Motoarele termice si refrigerarea

Motoarele termice şi refrigerarea

Tehnologie

Scris de Scientia.ro

Luni, 05 Ianuarie 2009 16:10

Motorul termic ca mijloc de propulsie... Una dintre cele mai importante aplicaţii practice ale principiilor termodinamicii este motorul termic. În cadrul unui motor termic, căldura este extrasă dintr-o substanţă aflată la o temperatură ridicată şi convertită parţial în lucru mecanic. Putem spune deci că motoarele termice transferă lucru mecanic exteriorului în schimbul energiei primite sub formă de căldură din mediul înconjurător. Motoarele termice nu au un randament de 100%, cum de altfel niciun motor construit de mâna omului nu are. În acest caz explicaţia este că energia termică rămasă (care nu este convertită în lucru mecanic) se pierde, fiind eliberată în mediul din vecinătatea motorului, care are o temperatură mai scăzută. Cel mai cunoscut motor termic este motorul cu aburi folosit la propulsarea locomotivei cu aburi. Şi primele generatoare electrice erau tot nişte motoare termice care, asemenea locomotivei cu aburi, foloseau apa pe post de agent termic, convertind de fapt puterea aburului în expansiune în lucru mecanic (vezi figura de mai jos). În figura de mai sus, introducerea de energie în sistem sub formă de căldură duce la creşterea temperaturii agentului termic folosit (în acest caz apa), lucru care îi permite acesteia să efectueze lucru mecanic. La temperaturi ridicate aburii (apa în stare gazoasă) împing un piston care, la rândul său, generează şi întreţine mişcarea circulară a unei roţi. Acesta este mecanismul care stă la baza funcţionării locomotivei cu aburi. Motorul termic inversat Dacă ne-am imagina un motor termic care să funcţioneze invers, ar trebui să inversăm ciclul acestuia de funcţionare, deci s-ar inversa toate transferurile de energie care au loc într-un motor termic. Unui asemenea motor termic “inversat” ar trebui să i se transfere lucru mecanic pentru a trece energia sub formă de căldură dintr-o zonă mai rece spre o zonă mai caldă. O asemenea maşină se numeşte pompă termică. În figura de mai sus observăm cum introducând lucru mecanic (generat electric) în sistem acţionăm un piston al unui compresor care împinge aburul în sistemul de conducte al unui condensator. Pe măsură ce apa trece în stare lichidă cedează din căldura aburilor, crescând temperatura aerului din jurul conductelor. În 1851, în statul american Florida, fizicianului John Gorrie i se acorda primul patent înregistrat vreodată în SUA pentru o maşină frigorifică. Maşina folosea un sistem bazat pe o astfel de pompă termică. Erau vremuri în care malaria ucidea mii de oameni în SUA şi, deoarece iarna epidemiile luau sfârşit, Gorrie era convins că soluţia pentru vindecarea bolii ar fi construirea unei maşinării cu care să răcească saloanele spitalelor din Florida pe timpul toridei veri americane. Maşina frigorifică a lui Gorrie folosea o pompă cu care comprima aerul, crescându-i astfel temperatura (lucrul mecanic se transforma în căldură). Aerul comprimat era trecut printr-o reţea de conducte plasate în apă rece, ceea ce ducea la încălzirea apei. Aerul era apoi adus la presiune normală, dar pentru că cedase căldură apei, temperatura sa scădea şi mai mult în timpul procesului de decompresie, ajungea la o temperatură mai scăzută faţă de cea iniţială, astfel că putea fi folosit pentru răcirea camerelor de spital. Frigiderele moderne folosesc acelaşi principiu al motorului termic inversat. În timp ce un motor termic converteşte căldura (energia termică) dintr-o zonă aflată la temperaturi ridicate în lucru mecanic, un frigider converteşte lucrul mecanic în căldură. Frigiderele moderne nu mai folosesc aerul ca agent de răcire; sunt folosite alte substanţe, cum ar fi propanul, cu temperaturi de fierbere coborâte. Agenţii de răcire trec din stare gazoasă în stare lichidă pe măsură ce le scade temperatura, proces pe parcursul căruia se cedează căldura acumulată în interiorul frigiderului în aerul din vecinătatea aparatului.

Motoare cu ardere interna

Motoare termice.Motoare cu ardere interna

Ciclul Carnot

Ciclul Carnot

Ciclul Carnot este un ciclu ideal, substanta de lucru fiind gazul ideal;este format din doua izoterme si doua adiabate.
Intr-un proces ciclic, starea finala coincide cu starea initiala, iar .Randamentul nu depinde de substanta de lucru, ci numai temperaturile surselor calda si rece.
Randamentul obtinut este randamentul maxim posibil in cazul unei transformari ciclice, între doua temperaturi date.

Ciclul Carnot.

Motorul Otto-Rochas

Motor cu explozie in 4 timpi (motor cu ardere interna).

Timpul I : Admisie(combustibil=benzina+aer)
Timpul II :Compresie( - raport grad de compresie).
Timpul III: Explozie - arderea si detenta=>lucrul mecanic.
Timpul IV: Evacuarea.

Ciclul motorului Otto-Rochas este format din doua izocore si doua adiabate
Randamentul se calculeaza astfel:
unde .

Motorul Diesel

Nu are amestec de carburant (explozia este produsa datorita comprimarii aerului);functioneaza cu motorina-picaturi fine ce patrund în aerul puternic comprimat si se aprind.
Ciclul motorului Diesel este format din doua adiabate, o izocora si o izobara.
Randamentul se calculeaza astfel:
raport de compresie raport de injectie

Motoare Termice:Animatii

Motoare Termice:Animatii

Motoare termice:Informatii

Motor termic

Un motor termic este o maşină termică motoare, care transformă căldura în lucru mecanic.
Un motor termic lucrează pe baza unui ciclu termodinamic realizat cu ajutorul unui fluid. Întrucât, conform principiului al doilea al termodinamicii, entropia unui sistem nu poate decât să crească, doar o parte a căldurii preluate de la sursa de căldură (numită şi sursa caldă) este transformată în lucru mecanic. Restul de căldură este transferat unui sistem cu temperatură mai mică, numit sursă rece.

Clasificari motoare termice

- motor cu ardere externă, la care sursa de căldură este externă fluidului ce suferă ciclul termodinamic:

motor cu abur
turbină cu abur
motor Stirling

- motor cu ardere internă, la care sursa de căldură este un proces de combustie suferit chiar de fluidul supus ciclului termodinamic:
motor cu ardere internă cu piston
motor Wankel
turbină cu gaze
motor rachetă
statoreactor
pulsoreactor

Functionare motoare termice

Masinile 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:

unde 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. Principiul 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: h 1 – T2/T1 sau h DT / T1 unde: T1 este sursa calda, T2 este sursa rece iar DT 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;

In 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.
Caracteristicile principale ale motoarelor termice cu piston Pentru propulsarea autovehiculelor cu roti,majoritatea motoarelor utilizate sunt motoare cu ardere interna cu piston.In afara acestor motoare clasice si larg raspandite,se mai intalnesc autovehicule cu motoare termice cu piston rotativ si cu turbina cu gaze. De asemenea,trebuie sa amintim si incercarile din ce in ce mai raspandite de a folosi motoare electrice la tractiunea autovehiculelor,actionate de acumulatoare electrice,de grupuri electrogene proprii,formate din motoare cu ardere interna si generatoare electrice,sau--in perspectiva--de pile de combustie. Motoarele termice cu piston,transforma energia chimica a combustibilului in energie mecanica si in energie calorica disipativa,energia mecanica manifestandu-se sub forma miscarii rectilinii si alternative a pistoanelor,care este modificata in miscare de rotatie a arborelui cotit cu ajutorul mecanismului biela-manivela. Existenta unei mari varietati de astfel de motoare pretinde mai multe criterii de clasificare.Astfel: 1.Dupa modul de aprindere al carburatului acestea se impart in doua categorii: motoare cu aprindere prin scanteie,la care aprinderea amestecului carburant este produsa de o scanteie electrica; motoare cu aprindere prin comprimare,la care combustibilul se autoaprinde datorita contactului cu aerul incalzit prin comprimarea lui in cilindru. 2.Din punct de vedere al durate ciclului motor(in sensul succesiunii proceselor care se repeta periodic)se impart in: motoare in patru timpi,care executa un ciclu complet in patru curse ale pistonului,adica la doua rotatii ale arborelui cotit; motoare in doi timpi,care executa un ciclu complet in doua curse ale pistonului,adica la o rotatie a arborelui cotit. 3.In functie de modul de umplere al cilindrului cu incarcatura proaspata (aer sau amestec aer-combustibil),motoarele pot fi: cu admisie naturala,daca incarcatura prevazuta este introdusa in cilindru numai datorita depresiunii create prin deplasarea pistonului; cu admisie fortata la care incarcatura proaspata este comprimata-in prealabil in exterior,apoi este introdusa in cilindru la o presiune mai ridicata decat cea atmosferica. 4.Dupa numarul combustibililor utilizati,motoarele pot fi: monocarburante; policarburante. 5.Dupa starea de agregare a combustibilului,motoarele se impart in: motoare cu combustibil: gazos lichid solid(pulverizat) mixt Parametrii de apreciere ai motoarelor de autovehicule sunt exprimati cu ajutorul unor caracteristici care sunt reprezentari grafice ale unor marimi ce permit compararea cu alte motoare similare si stabilirea comportarii in exploatare. Pentru studiul dinamicii autovehiculelor se utilizeaza caracteristica de turatie la sarcina totala a motorului sau caracteristica externa,care reprezinta curba de variatie a puterii efective si momentul efectiv in functie de turatia sau de viteza unghiulara a arborelui motor.In afara de acestea se reprezinta si curbule consumului specific de combustibil si consumului orar de combustibil. Unele uzine constructoare de motoare prezinta caracteristicile de turatie la sarcina totala pe baza incercarilor efectuate fara ca acestea sa aiba montate elemente anexe:filtre de aer,ventilatoare,tobe de esapament,radiatoare,etc. In prezent,standardele privitoare la metodele de incercare a motoarelor difera de la o tara la alta,in ceea ce priveste nr. de agregate anexe ce sunt montate pe motoare in timpul incercarilor,volumul lucrarilor de incercare si conditiile de lucru. Drept urmare,pentru unul si acelasi motor,se pot obtine caracteristici de turatie la sarcina totala si partiale diferite,in functie de standardul dupa care s-au efectuat incercarile. S-a constatat ca rin cresterea turatiei peste valoarea maxima admisibila,puterea motorului se reduce simtitor din cauza inrautatirii umplerii cilindrilor cu amestec carburant si sporirii pierderilor mecanice din motor.Din aceste motive si in vederea evitarii solicitarilor dinamice mari se recomanda ca la viteza maxima de deplasare tutatia max. sa nu depaseasca turatia corespunzatoare puterii maxime decat cu 10...20%. Unele motoare cu aprindere prin scanteie sunt prevazute cu limitatoare de turatie,in vederea maririi duratei de serviciu a motoarelor si a reducerii consumului de combustibil. Toate motoarele cu aprindere prin comprimare sunt prevazute cu regulatoare de turatie.Zona de functionare stabila a motorului este denumita zona de stabilitate iar marimea acesteia este definita de coficientul de elasticitate. In zona de stabilitate,variatia momentului este mai mult sau mai putin pronuntata;cu cat cresterea momentului la scaderea turatiei este mai mare,cu atat motorul va restabili mai repede echilibrul intre momentul rezistent,care a crescut si momentul motor dezvoltat.Se zice ca motorul este mai suplu sau mai adaptabil la rezistentele de deplasare.Aceasta caracteristica dinamica este definita prin coeficientul de suplete.
Motorul Diesel La motorul Diesel, spre deosebire de motorul Otto, in cilindru este aspirat doar aer curat, care este comprimat mal mult decat Ia motorul Otto (raportul de comprimare 14:1 pAn la 25:1 fata de motorul Otto cu 4:tl pana la 10:1). Aerul atinge astfel o temperatura de 7000G pana Ia 9000C. La sfarsitul comprimarti este injectata in cilindru la presiune ridicata o anumita cantitate de com- bustibil Diesel (motorina). Din cauza temperatunil ridicate combustibilul se aprinde singur (se autoaprinde). Picaturile de combustibil injectat, pulvenzate fin, se amesteca cu aerul comprimat din camera de ardere, se incalzesc, se evapora si se aprind. Acest proces dureaza circa 1/1000 s si este cunoscut sub numele de intarziere si aprin- dere. Picaurile pulverizate in jetul injectat sunt dtstribuite neuniform: picaturile mici in zonele periferice, picatiurile mari in zona centrala. Arde- rea se initiaza Ia exterior (picaturiie mici vapo- rizndu-se primele), apoi se aprind si picaturile mai mari din interiorul (miezul) jetului. Injecta- rea combustbilului continuu si dupa initierea arderii (,,ardere principala"). Daca o particula de combustibil Diesel arde incomplet la prima arde- re, sau daca intarzierea Ia aprindere este prea mare, arderea are loc violent, cu explozie (fenomenul fiind cunoscut sub numele de detonatie), Iar motorul functioneaza neuniform, cu zgomote metalice putemice. Pentru comparatie,se poate urmari modul de propagare a frontului de flacara la motorul Otto, La care amestecul car- burant se aprinde initial in apropierea bujiei. La motorul Diesel exista aceleasi variante de functionare (motor in patru timpi si in doi timpi) ca si Ia motorul Otto. La motoarele Diesel cu camere de ardere divizate (separate) jetul de combustibil este injectat intr-un compartiment separat de camera de ardere propriu-zis din cilindru. In aceasta categorie intra: a) Motoare cu camera de vartej (turbulenta) La care camera separat (de forma cilindrica sau sferica (comunica cu cilindrul printr-un canal de forma unul ajutaj, dispus tangential la cameraseparate. Astfel, in timpul comprimarii in camera separat in care are loc injectia, se produce un vartej puternic care mareste viteza de ardere. Acelasi vartej produce in cilindru o miscare circu- lard a aerului. Favorabil extinderli rapide si unliforme a frontulul de flacara. Prin aceasta circulatie se asigura arderea in cilindru a combustibilului care s-a aprins in camera de vartej. Volumul cameret de vartej reprezint 50-80% din volumul total al camerei de ardere.b) Motoare cu antecamerd (camerd de preardere), la care injectia are loc intr-o camera separata, de forma cilindrica, tronconica sau sferica,reprezentand 25-40% din volumul total al camerei de ardere, si care comunica cu cilindrul prin unul sau mai multe orificil de sectiune redusa care au roul unor duze .c) Motoare cu camera de vartej si cu injectie directa Ia care injectorul este prolectat astfel incat sa dirijeze un jet direct in camera principala de ardere si altul (cu debit mai redus) In camera secundar de vartej. Arderea incepe in camera secundara, dand nastere unui curent invers in camera principa1 de ardere si favorizand procesut de ardere.0 caracteristica comuna a motoarelor Diesel cu camere divizate este functionarea mai lin datorita cresterii mai reduse a presiunii in cilindrul motorului. Ca dezavantaj se remarca necesitatea montarii unei bujii incandescente in camera separat utilizata pentru pomirea la rece. 2. La motoarele Diesel cu camera de ardere nedivtzata (camera unitar), combustibilul este injectat direct in camera de ardere (de unde denumirea de motoare cu injectie direct). Pentru ca sa se asigure o ardere buna, este necesara o intensificare a miscarii aerului in cilindru. Aceasta se produce ori cu supapa ecran on cu ajutorul unor forme corespunzaoare ale camerei de ardere realizate in capul pistonulul (cu praguri de turbionare). In primul caz carburantul este injectat aproape perpendicular pe directia de deplasare a aerului, obtinandu-se reducerea consumului specific de combustibil la sarcini mari. In celalalt caz carburantul este injectat direct pe peretele camerel si formeaza acolo o pelicula in care se vaporizeaz rapid.In prezent sunt utilizate diferite sisteme de crestere a puteril specifice a motoarelor Diesel. Gea mat utilizat este supraalimentarea prin precomprimarea aerului admis in dilindru cu un airbocompresor. Procedeul se bazeaza pe folosirea energiei gazelor arse evacuate din cilindru intr-o turbina. Antrenat de catre gaze, turbina actioneaza o suflanta (compresor) cuplata pe acelasi arbore, care comprima aerul inainte de aspiratia in cilindru.




Introducere in motoare termice
Definitie: Se numeste motor cu combustie interna orice dispozitiv care obtine energie mecanica direct din energie chimica prin arderea unui combustibil intr-o camera de combustie care este parte integranta a motorului (spre deosebire de motoarele cu ardere externa unde arderea are loc in afara motorului.). Exista de fapt patru tipuri de baza de motoare cu ardere interna dupa cum urmeaza: 1.motorul Otto 2.motorul Diesel, 3.motorul cu turbina pe gaz 4.motorul rotativ.
Motorul Otto este denumit astfel dupa numele inventatorului sau Nikolaus August Otto, iar motorul Diesel dupa in aceeasi maniera dupa numele inginerului german de origine franceza Rudolf Diesel. Motorul Diesel este folosit pentru generatoare de energie electrica, de asemenea el este utilizat si la camioane si autobuze precum si in unele automobile. Motorul Otto este motorul folosit pentru majoritatea automobilelor.

Componentele unui motor diesel. Sectiune printr-un motor

Added by Nicolae Coman

Partile esentiale ale unui motor Otto si Diesel coincid. Camera de ardere este formata dintr-un cilindru inchis la un capat si un piston care aluneca de sus in jos. Printr-un sistem biela manivela pistonul este legat de un arbore cotit care transmite lucrul mecanic spre exterior (de obicei cu ajutorul unei cutii de viteze). Rolul arborelui cotit este acela de a transforma miscarea de “du-te vino” a pistonului in miscare de rotatie. Un motor poate avea de la unu pana la 28 de cilindri (pistoane) care pot fi asezate asa zis in linie sau in V. Sistemul de alimentare cu combustibil consta dintr-un rezervor o pompa si un sistem pentru vaporizarea combustibilului care l-a motorul Otto poate fi carburator sau la masinile de constructie recenta sisteme de injectie. Aceste sisteme de injectie sunt gestionate electronic iar eficienta lor a facut ca ele sa fie folosite pe majoritatea automobilelor Aerul din ametecul carburant precum si gazele evacuate sunt gestionate de supape actionate mecanic de un ax cu came. La toate motoarele este necesar un sistem de aprindere a combustibilului care la motorul Otto este o bujie. Conform principiului al doilea al termodinamicii un motor trebuie sa cedeze caldura; in general acest lucru este realizat in doua moduri, prin evacuarea gazelor rezultate din arderea carburantului si prin folosirea unui radiator. In timpul deplasarii unui vehicul echipat cu un motor cu ardere interna simpla deplasare genereaza un flux de aer rece suficient pentru a asigura mentinerea temperaturii motorului in limite acceptabile dar pentru ca motorul sa poata functiona si cand vehiculul sta, radiatorul este echipat cu unul sau mai multe ventilatoare. De asemenea se mai folosesc si sisteme de racire cu apa mai ales pentru barci.

Rudolf Diesel
La 18 martie 1858, cand, la Paris, se nastea cel al carui nume este purtat astazi de motoarele pe motorina: Diesel,… Rudolf Diesel, si care a trait pana pe 29 septembrie 1913. Cam atat ar fi de spus despre el, dar este mult de spus despre inventia lui (motorul diesel) pe care a patentat-o in 1892. Rudolf Diesel a conceput motorul diesel ca o alternativa mai accesibila pentru intreprinzatorii particulari avand in vedere dimensiunile variabile si costul scazut al motorului si al carburantului, fata de motoarele cu aburi care aveau un randament foarte scazut. Totul a pornit de la obsesia lui pentru a doua lege a termodinamicii si maxima eficienta a ciclului Carnot. Incepand din 1885, timp de 13 ani, Diesel a lucrat la motorul sau, intr-un laborator-magazin din Paris. La fabrica de masini de la Augsburg, pe la sfarsitul lui 1896 si inceputul lui 1987, primul model al lui Diesel, un cilindru inalt de fier cu o volanta la baza, functiona autonom pentru prima data.
El cantarea 5 tone, producea 20 cp la 172 rpm si opera la o eficienta de 26.6%. Rudolf Diesel a mai petrecut inca vreo 2 ani la perfectionarea lui si, la sfarsitul anului 1896, a prezentat un nou model cu o eficienta mecanica (teoretica) de 75.6%, fata de motoarele cu aburi care aveau o eficienta de 10% sau mai putin.

Primul motor diesel

Added by Nicolae Coman

Cu toate acestea productia lor a mai fost intarziata inca un an, dar aceasta nu l-a impiedicat sa devina milionar prin vanzarea drepturilor de comercializare a inventiei lui. Dupa ce am inteles cum a aparut, sa intelegem si cum functioneaza acest tip de motor.

Combustibilul, introdus prin injectare in cilindru, se autoaprinde venind in contact cu aerul, comprimat in prealabil in cilindrul motorului, datorita temperaturii inalte realizate prin comprimare. Presiunea aerului comprimat este cuprinsa intre 30 si 60 at. si temperatura 500°C si 700°C, corespunzator unui raport volumetric de comprimare cuprins intre 12:1 si 22:1. Introducerea (pulverizarea) combustibilului in cilindru se face cu ajutorul injectorului. Presiunea necesara pentru pulverizarea combustibilului se realizeaza cu o pompa de injectie. Randamentul total (efectiv) al motorului diesel este cuprins intre 0.28 si 0.40. Motoarele diesel se folosesc in centrale termoelectrice, pe nave, locomotive, autovehicule etc.
Motoarele Diesel cu camere de ardere divizate (separate) jetul de combustibil este injectat intr-un compartiment separat de camera de ardere propriu-zisa din cilindru. In aceasta categorie intra: a) Motoare cu camera de vartej (turbulenta), la care camera separata (de forma cilindrica sau sferica) comunica cu cilindrul printr-un canal de forma unui ajutaj, dispus tangential la camere separate. Astfel, in timpul comprimarii in camera separata in care are loc injectia, se produce un vartej puternic care mareste viteza de ardere. Acelasi vartej produce in cilindru o miscare circulara a aerului, favorabil extinderii rapide si uniforme a frontulul de flacara. Prin aceasta circulatie se asigura arderea in cilindru a combustibilului care s-a aprins in camera de vartej. Volumul camerei de vartej reprezinta 50-80% din volumul total al camerei de ardere. b) Motoare cu antecamera (camera de preardere), la care injectia are loc intr-o camera separata, de forma cilindrica, tronconica sau sferica, reprezentand 25-40% din volumul total al camerei de ardere, si care comunica cu cilindrul prin unul sau mai multe orificii de sectiune redusa care au rolul unor duze . c) Motoarele cu camera de vartej si cu injectie directa Ia care injectorul este proiectat astfel incat sa dirijeze un jet direct in camera principala de ardere si altul (cu debit mai redus) in camera secundara de vartej. Arderea incepe in camera secundara, dand nastere unui curent invers in camera principala de ardere si favorizand procesul de ardere. O caracteristica comuna a motoarelor Diesel cu camere divizate este functionarea mai lina datorita cresterii mai reduse a presiunii in cilindrul motorului. Ca dezavantaj se remarca necesitatea montarii unei bujii incandescente in camera separat utilizata pentru pomirea la rece.
Concluzii
Motorul Diesel difera de cel Otto doar prin faptul ca arderea are loc la volum constant si nu la presiune constanta. Majoritatea motoarelor Diesel sunt de asemenea in 4 timpi dar functioneaza diferit. In primul timp este aspirat aer nu si motorina. In timpul 2 aerul este incalzit prin comprimare pana la circa 440 grade C. La sfarsitul acestui timp este injectata motorina care se auto aprinde datorita temperaturii mari a aerului. Timpul 4 este ca si la motorul Otto unul de evacuare. Randamentul unui motor Diesel este mult mai mare decat al unui motor Otto si astazi se situeaza putin peste 40%. Motoarele Diesel sunt motoare relativ lente cu viteze ale arborilor cotiti de 100 pana la 750 rpm spre deosebire de motoarele Otto care au viteze ale arborilor cotiti de circa 2500-5000 rpm. Deoarece motoarele Diesel folosesc rate de compresie de 14 la 1, sau mai mari, spre deosebire de motoarele Otto care au rate de compresie intre 8 la 1 si 10 la 1, ele trebuie sa aiba o constructie mai rigida de aceea sunt mai scump de fabricat. Acest dezavantaj este compensat de randamentul mai mare si de faptul ca motorina este mai ieftina decat benzina.



La motorul Diesel, in cilindru este aspirat doar aer curat, care este comprimat raportul de comprimare 14:1 pAna la 25:1.Aerul atinge astfel o temperatura de 7000 G pana Ia 9000 C. La sfarsitul comprimarti este injectata in cilindrula presiune ridicata o anumita cantitate de com-bustibil Diesel (motorina). Din cauza temperaturi ridicate combustibilul se aprinde singur (seautoaprinde). Picaturile de combustibil injectat,pulvenzate fin, se amesteca cu aerul comprimat din camera de ardere, se incalzesc, se evapora si se aprind. Acest proces dureaza circa 1/1000 s si este cunoscut sub numele de intarziere si aprindere. La motoarele Diesel cu camere de ardere divizate (separate) jetul de combustibil este injectat intr-un compartiment separat de camera de ardere propriu-zis din cilindru: in aceasta categorie intra : a) Motoare cu camera de vartej (turbulenta) b) Motoare cu antecamerd c) Motoare cu camera de vartej si cu injectie directa




Ciclul Otto Motorul Otto a fost conceput ca un motor de staţionare şi în acţiunea motorului,tinpul este miscare in sus sau jos a unui piston într-un cilindru. Utilizat mai târziu, într-o formă adaptată ca un motor de automobil,sunt implicaţi patru timpi sus-jos: (1) Admisie descendentă- cărbune,gaz şi aer intra în camera pistonului, (2) Compresie adiabatica în sens ascendent - piston comprimă amestecul, ( 3) Ardere si destindere adiabatica descendentă - arde amestecul de combustibile cu scânteie electrică şi (4) Evacuarea ascendentă –degajă gaze de eşapament din camera pistonului. Otto l-a vândut doar ca pe un motor stationar. Definitie: Se numeste motor cu combustie interna orice dispozitiv care obtine energie mecanica direct din energie chimica prin arderea unui combustibil intr-o camera de combustie care este parte integranta a motorului (spre deosebire de motoarele cu ardere externa unde arderea are loc in afara motorului.). Exista de fapt patru tipuri de baza de motoare cu ardere interna dupa cum urmeaza: motorul Otto,motorul Diesel, motorul cu turbina pe gaz si motorul rotativ Motorul Otto este denumit astfel dupa numele inventatorului sau Nikolaus August Otto Motorul Otto standard este un motor in 4 timpi in care pistonul face 4 curse. Sa vedem care sunt acestea: Timpul 1:Admisie pistonul porneste de la capatul superior al cilindrului si in cilindru este aspirat amestecul de aer si benzina deoarece supapa de admisie este deschisa la sfarsitul acestui timp pistonul ajunge la capatul inferior si supapa de admisie este inchisa. Timpul 2:Compresie adiabatica, amestecul se incalzeste pana cind pistonul ajunge la capatul superior.Timpul 3:Ardere si destindere adiabatica; o descarcare electrica a bujiei aprinde amestecul carburant a carui ardere are loc rapid, ca o explozie. De aici provine si denumirea alternativa de motor cu explozie. Presiunea si temperatura in cilindru cresc brusc si pistonul este impins. Timpul 3 este timpul motor, in care se efectueaza lucru mecanic asupra pistonului. La sfarsitul acestui timp se deschide supapa de evacuare.

Alte Motoare

How Two-Stroke Engines Work
Hot Water Heat Engine Demonstration
Stirling Engine
Stirling Hot Air Engine
Wooden Engine

Motoare Termice:Video

Heat Engines And Second Law Of Thermodynamics(1)
Cyclone's Waste Heat Engine Series
Simple Heat Engine
Heat Engines and the Second Law of Thermodynamics(2)