Motoare termice fizica, clasa a xi-a motoare

download Motoare termice fizica, clasa a xi-a motoare

of 16

description

motoare termice, referat fizica clasa a x-a , semestru I , definitii , caracterisitici

Transcript of Motoare termice fizica, clasa a xi-a motoare

Motoare termiceMotoarele termice sunt motoarele ce consuma un combustibil (benzina, motorina, alcool, etc) si transforma caldura dezvoltata in lucru mecanic.Scurt istoricInca din veacul al doilea i.e.n. Heron din Alexandria cunostea forta de expansiune a vaporilor si a construit chiar o turbina cu reactie. Inventia lui a cazut uitare datorita faptului ca relatiile de productie nu erau favorabile unei aplicatii mai largi in practica.Abia in 1707 Demis Papiu reactualizeaza problema si construieste o masina cu vapori pe care o instaleaza pe o corabie. Principiul de functionare era urmatorul: apa fierbea intr-un cazan inchis si vaporii treceau intr-un cilindru care impingea un piston; miscarea alternativa a psitonului era comandata manual prin deschiderea si inchiderea unor robinete.Mai tarziu, in anul 1765, scotianul James Watt perfectioneaza masina cu vapori, dandu-I forma definitiva sub care functioneaza si astazi.De-alungul timpului turbinele cu vapori s-au dezvoltat foarte mult, extinzandu-se pe o scara tot mai larga. Vaporii de abur au o masa specifica mult mai mica decat a apei si de aceea trebuie sa intre in paletele turbinei cu o viteza mult mai mare. Aceasta viteza ajunge uneori la 1 km/s iar presiunea la 200 at.Motoarele cu ardere interna sunt motoarele termice de cea mai larga raspndire. Ele au inceput sa evolueze mult mai tarziu datorita temperaturilor dezvoltate (cca 2000 C) in corpul motorului. Din acest motiv dezvoltarea lor a avut loc odata cu dezvoltarea metalurgiei care a ajuns sa produca oteluri si aliaje suficient de rezistente. Avantajul acestora fata de turbinele cu abur este in principal ca au gabarite mult mai reduse si pot fi puse in functine imediat. Astazi se construiestc asemenea masini cu puteri de 2500 CP la o greutate de numai 500g/CP.O alta masina termica este motorul Diesel. El a aparut la inceputul anului 1900 in Germania si a fost inventat de Rudolf Diesel. La aceste motoare aerul este comprimat rapid in cilindru pana la 25-30 at. Aceasta comprimare ridica temperatura pana la 7-800 C, producand astfel aprinderea combustibilului sub forma de mici picaturi produse de un vaporizator. Motorul Diesel este mult mai robust decat motoarele cu explozie si are avantajul ca foloseste combustibil ieftin: motorina, titei sau chiar praf de carbune.Se fabrica pe scara larga in industrie, pe locomotive, automobile, autocamioane. In prezent puterea dezvoltata de aceste motoare poate ajunge pana la 20 000 CP.Legile de baza ale functionalitatii masinilor termiceMasinile termice au la baza lor de functionare principiile I si II ale termodinamicii.Principiul I stabileste legatura dintre cantitatea de caldura produsa si energia mecanica absorbita sau invers. Intre o cantitate de caldura Q si lucru mecanic L din care a provenit vom avea relatia de echivalenta:L = f * Qunde f este numit echivalentul mecanic al caloriei.Principiul I al termodinamicii se enunta astfel: Intr-un sistem perfect izolat, suma energiilor de orice fel pe care le contine ramane constanta.Bazandu-ne pe aceasta afirmatie pentru a deduce ca daca dam un corp o cantiate de caldura Q peste cea pe care o avea initial, aceasta energie suplimentara poate sa aibe urmatoarele manifestari:1. sa oblige corpul sa execute un lucru mecanic L exterior2. sa ridice temperatura corpului3. sa modifice structura interna a corpuluiIn concluzie, din caldura Q data corpului o parte se va transforma in L care se manifesta ca lucru mecanic exterior, o parte U se absoarbe si produce o variatie a energiei interne. Expunerea matematica este urmatoarea:Q = U + LPrincipiul I stabileste numai cantitativ cat lucru mecanic se poate obtine dintr-o cantitate de caldura.Principiul al II-lea este si calitativ, deoarece se ocupa de calitatea energiilor, adica de posibilitatea unei transformari a lor in lucru mecanic util si arata ca aceasta transformare nu este integral posibila pentru caldura.Acest principiu a fost descoperit de Carnot in 1824 si se enunta astfel:Toate masinile termice care functioneaza intre aceleasi limite de temperatura au acelasi randament maxim, adica acelasi coeficient economic ideal.Coeficientul economic ideal se mai numeste si randament si are urmatoarea expresie matematica: = 1 T2/T1sau = T / T1unde: T1 este sursa calda, T2 este sursa rece iar T este diferenta intre cele doua.Randamentul unei masini termice este cu atat mai mare cu cat diferenta de temperatura dintre sursa calda si sursa rece este mai mare.De aceea masinila cu abur moderne folosesc supraincalzirea aburului de la intrare si condensarea lui la iesire.Principiul al II-lea al termodinamicii ne arata ca pentru ca o masina termica sa poata functiona este absolut nevoie de doua surse de caldura.Prin urmare, in orice masina termica avem un rezervor de caldura, la temperatura mai inalta, care o cedeaza unui organ de transformare. Acesta retine si transforma o parte din ea si transmite restul spre exterior, la temperatura mai joasa. In aceasta masina, caldura trece in mod natural de la temperaturile mai ridicate la cele mai joase.Masinile termice reale pot fi studiate pe baza ciclului Carnot.Pentru o masina termica organul de transformare a caldurii in lucru mecanic este in speta cilindrul si pistonul care primeste o cantitate de vapori sau de gaz, la o presiune, un volum si o temperatura date si o destinde la presiunea si temperatura din exterior.Pentru o masina cu vapori si pistoane, asa-zise alternative, gasim experimental urmatoarea curba parcursa in timpul unei miscari de dus si intros a pistonului;

ABABin aceasta diagrama distingem doua faze:1. In prima faza este parcursa portiunea de curba intre A si B. In timpul acesteia, vaporii se destind, cedeaza din caldura lor interna, misca pistonul si executa un lucru mecanic, proportional cu aria suprafetei A-B-B-A.2. In faza a doua, masina absoarbe lucru mecanic din energia cinetica pentru a comprima vaporii ramasi in cilindru sau sa lupte impotriva celor care vin din cazan.Ciclul se inchide si lucrul mecanic absorbit este proportional cu dublul ariei suprafetei hasurate.Rezultatul final duce la un lucru mecanic util, deoarece faza a doua necesita mai putina energie decat s-a degajat in prima.

Motorul ottoNikolaus August Otto s-a nscut n anul 1832 n localitatea Holzhasen din Germania. A absolvit cursurile politehnice, obinnd diploma de inginer. n 1867, mpreun cu inginerul Eugen Langen (1833-1895), Otto a construit un motor termic cu ardere intern, cu piston n patru timpi, care folosea combustibil gazos. n anul 1878, Nikolaus Otto, a pus la punct un motor n 4 timpi alimentat cu combustibil lichid (benzin) cu un randament de 22%. O contribuie nsemnat la perfecionarea motorului cu ardere intern, cu aprindere prin scnteie electric, au adus-o inventatorii germani Karl Benz i Gottlieb Daimler, care au realizat primele automobile acionate cu astfel de motoare. Nikolaus August Otto a murit n anul 1891, la Koln.Figura din stnga prezint principalele pri componente ale unui motor cu adere intern, n 4 timpi, cu aprindere prin scnteie electric.

Circuitul de functionare al motorului OttoCiclul Otto Motorul Otto a fost conceput ca un motor de staionare i n aciunea motorului,timpul este miscare in sus sau jos a unui piston ntr-un cilindru. Utilizat mai trziu, ntr-o form adaptat ca un motor de automobil,sunt implicai patru timpi sus-jos: (1) Admisie descendent- crbune,gaz i aer intra n camera pistonului, (2) Compresie adiabatica n sens ascendent - piston comprim amestecul, ( 3) Ardere si destindere adiabatica descendent - arde amestecul de combustibile cu scnteie electric i (4) Evacuarea ascendent degaj gaze de eapament din camera pistonului. Otto l-a vndut doar ca pe un motor stationar.

Majoritatea motoarelor (motoare, nu motociclete) sunt in 4 timpi. Asta inseamna ca motorul are un piston (cilindru) care se misca in sus is in jos de 4 ori pentru a-si completa ciclul. In poza de mai jos aveti ilustrate secventele celor 4 timpi.Timpii de funcionare ai unui motor cu ardere intern i aprindere prin scnteie sunt:1- Absorbia2- Compresia3- Aprinderea 4- EvacuareaTimpul 1- Absorbian timpul 1 se deschide supapa de admisie, iar n timp ce pistonul se deplaseaz nspre punctul mort inferior, n cilindru este absorbit amestecul de vapori de benzin i aer (realizat n carburator) datorit depresiunii formate.Timpul 2- CompresiaDup ce pistonul a ajuns n punctul mort inferior, supapa de admisie se nchide. Supapa de evacuare este i ea nchis. n deplasarea pistonului nspre punctul mort superior, acesta comprim amestecul din cilindru pn la o rat de 9:1.Timpul 3-AprindereaLa sfritul compresiei, cnd pistonul a ajuns la punctul mort superior i ambele supape sunt nchise, se produce o scnteie electric ntre electrozii bujiei. Scnteia aprinde amestecul carburant care ncepe s ard progresiv. Temperatura rezultat este de circa 2000C i presiunea de aproximativ 25 atm. Gazele produc o for mare de apsare asupra pistonului mpingdu-l spre punctul mort inferior. Pe msur ce pistonul coboar, gazele se destind are loc detenta. Acum este singurul moment cnd se produce lucru mecanic. Timpul 4- EvacuareSupapa de admisie este nchis, iar cea de evacuare este deschis, permind gazelor arse din cilindru s fie mpinse afar din cilindru de pistonul care se deplaseaz de la punctul mort inferior spre punctul mort superior.Motorul dieselMotorul diesel este un motor cu ardere intern n care combustibilul se aprinde datorit temperaturii ridicate create de comprimarea aerului necesar arderii, i nu prin utilizarea unui dispozitiv auxiliar, aa cum ar fi bujia n cazul motorului cu aprindere prin scnteie.Motorul lucreaz pe baza ciclului Diesel.Numele motorului a fost dat dup inginerul german Rudolf Diesel la sugestia soiei sale, Martha Diesel, care n 1895 l sftuiete cu: Nenn ihn doch einfach Dieselmotor! (numete-l pur i simplu motor Diesel!), uurnd astfel lui Diesel cutarea dup denumirea motorului, pe care l-a inventat n 1892 i l-a patentat pe 23 februarie 1893. Intenia lui Diesel a fost ca motorul su s utilizeze o gam larg de combustibili, inclusiv praful de crbune. Diesel i-a prezentat invenia funcionnd n 1900 la Expoziia Universal (World's Fair) avnd drept combustibil ulei de alune.Cum funcioneaz motorul dieselComprimarea unui gaz conduce la creterea temperaturii sale, aceasta fiind metoda prin care se aprinde combustibilul n motoarele diesel. Aerul este aspirat n cilindri i este comprimat de ctre piston pn la un raport de 25:1, mai ridicat dect cel al motoarelor cu aprindere prin scnteie. Spre sfritul cursei de comprimare motorina (combustibilul) este pulverizat n camera de ardere cu ajutorul unui injector. Motorina se aprinde la contactul cu aerul deja nclzit prin comprimare pn la o temperatura de circa 700-900C. Arderea combustibilului duce la creterea temperaturii i presiunii, care acioneaz pistonul. n continuare, ca la motoarele obinuite, biela transmite fora pistonului ctre arborele cotit, transformnd micarea liniar n micare de rotaie. Aspirarea aerului n cilindri se face prin intermediul supapelor, dispuse la capul cilindrilor. Pentru mrirea puterii, majoritatea motoarelor diesel moderne sunt supraalimentate cu scopul de a mri cantitatea de aer introdus n cilindri. Folosirea unui rcitor intermediar pentru aerul introdus n cilindri crete densitatea aerului i conduce la un randament mai bun.n timpul iernii, cnd afar este frig, motoarele diesel pornesc mai greu deoarece masa metalic masiv a blocului motor {format din cilindri i chiulas) absoarbe o mare parte din cldura produs prin comprimare, reducnd temperatura i mpiedicnd aprinderea. Unele motoare diesel folosesc dispozitive electrice de nclzire, de exemplu bujii cu incandescen, ajutnd la aprinderea motorinei la pornirea motorului diesel. Alte motoare folosesc rezistene electrice dispuse n galeria de admisie, pentru a nclzi aerul. Sunt folosite i rezistene electrice montate n blocul motor, tot pentru a uura pornirea i a micora uzura. Motorina are un grad mare de vscozitate, mai ales la temperaturi sczute, ducnd la formarea de cristale n combustibil, n special n filtre, mpiedicnd astfel alimentarea corect a motorului. Montarea de mici dispozitive electrice care s nclzeasc motorina, mai ales n zona rezervorului i a filtrelor a rezolvat aceast problem. De asemenea, sistemul de injecie al multor motoare trimite napoi n rezervor motorina deja nclzit, care nu a fost injectat, prevenind astfel cristalizarea combustibilului din rezervor. n prezent, folosirea aditivilor moderni a rezolvat i aceast problem.O component vital a motoarelor diesel este regulatorul de turaie, mecanic sau electronic, care regleaz turaia motorului prin dozarea corect a motorinei injectate. Spre deosebire de motoarele cu aprindere prin scnteie (Otto), cantitatea de aer aspirat nu este controlat, fapt ce duce la supraturarea motorului. Regulatoarele mecanice se folosesc de diferite mecanisme n funcie de sarcin i vitez. Regulatoarele motoarelor moderne, controlate electronic, comand injecia de combustibil i limiteaz turaia motorului prin intermediul unei uniti centrale de control care primete permanent semnale de la senzori, doznd corect cantitatea de motorin injectat.Controlul precis al timpilor de injecie este secretul reducerii consumului i al emisiilor poluante. Timpii de injecie sunt msurai n unghiuri de rotaie ai arborelui cotit nainte de punctul mort superior. De exemplu, dac unitatea central de control iniiaz injecia cu 10 grade nainte de punctul mort superior, vorbim despre un avans la injecie de 10 grade. Avansul la injecie optim este dat de construcia, turaia i sarcina motorului respectiv.Avansnd momentul injeciei (injecia are loc nainte ca pistonul s ajung la punctul mort interior) arderea este complet, la presiune i temperatur mare, dar cresc i emisiile de oxizi de azot. La cealalat extrem, o injecie ntrziat conduce la ardere incomplet i emisii vizibile de particule de fum.Motoarele diesel moderneMotoarele diesel sau cu aprindere prin comprimare sunt n doi sau n patru timpi. Majoritatea motoarelor sunt n patru timpi, dar unele motoare mari funcioneaz n doi timpi, de exemplu cele de pe nave. Majoritatea locomotivelor moderne folosesc motoare diesel n doi timpi, cuplate la generatoare electrice ce acioneaz motoare electrice, eliminnd nevoia transmisiei. Pentru creterea presiunii n cilindri s-a folosit supraalimentarea, mai ales la motoarele diesel n doi timpi care au cte o curs utile la fiecare rotaie a arborelui cotit.n mod normal, cilindrii sunt multiplu de doi, dar se poate folosi orice numr de cilindri, att timp ct sunt eliminate vibraiile excesive. Cea mai folosit configuraie este cea de 6 cilindri n linie, dar sunt folosii i 8 cilindri n V sau 4 n linie. Motoarele de mic capacitate (n special cele sub 5000 cmc) au de obicei 4 (majoritatea lor) sau 6 cilindri, fiind folosite la autoturisme. Exist i motoare cu 5 cilindri, un bun compromis ntre funcionarea lin a unuia de 6 cilindri i dimensiunile reduse ale unuia de 4 cilindri. Motoarele diesel pentru ntrebuinri curente (brci, generatoare, pompe) au 4, 3, 2 sau chiar un singur cilindru pentru capaciti mici.In dorina de a mbuntii raportul greutate/putere s-au adus inovaii privind dispunerea cilindrilor pentru a obine mai mult putere per cilindree. Cel mai cunoscut este motorul Napier Deltic, cu trei cilindri dispui sub form de triunghi, fiecare cilindru avnd 2 pistoane cu aciune opus, ntregul motor avnd 3 arbori cotii. Compania de camioane Commer din Marea Britanie a folosit un motor asemntor pentru vehiculele sale, proiectat de Tillings-Stevens, membru al Grupului Rootes, numit TS3. Motorul TS3 avea 3 cilindri n linie, dispui orizontal, fiecare cu 2 pistoane cu aciune opus conectate la arborele cotit printr-un mecanism de tip culbutor. Dei ambele soluii tehnice produceau o putere mare pentru cilindreea lor, motoarele erau complexe, scumpe de produs i ntreinut, iar cnd tehnica supraalimentarii s-a mbuntit n anii 1960, aceasta a rmas o soluie marginal pentru creterea puterii.nainte de 1949, Sulzer a construit, experimental, motoare n doi timpi supraalimentate la 6 bar, presiune obinut cu ajutorul unor turbine acionate de gazele de evacuare.Motoare cu aburiMotorul cu abur este un motor termic cu ardere extern, care transform energia termic a aburului n lucru mecanic. Aburul sub presiune este produs ntr-un generator de abur prin fierbere i se destinde ntr-un agregat cu cilindri, n care expansiunea aburului produce lucru mecanic prin deplasarea liniar a unui piston, micare care de cele mai multe ori este transformat n micare de rotaie cu ajutorul unui mecanism biel-manivel. Cldura necesar producerii aburului se obine din arderea unui combustibil sau prin fisiune nuclear.Motoarele cu abur au dominat industria i mijloacele de transport din timpul Revoluiei industriale pn n prima parte a secolului al XX-lea, fiind utilizate la acionarea locomotivelor, vapoarelor, pompelor, generatoarelor electrice, mainilor din fabrici, utilajelor pentru construcii (excavatoare) i a altor utilaje. A fost nlocuit n majoritatea acestor aplicaii de motorul cu ardere intern i de cel electric. Istoria motorului cu aburPrima main cu aburi a fost inventat n secolul I e.n. de ctre inginerul grec Heron din Alexandria. O sfer goal pe dinuntru era pivotat pe dou tuburi prin care trecea aburul dintr-un mic fierbtor. Aburul umplea sfera i ieea prin evi dispuse n pri opuse ale acesteia. Jeturile de abur care neau determinau sfera s se roteasc. Totui, n ciuda faptului c era o invenie interesant, maina nu servea unui scop util.Primul om care a avut ideea de a transforma pompa cu piston n main termic, a fost francezul Denis Papin n anul 1679. Din pcate nu a putut s o pun n practic din lips de fonduri. El a murit n srcie, n 1714.Primul motor cu abur a fost proiectat n 1698 de Thomas Savery, un inginer englez. Acest motor era conceput s pompeze apa din mine, dar singura lui ntrebuinare a fost s pompeze apa n casele nalte din Londra.Primul motor performant a fost construit n 1712 de inginerul Thomas Newcomen, din Cornwall. Acest motor avea un bra mare care pompa apa cu o frecven de 16 micri de du-te-vino pe minut. n 1776, James Watt, un constructor scoian de mecanisme, a adus nbuntiri motorului lui Newcomen.Nicolas Cugnot a fost primul care, n 1769, a folosit motorul cu abur la un vehicul. Acest vehicul putea transporta 4 persoane, dar a fost folosit la transportul armamentului greu. Viteza maxim care a fost atins cu acest vehicul a fost de 5 km/h.Turbina cu aburTurbina cu abur este o main termic rotativ motoare, care transform entalpia aburului n energie mecanic disponibil la cupla turbinei. Transformarea se face cu ajutorul unor palete montate pe un rotor cu care se rotesc solidar. n prezent, turbinele cu abur nlocuiesc complet motoarele cu abur datorit randamentului termic superior i unui raport putere/greutate mai bun. De asemenea, micarea de rotaie a turbinelor se obine fr un mecanism cu pri n translaie, de genul mecanismului biel-manivel, fiind optim pentru acionarea generatoarelor electrice cca. 86 % din puterea electric produs n lume este generat cu ajutorul turbinelor cu abur.Principiul de funcionare :Aburul, cu presiune i temperatur ridicat este destins n paletele statorului, numite i ajutaje, pn la o presiune mai mic. Energia aburului, caracterizat prin entalpie este transformat n energie cinetic. Aburului cu vitez mare i se schimb direcia de curgere cu ajutorul unor palete, rezultnd o for care acioneaz asupra paletelor, for care creeaz un moment asupra rotorului. Acesta se rotete cu o anumit vitez unghiular, livrnd la cupl putere sub form de lucru mecanic n unitatea de timp.

Turbina cu gazeO turbin cu gaze este o turbin termic, care utilizeaz cderea de entalpie a unui gaz sau a unui amestec de gaze pentru a produce prin intermediul unor palete care se rotesc n jurul unui ax a unei cantiti de energie mecanic disponibil la cupla turbinei.[1][2] Turbina cu gaze mai este cunoscut i sub denumirea de instalaie de turbin cu gaze (ITG).Din punct de vedere termodinamic o turbin cu gaze funcioneaz destul de asemntor cu motorul unui automobil. Aerul din atmosfer este admis ntr-un compresor cu palete, unde este comprimat, urmeaz introducerea unui combustibil, aprinderea i arderea lui ntr-o camer de ardere. Gazele de ardere se destind ntr-o turbin, care extrage din ele lucrul mecanic, iar apoi sunt evacuate n atmosfer. Procesul este continuu, iar piesele execut doar micri de rotaie, ceea ce pentru o putere dat conduce la o mas total a instalaiei mai mic. Ca urmare, turbinele cu gaze s-au dezvoltat n special ca motoare de aviaie, ns i gsesc aplicaii n multe alte domenii, unul dintre cele mai moderne fiind termocentralele cu cicluri combinate abur-gaz.IstoricDezvoltarea turbinelor cu gaze este de dat mult mai recent dect a turbinelor n general, i de dat mai recent dect a turbinelor cu abur. n 1791 englezul John Barber a brevetat prima adevrat turbin cu gaze, turbin care avea principalele elemente din turbinele cu gaze moderne.[3] n 1872 Dr. F. Stolger din Germania a construit prima turbin cu gaze, care ns n-a funcionat niciodat independent.[3] n 1903 norvegianul gidius Elling a construit prima turbin cu gaze funcional, care a produs lucru mecanic, eveniment important, lund n considerare lipsa de cunotine de aerodinamic a vremii. Turbina sa a reuit s produc o putere de 11 cai putere, foarte mult pentru zilele respective. Din turbina sa s-a inspirat Frank Whittle. n 1914 Charles Curtis a realizat prima aplicaie practic a unei turbine cu gaze. n 1918 General Electric, unul din cei mai mari productori, inclusiv din zilele noastre, i ncepe producia de turbine cu gaze.Turboreactor RD-500, clon a Rolls-Royce Nene, fabricat n URSS. n 1930 englezul Frank Whittle breveteaz proiectul unei turbine cu gaze pentru propulsia avioanelor (motor cu reacie).[4][5] Realizarea practic a acestui proiect s-a fcut ns abia n anul 1937. Compresorul acestui motor era de tip centrifugal, i pe baza lui s-a dezvoltat motorul Rolls-Royce Welland, care a echipat avionul Gloster Meteor.n 1936 Hans von Ohain i Max Hahn dezvolt n Germania un motor cu reacie bazat pe un brevet propriu.[6][5] Compresorul acestui motor era de tip axial, i pe baza lui s-a dezvoltat motorul Junkers Jumo 004 care a echipat avionul Messersmitt Me 262.Motor wankelMotorul Wankel este un tip de motor cu ardere intern inventat de inginerul german Felix Wankel, la care micarea de rotaie se obine nu printr-un mecanism biel-manivel, ci cu ajutorul unui piston rotativ de form triunghiular.n comparaie cu motorul cu ardere intern cu piston, avantajele motorului Wankel sunt compactitatea i vibraiile mai reduse. Dezavantajele acestui motor sunt randamentul mai mic, ceea ce duce la un consum de combustibil mai mare pentru aceeai putere furnizat, emisia sporit de poluai, ceea ce duce la necesitatea instalaiilor de denoxare mai complexe i uzinarea i ntreinerea pretenioase, deci mai scumpe.Motorul rotativ functioneaza fundamental diferit fata de toate motoarele conventionale cu ardere interna. Toate motoarele actuale cu piston utilizeaza miscarea de du-te vino a pistoanelor pentru a roti un arbore cotit plasat orizontal. La un capat se afla camerele de ardere iar la celalalt capat arborele cotit. Vibratiile cauzate de miscarea de du-te vino a pistoanelor precum si miscarea rotativa a arborelui cotit trebuie sa fie echilibrate de un volant.Motorul stirlingn familia mainilor termice, motorul Stirling definete o main termic cu aer cald cu ciclu nchis regenerativ, cu toate c incorect, termenul deseori este utilizat pentru a se face referire la o gam mai larg de maini. n acest context, "ciclu nchis" nseamn c fluidul de lucru este ntr-un spaiu nchis numit sistem termodinamic, pe cnd la mainile cu "ciclu deschis" cum este motorul cu ardere intern i anumite motoare cu abur, se produce un permanent schimb de fluid de lucru cu sistemul termodinamic nconjurtor ca parte a ciclului termodinamic; "regenerativ" se refer la utilizarea unui schimbtor de cldur intern care mrete semnificativ randamentul potenial al motorului Stirling. Exist mai multe variante constructive ale motorului Stirling din care majoritatea aparin categoriei mainilor cu piston alternativ. n mod obinuit motorul Stirling este ncadrat n categoria motoarelor cu ardere extern cu toate c sursa de energie termic poate fi nu numai arderea unui combustibil ci i energia solar sau energia nuclear. Un motor Stirling funcioneaz prin utilizarea unei surse de cldur externe i a unui radiator de cldur, fiecare din acestea fiind meninut n limite de temperatur prestabilite i o diferen de temperatur suficient de mare ntre ele.Seciune prin schema unui motor de tip Beta Stirling cu mecanism de biel rombic1(roz) peretele fierbinte al cilindrului, 2(cenuiu nchis) - peretele rece al cilindrului (cu 3(galben) racorduri de rcire), 4(verde nchis) izolaie termic ce separ capetele celor doi cilindri, 5(verde deschis) piston de refulare, 6(albastru nchis) piston de presiune, 7(albastru deschis) - volani,Nereprezentate: sursa exterioar de energie i radiatorele de rcire. n acest desen pistonul de refulare este utilizat fr regenerator.Beta Stirling Funcionarea unui motor Beta StirlingUn motor de tip Beta Stirling are un singur cilindru n care sunt aezate un piston de lucru i unul de refulare montate pe acelai ax. Pistonul de refulare nu este montat etan i nu servete la extragerea de lucru mecanic din gazul ce se dilat avnd doar rolul de a vehicula gazul de lucru ntre schimbtorul de cldur cald i cel rece. Cnd gazul de lucru este mpins ctre captul cald al cilindrului, se dilat i mpinge pistonul de lucru. Cnd este mpins ctre captul rece, se contract i momentul de inerie al motorului, de obicei mrit cu ajutorul unui volant, mpinge pistonul de lucru n sensul opus, pentru a comprima gazul. Spre deosebire de tipul Alfa n acest caz se evit problemele tehnice legate de inelele de etanare de la pistonul cald. Motorul rachetaMotorul racheta electric ionic se afla in faza de testare, fiind o idee geniala a lui K.B. Tiolkovski, avand ca scop asigurarea zborului cosmic prelungit asigurand navigarea in zone lipsite de rezistenta.Fata de motoarele racheta cunoscute, motorul racheta electric ionic, se constituie intr-un sistem electric de propulsie si nicidecum intr-un motor termic de forta. Acest motor rezolva unele probleme privind asigurarea rezistentei termice a motoarelor si a anexelor lor.Motorul racheta electric ionic este un accelerator de particule, procesul de accelerare se desfasoara sub actiunea unui camp electric exterior. Jetul de reactie este un flux de particule incarcate iar sursa de energie este o sursa electrica.Un motor racheta electric ionic este alcatuit din : propergol 1, sursa de ioni 2, camp electric de focalizare 3, camp electric de accelerare 4, camp electric de neutralizare 5, propulsant accelerat 6, generatorul electric 7.Acest motor are si dezavantajul sau si cel mai important este neutralizarea ionilor cu electroni inainte de trecerea lor prin ajutajul motorului. Daca nu se poate realiza acest lucru, ionii vor smulge electroni din atomii materialului din care este confectionat corpul motorului si vor incarca electric partea sa metalica, existand pericolul ca potentialul incarcarii electrice a corpului navei sa fie asa de mare incat sa nu mai poata fi produsa ejectarea in continuare a ionilor. Fluxul de ioni este oprit ei fiind atrasi in camera de accelerare si motorul isi inceteaza functionarea. Pentru aceasta este necesara accelerarea electronilor in vederea neutralizarii ionilor.