MOTORUL TERMIC
Motoarele termice sunt dispozitive care transforma caldura primita in lucru
mecanic.
CLASIFICARE
Motor cu ardere externa , la care sursa de căldură este externă fluidului ce
suferă ciclul termodinamic:
 motorul cu aburi
 turbina cu abur
 motor Stirling
 motor cu ardere interna, la care sursa de căldură este un proces de
combustie suferit chiar de fluidul supus ciclului termodinamic:motorul Otto
 motorul Diesel
 motorul Carnot
 motor racheta
 statoreactor
 pulsoreactor
Motorul in 4 timpi
Motorul în patru timpi este un tip de motor cu ardere internă al cărui piston face 4
curse simple într-un ciclu motor. Pistonul se mișcă într-un cilindru închis la un
capăt de chiulasă. Mișcarea pistonului este asigurată de un mecanism bielă-
arbore cotit și are loc între două poziții extreme: punctul mort interior și punctul
mort exterior.
În punctul mort interior PMI, pistonul este în interiorul cilindrului și volumul
acestuia este minim.
La punctul mort exterior PME, pistonul se găsește la cealaltă extremitate în raport
cu PMI și volumul acestuia este maxim.
Un ciclu motor are loc de-a lungul a două rotații ale arborelui cotit și cuprinde
patru faze, numerotate în figura alăturată cu:
- Admisia
- Compresia
- Arderea si Destinderea
- Evacuarea
MERCEDES
BENZ ML 250
Are un consum mediu de
6.0-6.5 L la 100 km.
Timpul I – Admisia, care începe de la PMI al pistonului și se termină la PME. In
acest timp supapa de admisie este deschisă, iar cea de evacuare este închisă.
Timpul II – Compresia, care are loc pe durata cursei pistonului de la PME la PMI. În
tot acest timp, supapele de admisie și evacuare sunt închise.
Timpul III – Detenta (arderea) și destinderea. Când pistonul ajunge aproape de
PMI, între electrozii bujiei se produce o scânteie, care aprinde amestecul
carburant. Presiunea și temperatura în cilindru cresc brusc, ajungând la 20-40 daN
/ cm³ respectiv 1800-2000oC. Pistonul se deplasează de la PMI la PME. Deoarece
prin destinderea gazelor se produce un lucru mecanic, cursa pistonului
corespunzătoare timpului III se numește cursa motoare.
Timpul IV – Evacuarea, care are loc în timpul cursei pistonului de la PME la PMI,
asigură eliminarea gazelor din camera de ardere. În acest timp supapa de admisie
este închisă, iar cea de evacuare este deschisă.
 Ciclul Otto
 În 1867, împreună cu inginerul
Eugen Langen (1833-1895), Otto
a construit un motor termic cu
ardere internă, cu piston în patru
timpi, care folosea combustibil
gazos.
 În anul 1878, Nikolaus Otto, a
pus la punct un motor în 4 timpi
alimentat cu combustibil lichid
(benzină) cu un randament de
22%. O contribuţie însemnată la
perfecţionarea motorului cu
ardere internă, cu aprindere prin
scânteie electrică, au adus-o
inventatorii germani Karl Benz şi
Gottlieb Daimler, care au realizat
primele automobile acţionate cu
astfel de motoare.
 Ciclul Diesel
 În 1897, germanul Rudolf
Diesel a realizat un motor
mai eficient decât cel al lui
Otto, comprimând doar
aer (neamestecat cu
combustibil). Este evitată
astfel autoaprinderea
combustibilului, iar
raportul de compresie
poate fi mărit foarte mult.
 Combustibilul este
introdus în cilindrul
motorului doar la sfârşitul
compresiei,
aprinzându−se în contact
cu aerul suficient de
fierbinte.
Asemanari si deosebiri
 Ciclul Otto
 M.Otto aspiră un amestec de
benzină şi aer, îl comprimă şi îl
aprinde cu o scânteie electrică.
 M.Otto foloseşte o rată de
compresie ce variază între 8:1
şi 12:1.
 M.Otto foloseşte un carburator
unde este amestecată benzina
cu aerul, sau o pompă de
injecţie (carburantul nu este
injectat direct în cilindru).
 Ciclul Diesel
 M.Diesel aspiră aer, îl
comprimă şi apoi este
injectată motorina care se
aprinde.
 M.Diesel foloseşte o rată de
compresie mult mai mare şi
anume 14:1 până la 25:1.
 M.Diesel foloseşte injecţie
directă, în care combustibilul
este injectat direct în cilindru.
Motorul Otto vs Motorul Diesel
 Intretinerea m.Otto este mai ieftina decat intretinerea
m.Diesel.
 Consumul m.Diesel este mai mic decat consumul m.Otto.
 Acceleratia de la 0-100km/h este mai mica la m.Otto.
 Emisiile de CO2 la m.Diesel sunt mai mici decat la m.Otto.
 Presiunile la care lucreaza m.Diesel sunt mai mari decat la
m.Otto.
 Prin autoaprindere motorina dezvolta o cantitate mai mare
de energie decat in cazul aceleiasi cantitati de amestec de
benzina.
 Motorul Diesel are un nivel de turatie ce nu poate fi depasit
din cauza ca autoaprinderea se face in mod natural si nu
fortat pe cand cel Otto poate fi regulat/controlat prin
frecventa de aprindere a scanteii.
Motoare termice-istorie si
perspective 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. Intenția lui Rudolph
Diesel a fost aceea de a înlocui motorul cu abur ca sursă primară de
energie pentru industrie. Motoarele diesel de la sfârșitul secolului XIX și
începutul secolului XX foloseau aceeași formă și dispunere ca motoarele
cu abur industriale: cilindri cu cursă mare, fără carter, supape exterioare,
chiulase pentru fiecare cilindru și arbore cotit cuplat la un volant enorm.
 Curând, vor apărea motoare mai mici, cu cilindri verticali, în timp ce
majoritatea motoarelor industriale de mărime mare și medie aveau tot
cilindri orizontali, și întocmai ca motoarele cu abur, aveau mai mulți
cilindri. Cele mai mari motoare diesel timpurii erau replici ale celor cu
abur, cu lungimi impresionante, de câțiva metri.
 Acestea funcționau cu viteze foarte mici, în special datorită motorinei injectate cu ajutorul aerului
comprimat, dar și pentru că trebuiau să corespundă majorității utilajelor industriale construite pentru
motoarele cu abur, unde vitezele normale de operare se încadrau între 100 și 300 rpm. Motoarele erau
pornite cu ajutorul aerului comprimat, care era introdus în cilindri și rotea motorul, deși cele mai mici
puteau fi pornite și manual.
În primele decenii ale secolului al XX-lea, când marile motoare diesel erau montate pe nave, acestea
aveau forma motoarelor cu abur, pistonul împingea o tijă cuplată la o bielă ce rotea arborele motor.
Urmând modelul motoarelor cu abur, s-au construit motoare cu dublă acțiune, unde arderea avea loc
în ambele părți ale pistonului pentru a mări puterea. Acestea aveau doua rânduri de supape și două
sisteme de injecție. Sistemul permitea, de asemenea, modificarea sensului de rotație, prin
modificarea timpilor de injecție. Prin urmare, motorul putea fi cuplat direct la axul elicei, fără a mai fi
nevoie de o cutie de viteze. Deși aveau o putere mare și erau foarte eficiente, marea problema
motoarelor cu dublă acțiune era etanșietatea camerelor de ardere. În anii 1930 s-a descoperit că
montarea turbocompresoarelor era o soluție mai ușoară și eficientă.
 Motoarele diesel moderne
Motoarele diesel sau cu aprindere prin comprimare sunt în doi sau în patru timpi. Majoritatea
motoarelor sunt în patru timpi, dar unele motoare mari funcționează în doi timpi, de exemplu cele de
pe nave. Majoritatea locomotivelor moderne folosesc motoare diesel în doi timpi, cuplate la
generatoare electrice ce acționează motoare electrice, eliminând nevoia transmisiei. Pentru creșterea
presiunii în cilindri s-a folosit supraalimentarea, mai ales la motoarele diesel în doi timpi care au câte
o cursă utile la fiecare rotație a arborelui cotit.
În mod normal, cilindrii sunt multiplu de doi, dar se poate folosi orice număr de cilindri, atât timp cât
sunt eliminate vibrațiile excesive. Cea mai folosită configurație este cea de 6 cilindri în linie, dar sunt
folosiți și 8 cilindri în V sau 4 în linie. Motoarele de mică capacitate (în special cele sub 5000 cmc) au
de obicei 4 (majoritatea lor) sau 6 cilindri, fiind folosite la autoturisme. Există și motoare cu 5 cilindri,
un bun compromis între funcționarea lină a unuia de 6 cilindri și dimensiunile reduse ale unuia de 4
cilindri. Motoarele diesel pentru întrebuințări curente (bărci, generatoare, pompe) au 4, 3, 2 sau chiar
un singur cilindru pentru capacități mici.
Echipa
 Theodor Piță
 Dumitru Laura
 Cioroi Cristina
 Vîlcan Ana-Maria
 Neațu Andreea

Motoare termice 5

  • 2.
    MOTORUL TERMIC Motoarele termicesunt dispozitive care transforma caldura primita in lucru mecanic. CLASIFICARE Motor cu ardere externa , la care sursa de căldură este externă fluidului ce suferă ciclul termodinamic:  motorul cu aburi  turbina cu abur  motor Stirling  motor cu ardere interna, la care sursa de căldură este un proces de combustie suferit chiar de fluidul supus ciclului termodinamic:motorul Otto  motorul Diesel  motorul Carnot  motor racheta  statoreactor  pulsoreactor
  • 3.
    Motorul in 4timpi Motorul în patru timpi este un tip de motor cu ardere internă al cărui piston face 4 curse simple într-un ciclu motor. Pistonul se mișcă într-un cilindru închis la un capăt de chiulasă. Mișcarea pistonului este asigurată de un mecanism bielă- arbore cotit și are loc între două poziții extreme: punctul mort interior și punctul mort exterior. În punctul mort interior PMI, pistonul este în interiorul cilindrului și volumul acestuia este minim. La punctul mort exterior PME, pistonul se găsește la cealaltă extremitate în raport cu PMI și volumul acestuia este maxim. Un ciclu motor are loc de-a lungul a două rotații ale arborelui cotit și cuprinde patru faze, numerotate în figura alăturată cu: - Admisia - Compresia - Arderea si Destinderea - Evacuarea
  • 5.
    MERCEDES BENZ ML 250 Areun consum mediu de 6.0-6.5 L la 100 km.
  • 6.
    Timpul I –Admisia, care începe de la PMI al pistonului și se termină la PME. In acest timp supapa de admisie este deschisă, iar cea de evacuare este închisă. Timpul II – Compresia, care are loc pe durata cursei pistonului de la PME la PMI. În tot acest timp, supapele de admisie și evacuare sunt închise. Timpul III – Detenta (arderea) și destinderea. Când pistonul ajunge aproape de PMI, între electrozii bujiei se produce o scânteie, care aprinde amestecul carburant. Presiunea și temperatura în cilindru cresc brusc, ajungând la 20-40 daN / cm³ respectiv 1800-2000oC. Pistonul se deplasează de la PMI la PME. Deoarece prin destinderea gazelor se produce un lucru mecanic, cursa pistonului corespunzătoare timpului III se numește cursa motoare. Timpul IV – Evacuarea, care are loc în timpul cursei pistonului de la PME la PMI, asigură eliminarea gazelor din camera de ardere. În acest timp supapa de admisie este închisă, iar cea de evacuare este deschisă.
  • 7.
     Ciclul Otto În 1867, împreună cu inginerul Eugen Langen (1833-1895), Otto a construit un motor termic cu ardere internă, cu piston în patru timpi, care folosea combustibil gazos.  În anul 1878, Nikolaus Otto, a pus la punct un motor în 4 timpi alimentat cu combustibil lichid (benzină) cu un randament de 22%. O contribuţie însemnată la perfecţionarea motorului cu ardere internă, cu aprindere prin scânteie electrică, au adus-o inventatorii germani Karl Benz şi Gottlieb Daimler, care au realizat primele automobile acţionate cu astfel de motoare.  Ciclul Diesel  În 1897, germanul Rudolf Diesel a realizat un motor mai eficient decât cel al lui Otto, comprimând doar aer (neamestecat cu combustibil). Este evitată astfel autoaprinderea combustibilului, iar raportul de compresie poate fi mărit foarte mult.  Combustibilul este introdus în cilindrul motorului doar la sfârşitul compresiei, aprinzându−se în contact cu aerul suficient de fierbinte.
  • 8.
    Asemanari si deosebiri Ciclul Otto  M.Otto aspiră un amestec de benzină şi aer, îl comprimă şi îl aprinde cu o scânteie electrică.  M.Otto foloseşte o rată de compresie ce variază între 8:1 şi 12:1.  M.Otto foloseşte un carburator unde este amestecată benzina cu aerul, sau o pompă de injecţie (carburantul nu este injectat direct în cilindru).  Ciclul Diesel  M.Diesel aspiră aer, îl comprimă şi apoi este injectată motorina care se aprinde.  M.Diesel foloseşte o rată de compresie mult mai mare şi anume 14:1 până la 25:1.  M.Diesel foloseşte injecţie directă, în care combustibilul este injectat direct în cilindru.
  • 9.
    Motorul Otto vsMotorul Diesel  Intretinerea m.Otto este mai ieftina decat intretinerea m.Diesel.  Consumul m.Diesel este mai mic decat consumul m.Otto.  Acceleratia de la 0-100km/h este mai mica la m.Otto.  Emisiile de CO2 la m.Diesel sunt mai mici decat la m.Otto.  Presiunile la care lucreaza m.Diesel sunt mai mari decat la m.Otto.  Prin autoaprindere motorina dezvolta o cantitate mai mare de energie decat in cazul aceleiasi cantitati de amestec de benzina.  Motorul Diesel are un nivel de turatie ce nu poate fi depasit din cauza ca autoaprinderea se face in mod natural si nu fortat pe cand cel Otto poate fi regulat/controlat prin frecventa de aprindere a scanteii.
  • 10.
    Motoare termice-istorie si perspective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. Intenția lui Rudolph Diesel a fost aceea de a înlocui motorul cu abur ca sursă primară de energie pentru industrie. Motoarele diesel de la sfârșitul secolului XIX și începutul secolului XX foloseau aceeași formă și dispunere ca motoarele cu abur industriale: cilindri cu cursă mare, fără carter, supape exterioare, chiulase pentru fiecare cilindru și arbore cotit cuplat la un volant enorm.  Curând, vor apărea motoare mai mici, cu cilindri verticali, în timp ce majoritatea motoarelor industriale de mărime mare și medie aveau tot cilindri orizontali, și întocmai ca motoarele cu abur, aveau mai mulți cilindri. Cele mai mari motoare diesel timpurii erau replici ale celor cu abur, cu lungimi impresionante, de câțiva metri.
  • 11.
     Acestea funcționaucu viteze foarte mici, în special datorită motorinei injectate cu ajutorul aerului comprimat, dar și pentru că trebuiau să corespundă majorității utilajelor industriale construite pentru motoarele cu abur, unde vitezele normale de operare se încadrau între 100 și 300 rpm. Motoarele erau pornite cu ajutorul aerului comprimat, care era introdus în cilindri și rotea motorul, deși cele mai mici puteau fi pornite și manual. În primele decenii ale secolului al XX-lea, când marile motoare diesel erau montate pe nave, acestea aveau forma motoarelor cu abur, pistonul împingea o tijă cuplată la o bielă ce rotea arborele motor. Urmând modelul motoarelor cu abur, s-au construit motoare cu dublă acțiune, unde arderea avea loc în ambele părți ale pistonului pentru a mări puterea. Acestea aveau doua rânduri de supape și două sisteme de injecție. Sistemul permitea, de asemenea, modificarea sensului de rotație, prin modificarea timpilor de injecție. Prin urmare, motorul putea fi cuplat direct la axul elicei, fără a mai fi nevoie de o cutie de viteze. Deși aveau o putere mare și erau foarte eficiente, marea problema motoarelor cu dublă acțiune era etanșietatea camerelor de ardere. În anii 1930 s-a descoperit că montarea turbocompresoarelor era o soluție mai ușoară și eficientă.  Motoarele diesel moderne Motoarele diesel sau cu aprindere prin comprimare sunt în doi sau în patru timpi. Majoritatea motoarelor sunt în patru timpi, dar unele motoare mari funcționează în doi timpi, de exemplu cele de pe nave. Majoritatea locomotivelor moderne folosesc motoare diesel în doi timpi, cuplate la generatoare electrice ce acționează motoare electrice, eliminând nevoia transmisiei. Pentru creșterea presiunii în cilindri s-a folosit supraalimentarea, mai ales la motoarele diesel în doi timpi care au câte o cursă utile la fiecare rotație a arborelui cotit. În mod normal, cilindrii sunt multiplu de doi, dar se poate folosi orice număr de cilindri, atât timp cât sunt eliminate vibrațiile excesive. Cea mai folosită configurație este cea de 6 cilindri în linie, dar sunt folosiți și 8 cilindri în V sau 4 în linie. Motoarele de mică capacitate (în special cele sub 5000 cmc) au de obicei 4 (majoritatea lor) sau 6 cilindri, fiind folosite la autoturisme. Există și motoare cu 5 cilindri, un bun compromis între funcționarea lină a unuia de 6 cilindri și dimensiunile reduse ale unuia de 4 cilindri. Motoarele diesel pentru întrebuințări curente (bărci, generatoare, pompe) au 4, 3, 2 sau chiar un singur cilindru pentru capacități mici.
  • 12.
    Echipa  Theodor Piță Dumitru Laura  Cioroi Cristina  Vîlcan Ana-Maria  Neațu Andreea