Motoare termice

15
1 Motoare termice Motoare termice Scoala Centrala Scoala Centrala Clasa a-X-a E Clasa a-X-a E 4.01.2010 4.01.2010

Transcript of Motoare termice

Page 1: Motoare termice

11

Motoare termiceMotoare termice

De Maiovschi De Maiovschi StefanStefan

Scoala CentralaScoala Centrala

Clasa a-X-a EClasa a-X-a E4.01.20104.01.2010

Page 2: Motoare termice

22

CuprinsCuprins

Scurt istoricScurt istoric

• Cum functioneaza?Cum functioneaza?– Alcatuire(Componente)Alcatuire(Componente)– ““Ciclul Carnot” Ciclul Carnot” – ““Ciclul Otto”Ciclul Otto”– Exemple de motoare termiceExemple de motoare termice– Legi fizice (de functionare)Legi fizice (de functionare)– RandamentRandament

• Cu ce ne ajuta?Cu ce ne ajuta?

• BibliografieBibliografie

Page 3: Motoare termice

33

Motorul termic Motorul termic • Scurt istoric Scurt istoric Otto si-a inceput viata profesionala in postul de comis-voiajor Otto si-a inceput viata profesionala in postul de comis-voiajor

pentru o bacanie din Cologne, dar a devenit tot mai preocupat de pentru o bacanie din Cologne, dar a devenit tot mai preocupat de tehnologiile care abia apareau in epoca respectiva - mai exact tehnologiile care abia apareau in epoca respectiva - mai exact gazele si aburul. Cea mai mare noutate a vremii a fost inventia gazele si aburul. Cea mai mare noutate a vremii a fost inventia lui Jean-Joseph-Etienne Lenoir - un motor care ardea gaze lui Jean-Joseph-Etienne Lenoir - un motor care ardea gaze naturale. Acesta a fost atasat unei carute si, desi vehiculul se naturale. Acesta a fost atasat unei carute si, desi vehiculul se putea misca astfel "pe cont propriu", motorul era extrem de putea misca astfel "pe cont propriu", motorul era extrem de zgomotos si ineficient. Otto s-a gandit ca ar putea imbunatati zgomotos si ineficient. Otto s-a gandit ca ar putea imbunatati situatia folosind un combustibil lichid si a inceput sa faca situatia folosind un combustibil lichid si a inceput sa faca experimente in acest sens. El a construit primul motor cu gaz in experimente in acest sens. El a construit primul motor cu gaz in anul 1861 si a format un parteneriat cu industriasul german anul 1861 si a format un parteneriat cu industriasul german Eugen Langen. Cunoscuta initial sub numele de N.A. Otto & Cie, Eugen Langen. Cunoscuta initial sub numele de N.A. Otto & Cie, compania respectiva functioneaza si in prezent, sub numele de compania respectiva functioneaza si in prezent, sub numele de Deutz AG. In urma unui accident fericit, Otto a ajuns sa Deutz AG. In urma unui accident fericit, Otto a ajuns sa recunoasca valoarea compresiei mixturii de combustibil cu aer recunoasca valoarea compresiei mixturii de combustibil cu aer inainte de arderea combustibilului respectiv. Astfel s-a nascut inainte de arderea combustibilului respectiv. Astfel s-a nascut ideea ciclului in patru timpi - numit si astazi "Ciclul Otto". Otto si-ideea ciclului in patru timpi - numit si astazi "Ciclul Otto". Otto si-a petrecut urmatorii cinci ani punand la punct acest proiect, care a petrecut urmatorii cinci ani punand la punct acest proiect, care i-a adus in final medalia de aur pentru 'motorul cu gaz i-a adus in final medalia de aur pentru 'motorul cu gaz atmosferic' la Expozitia de la Paris, din anul 1867.atmosferic' la Expozitia de la Paris, din anul 1867.

Page 4: Motoare termice

44

Cum functioneaza?Cum functioneaza?Alcatuire(componente)Alcatuire(componente)• Motorul este dispozitivul ce Motorul este dispozitivul ce

transforma combustibil(prin transforma combustibil(prin ardere,cedand caldura)in ardere,cedand caldura)in lucru mecanic.lucru mecanic.

• Componentele unui Componentele unui motor cu motor cu ardereardere internăinternă cu cu cicluciclu în patru timpi:(E) în patru timpi:(E) CamăCamă de acţionare a de acţionare a supapei de evacuare, (I) supapei de evacuare, (I) Camă de acţionare a Camă de acţionare a supapei de admisie, (S) supapei de admisie, (S) BujieBujie, (V) , (V) SupapeSupape, (P) , (P) Piston, (R) Piston, (R) BielăBielă, (C) , (C) ArboreArbore cotitcotit, (W) Cămaşă de , (W) Cămaşă de apăapă pentru răcire.pentru răcire.

Page 5: Motoare termice

55

Ciclul lui CarnotCiclul lui Carnot• În În termodinamicătermodinamică, , ciclul Carnotciclul Carnot este un este un cicluciclu teoretic, propus în teoretic, propus în 18201820 de inginerul de inginerul

francez francez Nicolas Nicolas LéonardLéonard SadiSadi Carnot Carnot, ciclu destinat comparării randamentului termic , ciclu destinat comparării randamentului termic al maşinilor termice. Este un ciclu reversibil efectuat de o „maşină Carnot” legată la al maşinilor termice. Este un ciclu reversibil efectuat de o „maşină Carnot” legată la două surse de căldură de temperaturi diferite („sursa caldă” şi „sursa rece”). două surse de căldură de temperaturi diferite („sursa caldă” şi „sursa rece”). Foloseşte ca agent de lucru un Foloseşte ca agent de lucru un gazgaz perfect perfect prin prin transformăriletransformările căruia se obţine lucrul căruia se obţine lucrul mecanic.mecanic.

• Ca orice ciclu termodinamic, şi ciclul Carnot poate fi parcurs în sens orar, fiind în Ca orice ciclu termodinamic, şi ciclul Carnot poate fi parcurs în sens orar, fiind în acest caz un acest caz un ciclu motorciclu motor, sau în sens antiorar (trigonometric), fiind în acest caz un , sau în sens antiorar (trigonometric), fiind în acest caz un ciclu generatorciclu generator. În cele ce urmează va fi descris ciclul Carnot motor.. În cele ce urmează va fi descris ciclul Carnot motor.

• Ca orice ciclu termodinamic, şi ciclul Carnot poate fi parcurs în sens orar, fiind în Ca orice ciclu termodinamic, şi ciclul Carnot poate fi parcurs în sens orar, fiind în acest caz un acest caz un ciclu motorciclu motor, sau în sens antiorar (trigonometric), fiind în acest caz un , sau în sens antiorar (trigonometric), fiind în acest caz un ciclu generatorciclu generator. În cele ce urmează va fi descris ciclul Carnot motor.. În cele ce urmează va fi descris ciclul Carnot motor.

• Este un ciclu în patru transformări:Este un ciclu în patru transformări:• DestindereDestindere izotermăizotermă reversibilă reversibilă a gazului la temperatura sursei calde, a gazului la temperatura sursei calde, TT . În această . În această

transformare destinderea gazului este determinată de absorbţia de căldură la transformare destinderea gazului este determinată de absorbţia de căldură la temperatură constantă de la sursa caldă, iar gazul efectuează lucru mecanic asupra temperatură constantă de la sursa caldă, iar gazul efectuează lucru mecanic asupra mediului. Cantitatea de căldură absorbită de la sursa caldă este notată în lucrările în mediului. Cantitatea de căldură absorbită de la sursa caldă este notată în lucrările în limba română cu limba română cu QQ. .

• DestindereDestindere adiabaticăadiabatică reversibilă (izoentropică) reversibilă (izoentropică) a gazului. În această transformare a gazului. În această transformare (B-C în diagrama T-s) gazul continuă să se destindă efectuând lucru mecanic asupra (B-C în diagrama T-s) gazul continuă să se destindă efectuând lucru mecanic asupra mediului. Deoarece transformarea e adiabatică (fără schimb de căldură), prin mediului. Deoarece transformarea e adiabatică (fără schimb de căldură), prin destindere gazul se răceşte până la temperatura sursei reci. destindere gazul se răceşte până la temperatura sursei reci.

• ComprimareComprimare izotermăizotermă reversibilă reversibilă a gazului la temperatura sursei reci, a gazului la temperatura sursei reci, T0T0. În această . În această transformare (C-D în diagrama T-s) mediul efectuează lucru mecanic asupra gazului, transformare (C-D în diagrama T-s) mediul efectuează lucru mecanic asupra gazului, determinând evacuarea căldurii din gaz la temperatura sursei reci. Cantitatea de determinând evacuarea căldurii din gaz la temperatura sursei reci. Cantitatea de căldură evacuată la sursa rece este notată în lucrările în limba română cu căldură evacuată la sursa rece este notată în lucrările în limba română cu Q0Q0. .

• ComprimareComprimare adiabaticăadiabatică reversibilă (izoentropică) reversibilă (izoentropică) a gazului. În această a gazului. În această transformare (D-A în diagrama T-s) mediul continuă să efectueze lucru mecanic transformare (D-A în diagrama T-s) mediul continuă să efectueze lucru mecanic asupra gazului. Deoarece transformarea e adiabatică (fără schimb de căldură), prin asupra gazului. Deoarece transformarea e adiabatică (fără schimb de căldură), prin comprimare gazul se încălzeşte până la temperatura sursei calde. comprimare gazul se încălzeşte până la temperatura sursei calde.

Page 6: Motoare termice

66

"Ciclul Otto"."Ciclul Otto".

• Timpul I – Admisia; Timpul I – Admisia;

• Timpul II – Compresia;Timpul II – Compresia;

• Timpul III – Detenta Timpul III – Detenta (arderea) şi destinderea (arderea) şi destinderea

• Timpul IV – Evacuarea Timpul IV – Evacuarea

Page 7: Motoare termice

77

• Timpul ITimpul I: : AbsorbtiaAbsorbtia. Supapa de admisie este . Supapa de admisie este deschisa iar supapa de evacuare este inchisa. deschisa iar supapa de evacuare este inchisa. Cand pistonul se trage in cilindru, aspira Cand pistonul se trage in cilindru, aspira amestecul exploziv de aer si benzina din amestecul exploziv de aer si benzina din carburator.carburator.

• Timpul IITimpul II: : CompresiaCompresia. Supapa de admisie se . Supapa de admisie se inchide si pistonul care intra in cilindru comprima inchide si pistonul care intra in cilindru comprima continutul.continutul.

• Timpul IIITimpul III: : AprindereaAprinderea . Pistonul a ajuns in . Pistonul a ajuns in capatul de sus al cilindrului. In acest moment, o capatul de sus al cilindrului. In acest moment, o scanteie electrica se produce in bujie si aprinde scanteie electrica se produce in bujie si aprinde amestecul, facandu-l sa impinga pistonul in jos amestecul, facandu-l sa impinga pistonul in jos datorita cresterii bruste a volumului amestecului datorita cresterii bruste a volumului amestecului ce tocmai a explodat.ce tocmai a explodat.

• Timpul IVTimpul IV: : EvacuareaEvacuarea. Pistonul a ajuns in capatul . Pistonul a ajuns in capatul de jos al cilindrului. Supapa de evacuare se de jos al cilindrului. Supapa de evacuare se deschide iar pistonul, in virtutea impulsului deschide iar pistonul, in virtutea impulsului capatat, se intoarce si evacueaza gazele de capatat, se intoarce si evacueaza gazele de ardere prin supapade evacuare.ardere prin supapade evacuare.

Page 8: Motoare termice

88

Legea fizica ce sta la baza Legea fizica ce sta la baza functionari motorului termicfunctionari motorului termicMotorul cu ardere internaMotorul cu ardere interna• Un amestec de aer si de vapori de benzina sau de Un amestec de aer si de vapori de benzina sau de

alti combustibili lichizi explodeaza atunci cand vine in alti combustibili lichizi explodeaza atunci cand vine in contact cu o flacara iar forta de expansiune a gazelor contact cu o flacara iar forta de expansiune a gazelor formate prin ardere poate deveni forta motoare formate prin ardere poate deveni forta motoare (lucru mecanic). Pe acest principiu se bazeaza (lucru mecanic). Pe acest principiu se bazeaza diverse tipuri de motoare cu explozie. Motoarele diverse tipuri de motoare cu explozie. Motoarele termice cu piston,transforma energia chimica a termice cu piston,transforma energia chimica a combustibilului in energie mecanica si in energie combustibilului in energie mecanica si in energie calorica disipativa,energia mecanica manifestandu-calorica disipativa,energia mecanica manifestandu-se sub forma miscarii rectilinii si alternative a se sub forma miscarii rectilinii si alternative a pistoanelor,care este modificata in miscare de rotatie pistoanelor,care este modificata in miscare de rotatie a arborelui cotit cu ajutorul mecanismului a arborelui cotit cu ajutorul mecanismului biela-manivela.biela-manivela.

Page 9: Motoare termice

99

Timpul motorTimpul motor • In Timpul III (3->4)– Detenta In Timpul III (3->4)– Detenta

(arderea) şi destinderea (timpul (arderea) şi destinderea (timpul motor):supapele sunt motor):supapele sunt inchise,bujia produe scanteia si inchise,bujia produe scanteia si amestecul carburant amestecul carburant arde=>caldura ,folosind primul arde=>caldura ,folosind primul principiu al principiu al termodinamici,caldura este termodinamici,caldura este transformata in lucru transformata in lucru mecanic,provocand coborarea mecanic,provocand coborarea pistonului;pistonului;

• Schimbul de enrgie, prin arderea Schimbul de enrgie, prin arderea unui combustibil ,din caldura in unui combustibil ,din caldura in lucru mecanic sta la baza lucru mecanic sta la baza functionari motorului termic .functionari motorului termic .

Page 10: Motoare termice

1010

• Masinile termice au la baza lor de functionare Masinile termice au la baza lor de functionare principiile I principiile I si IIsi II ale termodinamicii. ale termodinamicii.

• Intr-un sistem perfect izolat, suma energiilor de orice fel pe care Intr-un sistem perfect izolat, suma energiilor de orice fel pe care le contine ramane constantale contine ramane constanta..

• Din caldura Din caldura QQ data corpului o parte se va transforma in data corpului o parte se va transforma in LL care care se manifesta ca lucru mecanic exterior, o parte se manifesta ca lucru mecanic exterior, o parte U U se absoarbe si se absoarbe si produce o variatie a energiei interne. Expunerea matematica este produce o variatie a energiei interne. Expunerea matematica este urmatoarea:urmatoarea:

• Q = Q = U + U + LL• Principiul I stabileste numai cantitativ cat lucru mecanic se Principiul I stabileste numai cantitativ cat lucru mecanic se

poate obtine dintr-o cantitate de caldura.poate obtine dintr-o cantitate de caldura.• Principiul al II-lea este si calitativ, deoarece se ocupa de Principiul al II-lea este si calitativ, deoarece se ocupa de

calitatea energiilor, adica de posibilitatea unei transformari a lor in calitatea energiilor, adica de posibilitatea unei transformari a lor in lucru mecanic util si arata ca aceasta transformare nu este lucru mecanic util si arata ca aceasta transformare nu este integral posibila pentru caldura.integral posibila pentru caldura.

• Acest principiu se enunta astfel: Daca doua S.T. aflate in Acest principiu se enunta astfel: Daca doua S.T. aflate in stare de echilibru (incalzire) diferite, sunt puse in contact termic stare de echilibru (incalzire) diferite, sunt puse in contact termic dupa un timp in care fiecare dintre ele isi modifica starea de dupa un timp in care fiecare dintre ele isi modifica starea de echilibru initala (unul se incalzeste, celalalt se raceste) vor ajunge echilibru initala (unul se incalzeste, celalalt se raceste) vor ajunge la o stare comuna de echilibru, diferita de cele doua stari initiale.la o stare comuna de echilibru, diferita de cele doua stari initiale.

• Deci, toate masinile termice care functioneaza intre aceleasi Deci, toate masinile termice care functioneaza intre aceleasi limite de temperatura au acelasi randament maxim, adica acelasi limite de temperatura au acelasi randament maxim, adica acelasi coeficient economic ideal.coeficient economic ideal.

• Principiul al II-lea al termodinamicii ne arata ca pentru ca o masina Principiul al II-lea al termodinamicii ne arata ca pentru ca o masina termica sa poata functiona este absolut nevoie de doua surse de termica sa poata functiona este absolut nevoie de doua surse de caldura(una calda si alta rece).caldura(una calda si alta rece).

Page 11: Motoare termice

1111

In timp au existat si alte motoare termice de exemplu:In timp au existat si alte motoare termice de exemplu: Maşina lui Watt Maşina lui Watt

La maşina sa inventată în 1769, aburii treceau într-o cameră separată La maşina sa inventată în 1769, aburii treceau într-o cameră separată pentru pentru condensare. Deoarece cilindrul nu era încalzit şi răcit alternativ, . Deoarece cilindrul nu era încalzit şi răcit alternativ, pirderile de căldură ale maşinii erau relativ scăzute. De asemenea, pirderile de căldură ale maşinii erau relativ scăzute. De asemenea, maşina lui Watt era mai rapidă, pentru că se puteau admite mai mulţi maşina lui Watt era mai rapidă, pentru că se puteau admite mai mulţi aburi în cilindru odată ce pistonul se întorcea în poziţia iniţială. Aceasta aburi în cilindru odată ce pistonul se întorcea în poziţia iniţială. Aceasta şi alte îmbunătăţiri concepute de Watt au făcut ca maşina cu aburi să şi alte îmbunătăţiri concepute de Watt au făcut ca maşina cu aburi să poată fi folosită într-o gamă largă de aplicaţii.poată fi folosită într-o gamă largă de aplicaţii.În perioada victoriana, locomotive cu aburi puternice revoluţionaseră În perioada victoriana, locomotive cu aburi puternice revoluţionaseră deja călătoria pe uscat. Maşinile cu aburi au făcut posibile şi tipărirea deja călătoria pe uscat. Maşinile cu aburi au făcut posibile şi tipărirea ziarelor, torsul şi ţesutul textilelor şi acţionarea maşinilor de spălat în ziarelor, torsul şi ţesutul textilelor şi acţionarea maşinilor de spălat în "spălătoriile cu aburi". Maşinile cu aburi puneau în mişcare caruselele, "spălătoriile cu aburi". Maşinile cu aburi puneau în mişcare caruselele, iar unii fermieri foloseau energia de abur pentru a ara pămîntul. iar unii fermieri foloseau energia de abur pentru a ara pămîntul. Antreprenorii de curăţătorii aveau aspiratoare cu aburi, şi la cele mai Antreprenorii de curăţătorii aveau aspiratoare cu aburi, şi la cele mai bune frizerii din oraşe existau chiar şi perii pentru masarea capului bune frizerii din oraşe existau chiar şi perii pentru masarea capului acţionate cu aburi.acţionate cu aburi.

Motoarele Diesel moderneMotoarele Diesel moderneMotorul Diesel este un Motorul Diesel este un motor cu combustie internă, mai exact este , mai exact este un motor cu aprindere prin compresie, în care un motor cu aprindere prin compresie, în care combustibilul se se detonează doar prin temperatura ridicată creată de detonează doar prin temperatura ridicată creată de comprimarea amestecului aer-carburant, şi nu prin utilizarea comprimarea amestecului aer-carburant, şi nu prin utilizarea unui dispozitiv auxiliar, aşa cum ar fi bujia în cazul motorului pe unui dispozitiv auxiliar, aşa cum ar fi bujia în cazul motorului pe benzină.benzină.Motorul operează utilizând ciclul Diesel.Motorul operează utilizând ciclul Diesel.Motoarele Diesel sau pe benzină sunt în 2 timpi sau în 4 timpi. Motoarele Diesel sau pe benzină sunt în 2 timpi sau în 4 timpi. Majoritatea motoarelor sunt în 4 timpi, dar unele motoare mari Majoritatea motoarelor sunt în 4 timpi, dar unele motoare mari funționează în 2 timpi, în principal cele de pe nave. Majoritatea funționează în 2 timpi, în principal cele de pe nave. Majoritatea locomotivelor moderne folosesc motoare Diesel în 2 timpi, cuplate la locomotivelor moderne folosesc motoare Diesel în 2 timpi, cuplate la generatoare electrice ce acționeză motoare electrice, eliminând nevoia generatoare electrice ce acționeză motoare electrice, eliminând nevoia transmisiei. Pentru cresterea presiunii în cilindrii s-a folosit transmisiei. Pentru cresterea presiunii în cilindrii s-a folosit supraalimentareasupraalimentarea, mai ales la motoarele Diesel în doi timpi care au , mai ales la motoarele Diesel în doi timpi care au două curse utile per rotaţie a arborelului cotit.două curse utile per rotaţie a arborelului cotit.

Page 12: Motoare termice

1212

– În mod normal, cilindrii sunt multipli de doi, dar se pot folosi orice În mod normal, cilindrii sunt multipli de doi, dar se pot folosi orice număr de cilindri, atât timp cât sunt eliminate vibraţiile excesive. Cea număr de cilindri, atât timp cât sunt eliminate vibraţiile excesive. Cea mai folosită configuraţie este cea de 6 cilindrii în linie, dar sunt folosiţi mai folosită configuraţie este cea de 6 cilindrii în linie, dar sunt folosiţi şi 8 cilindrii în V sau 4 în linie. Motoarele de mică capacitate (în special şi 8 cilindrii în V sau 4 în linie. Motoarele de mică capacitate (în special cele sub 5000 cmc) au de obicei 4 (majoritatea lor) sau 6 cilindrii, fiind cele sub 5000 cmc) au de obicei 4 (majoritatea lor) sau 6 cilindrii, fiind folosite la autoturisme. Există şi motoare cu 5 cilindrii, un compromis folosite la autoturisme. Există şi motoare cu 5 cilindrii, un compromis între funcţionarea lină a unuia de 6 cilindrii şi dimensiunile reduse ale între funcţionarea lină a unuia de 6 cilindrii şi dimensiunile reduse ale unuia de 4 cilindrii. Motoarele Diesel pentru întrebuinţări curente unuia de 4 cilindrii. Motoarele Diesel pentru întrebuinţări curente (bărci, generatoare, pompe) au 4, 3 si 2 cilindrii sau un singur cilindru (bărci, generatoare, pompe) au 4, 3 si 2 cilindrii sau un singur cilindru pentru capacităţi mici.pentru capacităţi mici.

– În dorinţa de a îmbunătăţii raportul greutate/putere s-au adus inovaţii În dorinţa de a îmbunătăţii raportul greutate/putere s-au adus inovaţii privind dispunerea cilindrilor pentru a obţine mai multă putere per privind dispunerea cilindrilor pentru a obţine mai multă putere per cilindreecilindree. Cel mai cunoscut este . Cel mai cunoscut este motorulmotorul Napier Napier DelticDeltic, cu trei cilindri , cu trei cilindri dispuşi sub formă de triunghi, fiecare cilindru având 2 pistoane cu dispuşi sub formă de triunghi, fiecare cilindru având 2 pistoane cu acţiune opusă, întregul motor având 3 arbori cotiţi. Compania de acţiune opusă, întregul motor având 3 arbori cotiţi. Compania de camioane camioane CommerCommer din Marea Britanie a folosit un motor asemănător din Marea Britanie a folosit un motor asemănător pentru vehiculele sale, proiectat de pentru vehiculele sale, proiectat de TillingsTillings-Stevens-Stevens, membru al , membru al GrupuluiGrupului RootesRootes, numit , numit TS3TS3. Motorul TS3 avea 3 cilindri în linie, dispuşi . Motorul TS3 avea 3 cilindri în linie, dispuşi orizontal, fiecare cu 2 pistoane cu acţiune opusă concectate la arborele orizontal, fiecare cu 2 pistoane cu acţiune opusă concectate la arborele cotit printr-un mecanism de tip cotit printr-un mecanism de tip culbutorculbutor. Deşi ambele soluţii tehnice . Deşi ambele soluţii tehnice produceau o putere mare pentru cilindreea lor, motoarele erau produceau o putere mare pentru cilindreea lor, motoarele erau complexe, scumpe de produs şi întreţinut, iar când tehnica complexe, scumpe de produs şi întreţinut, iar când tehnica supraalimentarii s-a îmbunătăţit în supraalimentarii s-a îmbunătăţit în aniianii 1960 1960, aceasta a devenit o , aceasta a devenit o solutie viabilă pentru creşterea puterii.solutie viabilă pentru creşterea puterii.

– Înainte de Înainte de 19491949, , SulzerSulzer a construit, experimental, motoare în doi timpi a construit, experimental, motoare în doi timpi supraalimentate la 6 atmosfere a căror putere era obţinută cu ajutorul supraalimentate la 6 atmosfere a căror putere era obţinută cu ajutorul unor turbine acţionate de gazele de evacuare. unor turbine acţionate de gazele de evacuare.

Page 13: Motoare termice

1313

• Motoarele Diesel timpuriiMotoarele Diesel timpurii• Intenţia lui Rudolph Diesel a fost aceea de a înlocui motorul cu aburi ca sursă Intenţia lui Rudolph Diesel a fost aceea de a înlocui motorul cu aburi ca sursă

primară de energie pentru industrie. Motoarele Diesel de la sfârştul secolului primară de energie pentru industrie. Motoarele Diesel de la sfârştul secolului XIX şi începutul secolului XX foloseau aceeaşi formă şi dispunere ca motoarele XIX şi începutul secolului XX foloseau aceeaşi formă şi dispunere ca motoarele cu aburi industriale: cilindri cu cursă mare, supape exterioare, chiulase pentru cu aburi industriale: cilindri cu cursă mare, supape exterioare, chiulase pentru fiecare cilindru şi arbore cotit fără carter, cuplat la un volant enorm. Curând, fiecare cilindru şi arbore cotit fără carter, cuplat la un volant enorm. Curând, vor apărea motoare mai mici, cu cilindri verticali, în timp ce majoritatea vor apărea motoare mai mici, cu cilindri verticali, în timp ce majoritatea motoarelor industriale de mărime mare şi medie aveau tot cilindri orizontali, şi motoarelor industriale de mărime mare şi medie aveau tot cilindri orizontali, şi întocmai ca motoarele cu aburi, aveau mai mulţi cilindri. Cele mai mari întocmai ca motoarele cu aburi, aveau mai mulţi cilindri. Cele mai mari motoare Diesel timpurii erau replici ale celor cu aburi, cu lungimi motoare Diesel timpurii erau replici ale celor cu aburi, cu lungimi impresionante, de câţiva metri buni. Acestea funcţionau cu viteze foarte mici, impresionante, de câţiva metri buni. Acestea funcţionau cu viteze foarte mici, în special datorită motorinei injectate cu ajutorul aerului comprimat, dar şi în special datorită motorinei injectate cu ajutorul aerului comprimat, dar şi pentru că trebuiau să corespundă majorităţii utilajelor industriale construite pentru că trebuiau să corespundă majorităţii utilajelor industriale construite pentru motoarele cu aburi, unde vitezele normale de operare se încadrau între pentru motoarele cu aburi, unde vitezele normale de operare se încadrau între 100 si 300 rotaţii pe minut. Motoarele erau pornite cu ajutorul aerului 100 si 300 rotaţii pe minut. Motoarele erau pornite cu ajutorul aerului comprimat, care era introdus in cilindri şi rotea motorul, deşi cele mai mici comprimat, care era introdus in cilindri şi rotea motorul, deşi cele mai mici puteau fi pornite şi manual.puteau fi pornite şi manual.

• În primele decenii ale În primele decenii ale secoluluisecolului XX XX, când marile motoare Diesel erau montate , când marile motoare Diesel erau montate pe nave, acestea aveau forma motoarelor cu aburi, pistonul împingea o tijă pe nave, acestea aveau forma motoarelor cu aburi, pistonul împingea o tijă cuplată la o bielă ce rotea arborele motor. Urmînd modelul motoarelor cu aburi, cuplată la o bielă ce rotea arborele motor. Urmînd modelul motoarelor cu aburi, s-au construit motoare cu dublă acţiune, unde arderea avea loc în ambele părţi s-au construit motoare cu dublă acţiune, unde arderea avea loc în ambele părţi ale pistonului pentru a mării puterea. Acestea aveau doua rînduri de supape si ale pistonului pentru a mării puterea. Acestea aveau doua rînduri de supape si două două sistemesisteme de de injecţieinjecţie. Sistemul permitea, de asemenea, modificarea . Sistemul permitea, de asemenea, modificarea sensului de rotaţie, prin modificarea timpilor de injecţie. Prin urmare, motorul sensului de rotaţie, prin modificarea timpilor de injecţie. Prin urmare, motorul putea fi cuplat direct la axul putea fi cuplat direct la axul eliceielicei, fără a mai fi nevoie de o cutie de viteze. , fără a mai fi nevoie de o cutie de viteze. Deşi aveau o putere mare şi erau foarte eficiente, marea problema motoarelor Deşi aveau o putere mare şi erau foarte eficiente, marea problema motoarelor cu dublă acţiune era etanşietatea camerei inferioare de ardere şi a cu dublă acţiune era etanşietatea camerei inferioare de ardere şi a segmenţilor. În segmenţilor. În aniianii 1930 1930 s-a descoperit că montarea s-a descoperit că montarea turbocompresoarelorturbocompresoarelor era era o soluţie mai uşoară şi eficientă.o soluţie mai uşoară şi eficientă.

Page 14: Motoare termice

1414

RandamentRandament

• Randamentul caracterizeaza eficienta cu care un motortermic Randamentul caracterizeaza eficienta cu care un motortermic transforma caldura in lucru mecanic intr-un proces ciclic .El e definit ca transforma caldura in lucru mecanic intr-un proces ciclic .El e definit ca raportul dintre”ceea ce se obtine”(lucru mecanic util cedat raportul dintre”ceea ce se obtine”(lucru mecanic util cedat exteriorului)si “ceea ce se consuma”(caldura obtinuta,prin arderea unui exteriorului)si “ceea ce se consuma”(caldura obtinuta,prin arderea unui combustibil).combustibil).

• Matemati se pote scrie Matemati se pote scrie = L/Q= L/Q

Cu ce ne ajuta?

• In viata cotidiana motorul termic e folosit frecvent in mijloacele de transprt(public sau privat)de exemplu: automobil ,vapor, tren ,autobuz,etc.

Arbore cotit şi pistoane

Page 15: Motoare termice

1515

BibliografieBibliografie

• Gheorghe Frăţilă, Mariana Frăţilă, S. Samoilă Gheorghe Frăţilă, Mariana Frăţilă, S. Samoilă AutomobileAutomobile, Editura Didactică şi Pedagogică, , Editura Didactică şi Pedagogică, BucureştiBucureşti, , 20072007

• Doina Trcitu,Mihaela Iancu,Viorica Pop,Stelian Doina Trcitu,Mihaela Iancu,Viorica Pop,Stelian Ursu, Fizica manual clasa 7,editura radical 2005Ursu, Fizica manual clasa 7,editura radical 2005

• http://ro.wikipedia.org/wiki/Pagina_principal%C4http://ro.wikipedia.org/wiki/Pagina_principal%C4%83%83

• http://portal.edu.ro/materiale_ael/DContent/fizica/http://portal.edu.ro/materiale_ael/DContent/fizica/C11/FIZ13/M6/index.htmlC11/FIZ13/M6/index.html

• Din caietDin caiet• Constantin Mantea,Mihaela Garabet,Editura Constantin Mantea,Mihaela Garabet,Editura

ALL ,clasa X editura didactica si pedagogicaALL ,clasa X editura didactica si pedagogica

• http://ro.wikipedia.org/wiki/Motor_dieselhttp://ro.wikipedia.org/wiki/Motor_diesel