MOTORUL DIESEL&

TURBO DIESEL

Disciplina:FizicaProf. Ciobanu DanElevi: Pacuraru Marina Prichinet George Smochina VladClasa a X-a E

CUPRINS 1.Introducere in lumea motoarelor Diesel 2.Scurt istoric 3.Cum functioneaza?

*principiul motorului Diesel 4.Tipuri de motoare Diesel

*injectorul 5.Componentele motorului Diesel 6.Calculul randamentului 7.*Motorul Turbo Diesel 8.Avantajele utilizarii motorului Diesel

*25 de motive ca sa alegi motorul Diesel!

Introducere

Motorul diesel este un motor cu ardere internă în care combustibilul se aprinde datorită temperaturii ridicate create de comprimarea aerului necesar arderii, și nu prin utilizarea unui dispozitiv auxiliar, așa cum ar fi bujia în cazul motorului cu aprindere prin scânteie.

Scurt istoricNumele motorului a fost dat după inginerul

german Rudolf Diesel la sugestia soției sale, Martha Diesel, care în 1895 îl sfătuiește cu: Nenn ihn doch einfach Dieselmotor! („numește-l pur și simplu motor Diesel!”), ușurînd astfel lui Diesel căutarea după denumirea motorului, pe care l-a inventat în 1892 și l-a patentat pe 23 februarie 1893. Intenția lui Diesel a fost ca motorul său să utilizeze o gamă largă de combustibili, inclusiv praful de cărbune. Diesel și-a prezentat invenția funcționând în 1900 la Expoziția Universală (World's Fair) având drept combustibil ulei de alune.

. Diferit de motorul cu benzină unde aprinderea este comandată, motorul Diesel funcţionează

datorită aprinderii spontane a carburantului în timp ce este injectat în camera de ardere. Pentru aceasta, mai multe condiţii sunt necesare:

•

Temperatura aerului în momentul injecţiei trebuie să fie de aproximativ 600° C (400°C minimum). Această temperatură este atinsă prin comprimarea aerului admis înmotor.

• Motorina este injectată sub presiune înaltă (de la 130 la mai mult de 1000 bars) pentrua obţine o

pulverizare care să permită arderea completă a carburantului

Principiul motorului Diesel

Timpul I - admisia

- supapa de admisie este deschisa, pistonul se deplaseaza in jos si in cilindru se aspira aer la presiune atmosferica;

- supapa de evacuare este inchisa;

- procesul are loc la presiune constanta

Timpul II - compresia

- ambele supape sunt inchise;

- pistonul se deplaseaza in sus si aerul este puternic comprimat aproximativ 35-50 atm si temperatura este 700-800 ºC;

- procesul se desfasoara rapid, fara schimb de caldura.

Timpul III - arderea si detenta - pompa de injectie

pulverizeaza picaturi foarte fine de motorina in cilindru;

- deoarece temperatura in cilindru este mai mare decat temperatura de aprindere a combustibilului, acesta se aprinde si arde la presiune constanta;

- gazele rezultate din ardere de destind adiabatic .

Timpul IV - evacuarea gazelor - supapa de admisie este

inchisa, iar cea de evacuare este deschisa;

- presiunea scade brusc in cilindru pana la valoarea presiunii atmosferice, procesul avand loc la volum constant;

- pistonul se deplaseaza spre partea superioara a cilindrului si se evacueaza gazele de ardere.

Tipuri de motoare DieselExistă două tipuri de motoare Diesel :

1. Motoarele cu injecţie directă.

Injecţia este realizată direct în camera de ardere, care se găseşte de regulă în piston.Se utilizează pentru aceste motoare injectoare cu găuri care necesită presiuni deinjecţie ridicate pentru pulverizarea carburantului.

2.Motoarele cu injecţie indirectă.

Injecţia este realizată într-o antecameră care poate fi de trei tipuri:

-Cameră de preardere,

-Cameră de turbulenţă("Ricardo" folosite pe motoarele Renault),

-Cameră auxiliară.

Constructorii aleg un anumit tip de motor potrivit cu aplicaţia respectivă.

*InjectorulInjectorul este elementul major al

sistemului Diesel. Calitatea injecţiei şi deci calitatea arderii sunt direct legate de caracteristicile şi reglajele lui. Acesta participă la adaptarea ratei de introducere (cât se injectează în cât timp).

Rolul injectorului este de a pulveriza fin motorina la o presiune bine determinată şi un jet adaptat la tipul de motor.

Injecţia directă Injecţia indirectăConsum mai mic de combustibil.Zgomot la regimuri scăzute.Presiune de injecţie ridicată.Greu de depoluat (NOx).Necesitatea supraalimentării (creştere randament).

Consum mai ridicat de combustibil.Mai puţin zgomot.Uşor de depoluat. Necesitatea preîncălzirii aerului

Injector cu ştift

Injector cu găuri

1.Injector cu ştift sau cu ştrangulare

Injectoarele cu ştift conic sau

cu ştrangulare sunt utilizate

pentru motoarele cu injecţie

indirectă. Injectorul cu strangulare

prezintă particularitatea

de a permite o injecţie cu

debitvariabil (pre-jet, apoi

jet principal).

12-Injector cu ştift

Pre - jetJet principal

2.Injectoarele cu găuri.

Injectorul cu găuri este utilizat la motoarele cu injecţie directă. Secţiunea mică a găurilor permit o pulverizare bună, dar necesită o presiune de injecţie ridicată. Numărul şi dispunerea găurilor sunt variabile în funcţie de aplicaţie.

Repaus. La pre - injecţie. Injecţia.

Componentele motorului Diesel 1.Rezervorul. Ca şi rezervorul de benzină, rezervorul de motorină utilizează mai multe supape.Principalele supape sunt:• -Supapa de securitate a depresiunii instalată în rezervor prin care se evită crearea depresiunii în rezervor

datorită obturării supapei de punere la aerul liber.• Punerea la aerul liber a rezervorului.• -Supapa anti-scurgere la răsturnare instalată la buşonul de umplere.Zona de admisie a motorinei în

rezervor este de regulă închisă pentru a evita emisiile (buşonetanş).

2. Filtrul de motorină.

Precizia mare de realizare a elementelor componente ale sistemelor Diesel impune alimentarea cu motorină a motorului printr-un filtru care poate opri particule foarte fine de la 2 la 3microni.• Motorina este aspirată din rezervor printr-o pompăinternă pompei de injecţie.• Circuitul funcţionează sub depresiune. Un defect de etanşietate generează o priză  de aer şi deci o dezamorsare a circuitului.

1 Amonte de filtru venind de la rezervor.2 Aval de filtru mergând către pompă.3 Şurub de purjare apă.4 Şurub de purjare a circuitului amonte. 5Conexiune încălzitor motorină.

Calculul randamentuluiPoţi calcula randamentul oricărui ciclu

termodinamic folosind cea mai convenabilă variantă a expresiei:

Două dintre transformările ciclului Diesel sunt adiabate,astfel încât sistemul schimbă căldură cu mediul doar în celelalte două transformări. Cea de−a douavariantă este mai convenabilă − vei fi nevoit să exprimi doar două cantităţi de căldură.

În timpul transformării izobare 2→3, datorită arderiicombustibilului, gazul primeşte cantitatea de căldură:

În timpul transformării izocore 4→1, datorită deschideriisupapei de evacuare, gazul se răceşte brusc, cedând cantitatea de căldură:

Astfel, expresia randamentului ciclului Diesel devine:

Temperaturile atinse în timpul ciclului nu sunt independente. Din ecuaţia compresieiadiabatice 1→2, obţii:

unde este raportul de compresie al motorului.

Din ecuaţia transformării izocore 2→3, obţii:

unde este raportul de destindere izobară.

Din ecuaţia destinderii adiabatice 3→4:

rezultă

Astfel,

Folosind în relaţia (1) expresiile prelucrate ale temperaturilor, expresia finală arandamentului ciclului Diesel este:

Motorul Turbo DieselUn turbo diesel, este în limbajul curent un motor diesel, care este dotat cu una

sau mai multe turbine de supraalimentare, sau cu turbocompresor, sau cu ambele din aceste piese auxiliare ale motorului cu ardere internă pentru supraalimentarea acestuia cu aer. Tehnologia turbo este folosită la majoritatea motoarelor moderne.

De această formă combinată de încarcarea aerului, s-au folosit la autoturismele de raliu Lancia Delta S4 în ani 1980 la ≈ 200 exemplare.

Prima producție în serie de autoturisme cu turbină de supraalimentare, au fost motoarele diesel OM617 de Mercedes-Benz, începând din luna mai 1978 în modelul W116 tipul 300 SD și din anul 1979 în modelul W123 tipul 300 TD Turbodiesel.

Prima producție în serie de autocamioane cu turbină de supraalimentare, a fost motoarele diesel de MAN începând din anul 1951.

Se recomandă ca după un mers mai îndelungat la turații mari ale motorului, cînd turbina se poate înroși din cauza temperaturei ridicate, înaintea opririi motorul, acesta să mai funcționeze la turații reduse, pentru ca agregatul să nu ramînă fară ungere și răcire.

motor diesel cu turbocompresor

Avantajele utilizarii motorului Diesel

25 de motive sa alegi motorul Diesel si nu motorul pe benzina1. Numai un vehicul diesel poate tracta, fi un camion de muncă,vehicul off-road, şi încă să fie un sofer de încredere de zi cu zi.

2. Carburantul utilizat este încă mult mai ieftin decât cel pentru motoarele cu benzină.

3. Randamentul motoarelor Diesel este superior celui de la motoarele cu benzină,consumul este deci mai scăzut.

4. Combustibilul diesel nu se evapora la fel de uşor ca benzina, deci este mult mai sigur în cazul unui accident.

5. Armata utilizează combustibil diesel.

6. Marina utilizează combustibil diesel.

7. Industria auto a utilizează combustibil diesel.

8. Industria aviatică utilizează combustibil diesel.

9. Industria minieră utilizează combustibil diesel.

10. Este mai uşor de reciclat un motor diesel în comparaţie cu un hibrid benzina-electric.

11. Datorita constructiei lor complicate, oamenii vor trebui sa plateasca pentru reciclarea lor motoarelor pe benzina.

12. Vehiculele diesel nu au nevoie de sisteme complicate de emisie prin evaporare de control.

13. Toate tipurile de materiale plastice pot fi făcute din biomotorină şi vice-versa.

14. Biomotorina poate ajuta impatimitii de curse, care au de-a face cu emisiile de gaze şi legile impotriva zgomotelor.

15. Un diesel comprimă doar aer în cilindrii sai, astfel încât combustibilul nu se contamina de ulei ca într-un motor pe benzină.

16. Un motor diesel este mai fiabil, deoarece nu trebuie să se confrunte cu un sistem de aprindere prin scânteie.

17. Un articol scris de către Institutul de Sanatate sugerează motoare diesel mai mari produc emisii mai sigure.

Deşi motoarele mai mari produc mai multe emisii de masă, particulele lor sunt mai mari şi mai puţin periculoase.

21. Diesel auto BMW 520D luxury bate Toyota Prius economy la testele de economie de combustibil.

22. Dacă sunteţi in urcarea unui deal abrupt sau transportati o sarcină grea, un motor diesel este mai puţin probabil să se stagneze.

23. Deoarece un motor diesel este mai eficient, se generează mai puţin zgomot şi căldura reziduală.

24. Motoarele diesel necesită mai puţin combustibil pentru a conduce o anumită distanţă. Mai putin combustibil ars inseamna mai putin

combustibil rafinat, mai putin combustibil transportat, mai puţin combustibil depozitat, şi mai puţin combustibil varsat. Şi diminuarea

utilizarii combustibilului în toate aceste categorii este un avantaj pentru motor, vehicul, conducătorul auto, economie si mediu.

18. Niciodata nu va trebui să vă faceţi griji cu privire la pre-aprindere într-un motor cu aprindere prin compresie.

19. Motorul cel mai mare şi mai puternic cu combustie internă din lume este un diesel (Wartsilla-Sulzer RTAA96-C).

20. Un vehicul diesel isi pastreaza valoarea in timp mai bine decat unul pe benzina.

25.Daca primele 24 de motive nu te-au convins poate cele doua imagini o vor face :

Audi R8 Dacia 1300

Proiect realizat de:

Pacuraru Elena-Marina

Prichinet George Cristian

Smochina Vlad Andrei