfarsitulprocesului de umplere ? si cantitatea de incarcatura proaspata care poate ocupa cilindreea inconditii de referinta ?', adica printr-un procese fara pierderi termo-azodinamice.

-raportul dintre volumul incarcaturii proaspete retinute in cilindru la sfarsitul procesului

de umplere, masurat in conditii de referinta 0'si volumul cilindreei 0!pe care l-ar putea umpleincarcatura proaspata intr'un process de pierderi termo-azodinamice.Deci, coeficientul de umplere poate fi scris sub urmatoarea forma:

Pentru calcularea coeficientului de umplere se masoara cantitatea de aze proaspete ? admise inmotor*ca debit+ si se determina prin calculul cantitatea teoretica ?', care spre e9emplu, pentru unmotor in patru timpi este:

, undei

este numarul de cilindri aimotorului4 p'este densitatea fluidului proaspat.

Influenta fazelor de distributie asupra umplerii.Desfasurarea procesului de sc!imb de aze poate fi analizata dupa variatia presiunii

azelor din cilindru in timpul acestui process. Aceasta variatie a presiunii in timpul admisie inmare masura se doreste miscarea pistonului cu viteza variabila. Incepand din pms vitezapistonului se mareste, atinand valoarea ma9ima cu putin inainte de /umatatea cursei sianulandu-se in pmi. 0iteza de admisie a azelor proaspete urmareste in eneral variatia vitezeipistonului, dar datorita inertiei azelor din conducata de admisie si presiunii superioare ce o maiau azele arse din cilindu la incputul cursei de admisie e9ista un decala/ intre inceputul cursei deadmisie si inceputu procesului de admisei.De asemenea, la sfarsitul cursei de admisie, cu toate ca viteza pistonului atine valoarea zero,incarcatura proaspata continua sa patrunda in cilindru datorita inertiei si presiiunii mai scauztedin cilindru. Apare un decala/ intre sfarsitul cursei de admisie si sfarsitul admisiei. Evident,sfarsitul admisiei este determinat de momentul inc!iderii supapei de admisiei.


9/16

)alculul parametrilor de stare a azelor la sfarsitul umpleriiMarimiea coeficientului de umplele vdepinde de o serie de factori printre care:

presiunea la sfarsitul umplerii, coeficientul azelor reziduale, presiunea si temperature azelorarse si temperatura amestecului la sfarsitul admisiei.Presiunea la sfarsitul admisieieste un factor care influenteaza !otarator coeficientul de umplere

la motoarele in patru timpi si depinde de pierderile azodinamice pe traseul de admisie.Pierderile de presiune la umplere pot fi calculate cu a/utorul ecuatiei lui >ernoulli, admitand caumplerea se face in reim stationar.Pentru traseul de admisie, ecuatia lui >ernoulli se poate scrie sub forma:

p'si pa% densitatea incarcaturii proaspete la intrarea in conducta de admisie si in cilindruF'si Fa% viteza incarcaturii proaspete la intrarea in conducata de admisie si viteza media latrecerea pe sub supapa de admisie.G'si Ga% inaltimea fata de sistemul de referinta a a9ei sectiunii de intrare in conducta de admisie

si sectiunea de trecere pe sub supapa de admisieH % coefficient de amortizare a vitezei incarcaturii proaspete in sectiunea considerate acilindrului

Fe% viteza medie a incarcaturii proaspete in sectiunea considerate a cilindrului % coeficientul de rezistenta a traseului de admisie raportat la sectiunea minima.

Coeficientul gazelor reziduale ,este raportul dintre cantitatea de aze ramase in cilindru de la

ciclul precedent si cantitatea azelor proaspete admise.(educerea cantitatii de aze reziduale se poate obtine pe urmatoarele cai, pornind de la e9presia:

-micsorarea volumului ocupat de azele reziduale, adica volumul camerei de ardere *0c+prin cresterea raportului de comprimare4

-micsorarea presiunii azelor reziduale pr4-marirea temperaturii azelor reziduale =r, intrucat in acest caz se miscoreaza densitatea

lor.) cresterea reportului de comprimare se mareste si radul destinderii azelor, din care cauza =rse miscsoreaza. )resterea sarcinii si turatiei duc la marirea temperaturii =r.Pentru motoarele in patru timpi valoarea temperaturii =r se afla in urmatoarele limite:

-la motoarele cu carburetor =r $ ''-1''' J4-la motoarele cu aprindere prin compresie =r $ K''-'' J4-la motoarele cu aze =r $ K"'-1''' J.

Presiunea azelor reziduale prpentru pentru motoarele fara supraalimentarea, la puterea nominaleste:

-pentru motoarele lente pr $ *1,'&-1,'6+ po4-pentru motoarele rapide pr $ *1,1-1,"+ po.


10/16

Temperatura gazelor la sfarsitul admisiei T0este temperature la care a/un azele prin incalzireade la peretii conductei de admisie si a cilindrilor si de la azele reziduale.Aceasta temperatura se poate determina din ecuatia bilantului de caldura a amestecului de azeproaspete si reziduale, inainte si dupa amestecare.e presupune ca amestecul se realizeaza la presiune constanta, deci:

unde ;= este incalzirea azelor de la conducta de admisie si peretii cilindrilor4;=vap% racirea azelor prin vaporizarea combustibilului.


11/16

4.$upraalimentarea motoarelor

upraalimentarea motoarelor are drept scop in primul rand marirea momentului motor *cupluluimotor+. Procedeele de supraalimentare cele mai intalnite pot fi compresorul mecanic,

turbocompresorul, sau amandoua *0F-L=I+.

Compresorul mecanic

Este antrenat direct de catre motor si de aici si consumul mai mare de carburant, se pierde dinrandament. Mercedes au insa un mod interesant de supraalimntare folosind acest tip desupraalimntare, prin al lor )MP(E(. upraalimentarea se realizeaza numai cand sedepaseste un anumit pra de sarcina si turatie. Pana la acest pra, motorul functioneaza precumunul cu admisie normala. idee buna, mai ales din punct de vedere al consumului de benzina.

Turbocompresorul

Este cel mai intalnit procedeu de supraalimentare. Ansamblul turbocompresor este format dinturbina si compresor *de unde ii vine si numele+. =urbina este actionata de azele de evacuare,compresorul se afla pe admisie, deci comprima aerul ce este introdus astfel fortat in cilindriimotorului. Presiunea de supraalimentare este controlata de E) *Electronic )ontrol nit %calculatorul central+. )ontrolul se face astfel. E9ista o capsula pneumatica care preleveazainformatii de pe admisie inainte de compresor *depresiune+ si dupa compresor *suprapresiune+.In functie de aceste informatii si la comanda calculatorului, capsula pneumatica trimite semnalcatre actuatorul Naste ate-ului *supapa de pierderi+. Actuatorul actioneaza supapa de pierdericare se inc!ide5desc!ide mai mult sau mai putin. Faste ate-ul se afla pe evacuare, inainteaturbinei. Daca se desc!ide mai mult, atunci debitul de aze de evacuare care a/une la turbinaeste mai mic, deci turbina va avea o turatie mai mica. )um si turbina si compresorul suntsolidare pe acelasi a9, automat si compresorul va fi rotit cu aceeasi turatie ca si turbina, adicamai mica. Daca compresorul este actionat mai putin, va comprima mai putin aerul, decipresiunea de supraalimentare scade. Astfel este controlata presiunea de supraalimentare. Inconcluzie, supraalimentarea este controlata de E) prin capsula pneumatica care actioneaza osupapa de pierderi. Marea problema la motoarele supraalimentate pe benzina este aparitiadetonatiei care poate conduce pana la distruerea ambiela/ului motorului. =ocmai din aceastacauza supraalimentarea motoarelor pe benzina se realizeaza mai reu decat la un motor Diesel.Faste ate-ul /oaca un rol desodebit de importante pentru a nu se a/une la detonatie, pe lana


12/16

alte masuri luate de E), reducerea avansului la scanteie sau c!iar reducerea presiunii dein/ectie.8a Diesel insa, pericolul detonatiei nu e9ista, acest motor fiind unul care functioneaza pe acestprincipiu, al autoaprinderii amestecului din camera de ardere. Debitul azelor de evacuare estemult mai mare, c!iar de la turatii foarte mici, un alt motiv pentru care supraalimentarea acestor

motoare se face mai lesne. Practic turbina se aude lucrand c!iar de la turatii /oase, spre deosebirede benzina unde turatia trebuie sa treaca de &"''-2''' rot5min. 8a Diesel presiunea desupraalimentare este ceva mai mare de aceea se foloseste adesea intercooler-ul. Aerul trecut princompresor se incalzeste, conform leii enerale a azelor. Astfel, densitatea aerului scadeconsiderabil. Aerul comprimat poate a/une c!iar la 6'-K' de rade celsius. Intercooler-ul racesteaerul admis in motor, il readuce pe la apro9imativ &' de rade celsius, depinde desiur de tipulmotorului. Aerul rece are o densitate mai mare, deci se poate in/ecta o cantitate mai mare demotorina, puterea motorului creste astfel considerabil.e pot folosi c!iar turbocompresoare puse in serie. nul este folosit la turatii mici si medii, iaral doilea la turatii mari. In cazul in care este prea mare presiunea de supraalimentare, se face unbOpass al uneia dintre turbine.

Compresorul mecanic si Turbocompresor

0olsNaen prin al lor =I imbina cele doua metode si spun ei ca astfel puterea motorului cresteconsiderabil, iar consumul este mai redus fata de cazul in care s-ar folosi una din cele douametode. Ei s-au andit sa imbine cele doua procedee de supraalimentare, deoarece compresorulfunctioneaza mai bine la turatii reduse-medii, iar turbina avand mai mult randament la turatiiinalte. u stiu care este adevarul, am auzit atat pareri pro cat si contra. =otusi acest =I a castiatniste premii, deci banuiesc ca este ceva de el. Desiur, in e9ploatare este altceva si problemelepot sa apara neresit. )u cat e mai complicat, cu atat si posibilitatea de aparitie a diverselorprobleme te!nice este mai ridicata.

Msuri constructive ce se impun la motorul supraalimentat

Datorita cresterii presiunii de supraalimentare precum si marirea cantitatii de combustibil arse peciclu, presiunile si temperturile ma9ime de ardere se maresc si ca urmare cresc si solicitrilemecanice si termice ale motorului.Presiunea de supraalimentarepseste limitat de presiunile Qi temperaturile ma9ime de ardere dincilindru, respectiv tensiunile mecanice Qi termice.MicQorarea presiunii ma9ime se realizeaz prin micQorarea raportului de compresie. Pentrudiminuarea @ncrcrii termice @n eneral se recure la mrirea coeficientului de e9ces de aer Qiprin intensificarea baleia/ului prin mrirea perioadei de suprapunere a desc!iderii supapelor.tilizarea rcirii intermediare a aerului la ieQirea din compresor este metoda cea mai eficacedeoarece odat cu rcirea aerului se mreQte densitatea @ncrcturii Qi implicit puterea motoruluiva creQte. e constat c scderea cu 1'') a aerului la ieQirea din compresor conduce la o creQterede putere de apro9imativ R&3.8a rade de supraalimentare de pSn laps$ 1,6R,' modificrile sunt minime.Tn eneral la motoarele supraalimentate se aduc urmtoarele modificri constructive, se mreQterosimea capului pistonului Qi a suprafeBei de spri/in pe bosa/e4 se amplific diametrul Qirosimea bolBului4 suprafeBele de reazem ale arborelui cotit pe cuzineBi se mresc4 blocul motorse ramforseaz4 instalaBia de rcire se modific pentru a obBine o rcire mai intens a prBii


13/16

superioare a cilindrilor Qi a c!iulasei @n dreptul supapei de evacuare4 debitul de ulei @n instalaBiade unere se mreQte Qi eventual @n circuitul de ulei se introduce un radiator.

5.Analia procesului de ardere la m.a.i.

Procesul de transformare a eneriei c!imice a combustibilului @n enerie calorica prin reacBii deo9idare, respectiv prin ardere, nu se produce instantaneu cum s-a presupus la analiza ciclurilorideale, ci @n timp finit, respectiv printr-o @naintare treptata a frontului de ardere @n masa deamestec de combustibil Qi aer.Propaarea frontului flcrii @n procesul arderii, adic deplasarea zonei de reacBie, se poate facecu diferite viteze @n funcBie de influenBa ce ' manifest factorii c!imici Qi fizici ce @nsoBescarderea.0iteza de propaare a flcrii @mpreun cu viteza reacBiilor de o9idare a moleculelor decombustibil determin durata arderii masei de amestec aflat @n camera de ardere

Durata total a arderii @ntreii cantitBi de amestec se compune din urmtoarele elemente:timpul necesar pentru producerea primelor reacBii de ardere *UapariBia flcrii+4timpul necesar pentru propaarea zonei de reacBie @n @ntreul volum al camerei de ardere4timpul necesar pentru desvSrQirea reacBiilor de ardere care se produc @n volumul de aze de/astrbtut de flacr *@n punile de aze @ncercuite de frontul flcrii+.Durata primei Qi ultimei faze de ardere depinde de viteza reacBiilor c!imice de o9idare Wre9primat prin cantitatea de substanB ce reacBioneaz @n unitatea de timp pe unitatea de volum,adic de cinetica procesului de o9idare *@n 5cm&sau mol5cm&+.Durata celei de a doua faze a arderii este determinat de viteza de propaare a flcrii u @n m5scare depinde nu numai de viteza reacBiilor c!imice, ci Qi de alBi factori ca, spre e9emplu, deturbionarea amestecului @n camera de ardere.

0iteza masic de ardere sau pe scurt, viteza de ardere este un parametru foarte important alciclului, deoarece mrimea sa determin viteza de dea/are a cldurii Qi @mpreun cu aceastapresiunea Qi temperatura azelor @n perioada arderii.8amotoarele cu cicluri diferite, procesul de ardere se desfQoar diferit, deoarece caracterul sudepinde de o serie de factori ca: modul de formare a amestecului Qiprocedeul de aprindere aacestuia.8amotoarele cu carburator cu aprindere prin scSnteie amestecul este practic omoen. Amesteculpretit @n prealabil este caracterizat de coeficientul de e9ces de aer V. Arderea acestui amestec


14/16

@n stratul frontului flcrii care se propa @n camera de ardere de la punctul de aprindere @ndirecBia amestecului nears, este foarte intens Qi se caracterizeaz @n acest caz nu prin vitezareacBiilor c!imice, care la temperatura flcrii este suficient de ridicat, ci prin viteza depropaare aflcrii, care la motoarele cu aprindere prin scSntei este de ordinul 2' m5s, valoaredestul de ridicat.

8amotoarele cu aprindere prin comprimare arderea decure mai puBin intens, ceea ce se e9plicprin lipsa unei pretiri prealabile foartebune a amestecului de compoziBie determinat Qi prin lipsa unei surse suplimentare de aprindere.In acest caz are loc o autoaprindere, arde un amestec eteroen de combustibil Qi aer, decompoziBie variabil, @n timp Qi ca dispunere @n volumul camerei de ardere.8a acestemotoare viteza de ardere a combustibilului in/ectat @n cilindru se limiteaz nu de ctreviteza de propaare a flcrii, ci de alBi factori ca: viteza de pretire pentru autoaprindere aprimelor cantitBi de combustibil in/ectat (la nceputul procesului!Qi viteza de amestecare acombustibilului cu aerul (n ultima parte a procesului!.0iteza de amestecare a combustibilului cu aerul depinde de viteza de difuzie dintre moleculele decombustibil Qi o9ien Qi intensitatea transportului turbionar de mas @n timpularderii.

Prin urmare arderea @n motoarele cu aprindere prin scSnteie este foarte diferit de arderea dinmotoarele cu aprindere prin comprimare ceea ce impune analiza separat a arderii @n aceste tipuride motoare.

Arderea normal si faele sale de principale %&A$'

Pentru dezvoltarea oportun a procesului de dea/are a cldurii cu socotirea timpului de ardere aamestecului, aprinderea se efectueaz @nainte ca pistonul s a/un n p.m.s. @n cursa decompresie. n!iul manivelei corespunztor acestui moment faB de p.m.s. se numeQte un!i de

aprindere

( )s

Qi pentru motoarele moderne cu carburator se afl la limitele

( )'. &" R"C

@nainte dep.m.s.

In fiura 2.2 se arat diarama indicat desfQurat @n coordonatep#a, care permite s seurmreasc caracterul variaBiei presiunii azelor @n cilindru @n funcBie de un!iul de rotaBie aarborelui cotit.Dup cum se vede, @ntre momentul producerii scSnteii *1+ Qi punctul nu se produce o creQtereapre c i ab i l a presiunii, respectiv creQterea presiunii pr ac t i c nu se deosebeQte de cazulco mpr i mr i i c u aprindere deconectat (linie ntrerupt)Dup punctul presiunea creQte rapid pSn la valoarea ma9im *&+, iar apoi @n cursa dedestindere descreQte *punctul $!.


15/16

=impul arderii la mas are trei fazefaza I de iniBiere a arderii,*1-+faza a II-a de propaare a flcrii *-&+faza a III-a de desvSrQire a arderii @n timpul destinderii

( )'

&' "' R"C

,*&-2+


16/16

0iteza de ardere @n acest caz are valori reduse , iar aria frontului de flacr se micQoreaz.Durata acestei faze sete de *&'-"' (A)+ , iar sfSrQitul arderii este reu de precizat ,putSndu-seaprecia numai dup cantitatea da combustibil ars , respectiv dup cldura dea/at @n raport cucldura furnizat ciclului.

c!ema proparii arderii @n camera de ardere la p.m.s.:1-zon strbtut de flacr 4-zon neaprins 4&-frontul de flacr 42-amestecul care arde la urm .

Cicluri Motoare, Parametrii Constructivi, Analiza Schimbului de Gaze

Documents

Transcript of Cicluri Motoare, Parametrii Constructivi, Analiza Schimbului de Gaze