1. O Les máquines térmiques
Les máquines térmiques han tingut i segueixen tenint una enorme importáncia,
degut sobretot a la seva utilització en el món dels transports. La Revolució lndus-
trial iniciada a principis del segle xrx es caracteritzá per la utilització de máquines
térmiques com la máquina de vapor, que representá un important avenE sobre
les máquines utilitzades fins llavors, com els molins de vent o les rodes hidráuli-
ques.
r Les máquines térmiques són les que transformen l'energia térmica en ener ¡
gia mecánica o a l'inrevés. t
L
Actualment la majoria de vehicles automóbils estan propulsats per motors tér-
mics i a les centrals productores d'energia eléctrica moltes vegades és una máqui-
na térmica, la turbina de vapor, l'encarregada d'accionar els generadors d'energia
eléctríca. Podríem seguir amb moltes altres aplicacions on hi ha máquines térmi-
ques utilitzades per a la propulsió en diferents m¡tjans de transport, com ara els
avions o els vaixells, peró també són consíderades máquines térmiques les má-
quines frigorífiques i les bombes de calor. Aquestes máquines són utilitzades per
a la refrigeració i conservació dels aliments o per climatitzar habitatges, i es carac-
teritzen pel fet de transformar l'energia eléctrica en energia térmica.
Tanmateix aquí ens ocuparem de les primeres, és a dir les que i les que transfor-
mes l'energia térmica, procedent de la combustió d'algun material en energia
mecánica, i que normalment les anomenem motors.
a
r Un motor térmic és una m)quina motriu que transforma l'energia térmica o ;
la c¿lor en energia n¡ec¿nica.
t j
I
Motor d'explosió antic.

2. MAOUINES TERIIIQUES
Llavors es poden classificar de la següent manera:
D'encesa provocada
(0tto)
Turbines de gas de
cicle obert
Motor Wankel
En les máquines térmiques de combustió externa el combustible es crema a fora de la
máquina i s'aprofita la calor despresa per escalfar i vaporitzar aigua. El vapor d'aigua pro-
dult és el que s'encarregará, a través d'una série de dispositius, de reatlitzar el treball mo-
triu. En canvi, en les máquines térmiques de combustió interna el combustible es crema
a l'interior de la máquina i són els gasos produits en la combustió els encarregats de pro-
duir el treball motriu.
Al seu torn, les máquines alternatives deuen el seu nom al fet que íncorporen un émbol o
pistó que té moviment rectilini alternatiu i un mecanisme de biela-manovella per a trans-
formar el moviment alternatiu en moviment de rotació. En canvi, les máquines rotatives
produeixen directament el moviment de rotació.
1,. Fes una relació de cinc máquines o aparells que Saps el perqué de la distinció entre máquines o
utilitzin un motor térmic per al seu funtionament. motors alternatius i máquines o motors rotatius?
Sabries dir quin és el combustible que utilitzen?

3. ,IAQUINES TERMIQUES
Gl Máquines térmiques
de combustió externa
ü t. máquina de vaPor alternativa
segur que quan sents a parlar de máquines de vapor t'imagines una gran loco-
mótora'fumejant i arrossegant poderosament un llarg tren. El ferrocarril, els vai-
xells i el transport g"n"ál van ser una de les aplicacions més importants de les
"n
máquines de vapor, fierÓ no pas les úniques. Sabies que al segle passat algunes
l,laquina de vapor atmosféri-
fábriques s'anomenaven uvaporsr? La Revolució lndustrial va substituir les rodes
hidráuliques per les máquines de vapor per fer funcionar les máquines'
-a, també anomenada ma-
:urna de Newcomen. Denis Papin,Thomas Savery,Thomas Newcomen... són noms llegendaris del
segle xvrrique van lligats a máquines amb noms tan suggeridors com <l-'amic
deÍ minern'o ula boliba de foc>. Aquestes máquines es basaven en <<el poder
del no-res, o <l,energia del vapor>. A partir d'aquests antecedents, un engi-
nyer escocés, James watt, posá a punt, el 1769, una máquina de vapor segura
i efectiva.
vapor produeix un
El
Barnilla de la bomba
moviment vertical del
pistó dins del cilindre Aparellque
Manómetre controla el
nivell de l'aigua
de la caldera
Regulador Tub de pas
del vapor
Caldera
on s'escalfa
l'aigua
en el qual
El moviment oscil.lant AI Bomba moguda Pel Condensador es crema el
del balancí es d'aigua balancíque bombeja combustible
transforma en rotatori l'aigua de refrigeració
grácies a una roda de la cisterna en la
dentada que estan submergits
el condensador i la
bomba
Máquina de vaPor de J.Watt.
Uús de la máquina de vapor es va generalitzar tant que el segle xlx va ser anome-
nat <el segle áel vapor). A Catalunya, la máquina de vapor va ser introduida pels
metges i ínvestigadors barcelonins Francesc Santpontg i Francesc Salvá, que
uun F", diversos éxperiments. El 1805, F. Santponq construí la primera máquina de
vapor catalana.

4. MAQUINES TEBMIQUES
I Funcionament
Les máquines de vapor alternatives estaven formades, básicament, pels elements
següents: la caldera, el cilindre amb distribuidor i el regulador.
La caldera estava formada per un dipdsit on es produia el vapor d'aigua a través
de la calor subministrada per la combustió d'un material combustible, normal-
ment carbó. EI vapor produit a la caldera tenia una pressió elevada i era conduit
cap el cilindre a través del distribu'rdor. Aquest, com el seu nom indica, distribuia
el vapor cap un costat i altre del cilindre exercint una forEa deguda a la pressíó
sobre el pistó o émbol en un sentit o altre fent-lo desplagar alternativament. A
través d'un mecanisme de biela-manovella el pistó accionava una roda motriu. En
el cas dels ferrocarrils accionava directament les rodes de la locomotora.
Cilindre
Conjunt cilindre distribuldor
Representació d'una mdquina de vapor.
Distribuidor
:i5
Movimient
rectilini
a lte rn ati u
Distribuidor
Entrada de ;// canv'at de
vapor a alta - Posició
presió cap I
el cilindre
x
fi Desplaqament
/fr,de pistó
Distribuidor per a un cilindre de doble efecte.
El distribuidor que hem descrit s'anomenava de doble efecte, perqué introdu'ía el va-
por pels dos extrems del cilindre alternativament.També hi havia máquines de simple
efecte, en les quals elvapor només s'introdui'a per un extrem i el pistó tornava a la posi-
ció original grácies al moviment d'un element anomenat volant d'inércia.
149

5. tAourxrs rrRMreuEs
Quan a la máquina se li demanava un gran esforq (es feia treballar amb una cárre-
ga elevada), la velocitat de rotació de l'arbre motriu disminul'a. En canvi, quan Ia
máquina funcionava sense realitzar treball efectiu (treballava en buit), n'augmen-
tava la velocitat. Per tal d'aconseguir una velocitat de rotació constant amb qual-
sevol régim de treball (en cárrega o en buit), s'utilitzava un mecanisme de regu-
lació anomenat regulador centrífug o regulador de Watt.
El regulador consistia en un eix que girava a una velocitat proporcional a la de
l'eix principal de la máquina. A aquest eix s'acoblaven dues boles metál.liques
pesants. Quan la máquina accelerava, la forga centrífuga feia enlairar les boles.
El desplaqament de les boles aconseguia tancar una válvula d'accés del vapor
al cilindre, la qual cosa provocava una disminució de la velocitat de la máquina.
Quan les boles baixaven, la válvula de vapor tornava a obrir-se i la máquina
tornava a accelerar. El regulador es va convertir en un símbol de l'enginyeria de
I época.
5i la velocitat augmenta... Si la velocitat disminueix...
augmena la velocitat de gir disminueix la velocitat de gir
trru,
,fr tj4
Les boles pugen
/
,i ÉEiFi'
I ilEril
tujg1€ Les boles baixen
w I
{_. Connectat a leix
&
,rffi de la maqurna
Connectat a la
R¿- --liador de Watt. válvula d'admissió
Funcionament del regulador de Watt.
I t. máquina de vapor rotativa, Les turbines de
vaPor
Actualment les máquines de vapor alternatives estan en desús ja que han estat
substiturdes pels motors de combustió interna o per motors eléctrics. Tanmateix,
a les centrals térm¡ques i nuclears productores d'energia eléctrica i en alguns vai-
xells de gran tonatge, s'utilitzen les turbines de vapor per accionar respectiva-
ment els generadors o les hélixs propulsores. Les turbines de vapor són máquines
rotatives ja que no incorporen cap mecanisme alternatiu com el biela-manovella
usat a les máquines alternatives.
I Funcionament
Per accionar les turbines és necessária la caldera productora de vapor d'aigua, de la
mateixa manera que en les máquines alternatives. Normalment peró, és de dimen-
sions molt més grans i requereix la construcció d'instal.lacions que només es poden
fer a les centrals o en grans vaixells, pero no en vehicles de transport normals.
El vapor produit a la caldera és conduit cap a la turbina on hi ha una carcassa fixa
que conté unes toveres que el dirigeixen cap a uns áleps situats a la periféria
d'una roda o rodet giratori, que sota l'impuls de l'enorme pressió delvapor es veu
Turbina d'acció. obligat a girar. En aquest cas s'anomenen turbines d'acció.

6. Les turbines de vapor són les máquines motrius més potents que ha construrt mai
la humanitat. Existeixen unitats de més de 4000000 kW instal.lades en centrals
nuclears. Cap altre máquina és capag de produir poténcies d'aquest ordre, tot i que
com la majoria de máquines térmiques el seu rendiment energétic és baix.
Vapor
Fums cap a
la xemeneia
Caldera
amb feix
de tubs
Vapor
Turbina
Aire
fred
*Aigua
refrigeració
Aigua
(vapor
{ -- condensat)
Aigua Bomba
Instalació de vapor d'una central térmica.
activitat$ proBosades 0
3. Quines persones van contribuir decisivament al 8. Descriu el funcionament de les turbines de vapor
desenvolupament de la máquina de vapor? tot distingint entre les turbines d'acció i les d'acció
reacció.
4. Qui la va introduir a Catalunya?
9. Per qué a les turbines de vapor, se les anomena
5. Quins són els principals elements d'una máquina turbines de gas de cicle tancat?
de vapor? Quina funció tenen?
6. Dibuixa un esquema d'una máquina de vapor tot 10. Quines són les aplicacions més importants de les
assenyalant-ne les parts més importants. turbines de vapor?
7. Quina és la diferéncia més significativa entre una
máquina de vapor alternativa i una rotativa?
ffi Máquines de combustió interna
alternatives
Elsautomóbils, les motocicletes, els camions, els tractors... utilitzen com a máquinas
motrius máquines de combustió interna com ara els motors d'explosió o els motors
diésel. Aquests motors realitzen el treball a partir d'una combustió que es produeix
dins de la mateíxa máquina. No els cal utilitzar un element intermedi, com ara el
vapor, ja que són els mateixos gasos produ'rts per la combustió els que se n'encarre-
guen de fer el treball, grácies a la pressió que fan sobre el pistó o émbol.
Aquestes máquines tenen elements comuns amb la máquina de vapor: el cilin-
dre, el pistó o émbol i el mecanisme biela-manovella. En canvi, no disposen de
caldera: la combustió es produeix violentament dins el cilindre. Avui día podem
),1otor de 4T. distingir dos tipus fonamentals de motors d'explosió: els motors d'encesa per

7. U,:l:,r,,it,tti!-,, -l
MAeurNEsrERMtouEsJ:. Z-, .
I
diésel' Tant els
guspira o de cicle otto i els d'encesa per compressió o de cicle
uns com els altres poden ser de
(quatretemps, (¿D com de <dos temps> (2T), tot
'Lque els de dos temps diésel no són gaire habituals'
I motors d'encesa Per gusPira o de cicle Otto
I Motors de quatre temPs
el 1876 un motor de gas
Nikolaus otto, enginyer i inventor alemany, va dissenyar
urb mólt iimilars als de la máquina de vapor. El cicle de funcionament
"l"r"nts constava de quatre temps diferents i va suposar la base del motor
d,aquest motor el
á,"iól"tlá áe gasolinl ó"" i"ipt¿s s'aplicaria als automobils. Paral'lelament, mo-
ii."i¿i a"ru d"e Rochas, també'at finat del segle xrx, aconseguia construir un
tor similar al de Nikolaus Otto'
i, amb un mecanisme
Els motors de 4T utilitzen la gasolina com a combustible
del pistó en un
biela-manovella, transforme-n el moviment rectilini alternatiu
vapor- El cicle de 4T es
moviment de rotació,lgual com ho fan les máquines de
i funciona de la se-
coneix també com a ái.t" Otto> o <cicle Beau Rochas>
güent manera:
Bugia
Válvula escaPament
ñ
ro + ?
=
U
Cilindre Cambra de refrigeració
Buló
o
-o
O
P Cigonyal Biela
LJ
oli Tapa cárter
| 1r temps' admissió
Comenqaquanelpistóestáapuntd,arribaralPMs(puntm.ortsuperioropart ac-
de lleves
;rp.;i"i[iiillnOó1. La válvula d'admissió sbbre a través de I'arbre
(buit), provocada pel
cionat per la corretja o iu¿"nu de la distribució. La depressió
l'aire de l'exte-
ilpl;;;;r't ¿"f bltiO.áp u fu part inferior del cilindre PMl, xucla
et é¡tinOre. En aquest procés s'injecta la
gasolina dins el cilindre a
;;;"q;¿;;pt" un un petit microprocessador
través del sistema, a,injáicio electrónica, que conté
q"" ¿ot¡n.liu gasotlna en funció de la quantitat d'aire i de la velocitat
"l".ir*¡. on el corrent d'aire que entra-
del motor. Antigament ,'ri¡litruu"n els carburadors Admissió.
va en el cilindre arrossegava la gasolina cap a dins
del cilindre'
153

8. IINES TERMIQUES
$ zn temps:comPressió
es tanca i el
Comenqa tot just després del
temps d'u,1T¡.tt¡ó',fu Yál"-{i{:,yissió
pistó,desplaq?nt-:,etuq1J?iu'tsupeflordelcilindre'comprimeixlamesclad'ai-
i"l"i, abáns'd'arribar al PMS'
$ 3r temPs'
exPlosió
guspira produida
Després de la compressió, una
ñT;;üa inflama la mescla i provoca l'explo-
sió. En aquest moment es
produeixen,una gran
amb forga el
Compressió. quantitat de gasos qu" "*p"nyen (PMl)'
6s¡ 6ili¡fl¡e
óirtO .up a la [art infbrior
Explosió.
art temps: ecaPament
+
-_
$
Uncopelpistóhaarribatalapart,inferiordelcilindre,sbbrelaválvulad,escapa- el pistó
moulmái, ul."no"n, del pistó' Quan
t" ment ¡ surten els gasos grácies at tanla, sbbre la d'admissió i el cicle torna
es
4"i
r::i arriba al pMS, ta v¿tvuta aTescapament
,_,.1
,'; a comenqar Pel Primer temPs'
J
I Delsquatretempsdelcicle,noméseltercerésproductiu.Elsaltrestempscon.
p"r-t"rcer. Ll motor que acabem d'estudiar
sumeixen part de t,";";;;;';;;áLJáu de quatre
} els motois d'explosió de 4T disposen
només té un cilindr". Á.iuurr"nt,
o més cilindres que se r¡iu"n l,un
al.or,uü"]'ultre en línia o bé en forma deV'
:=á¿ Escapament'
temPs
ffi fls motors de dos
Lesmotocicletesutilitzenmotorsd,explosió.Lesmésgransipotentsacostumena de
dur motors de 4T, ,.,..,in;; qu" 1",
rar'p"tit"t util¡tt"'i*otors de 2T' Els motors molt
qu" Já +i' p"'q funcionen de manera
2T són més lleuqersl''"i'l*'iit'
u,.,,,ioliq.i" lubrifica totes les parts mÓbils
"rt
similar i utititzen g";;ii"";esclada
q,iiánoÁ"n"n de dos temps' de fet n'hi
del motor p"r r"ouii-"'iliáéur"n,.roti l'admissió
d;;;;i;rre dos i¿ür-t¡.uit¿niament. Aixídoncs'
ha quatre, peró se,n
ilacompressiósefectuenalmateixtempsiacontinuaciól,explosióil,escapament
nixo és possible.grácies a unes obertures
també es produeix*J."r,¿"iament.
quehihaalespu'uiidelcilindre'"nto,npt"ta"t"t,"áli:]:lanomenadesespi-
gasos i at ret que el cárter está herméticament
ralls, per on .n,r"n-i;;;ü; els funciona-
espirall dá cárrega' vegem-ne el
tancat i en contacte amb l'anomenat
ment:

9. MAQUINESTE--'""ffiJ
Espirall
d'escapament Espirall
d'escapament
Espirall de
carrega
ra ll
Espira ll
missió
d'admissió
Quan el pistó puja (figura de l'esquerra) provoca una depressió en el cártel
de
manera que quan, enla seva cursa ascendent, obre l'espirall d'admissió que está
en contacte amb el carburador o l'injector i la mescla d'aire, gasolina i oli pene-
tren rápidament dins del cárter per sota del cilindre. Simultániament a la part su-
perior bel pistó s'está produint la compressió. Llavors, en arribar al PMS es produ-
!i* l'explosió, de manera que el pistó baixa bruscament (figura de la dreta),
provocánt que la mescla que havia entrat el cárter penetri al cilindre a través de
i;espirall de cárrega. Per altra banda, en la cursa descendent del pistó s'obre l'espi-
rall d,escapamenl situat a la paret del cilindre i al costat oposat de l'espirall de
cárrega, amb el que els gasos cremats surten a l'exterior. Quan el pistó arriba
al
PMI iiorna a pujar es torna a repetir el cicle.
Teóricament, els motors de 2T haurien de tenir un rendiment superior als de 4l
ja
que es produeix una explosió cada volta de cigonyal, en lloc.de cada dues, com
passa en els de 4T. Tanmateix, a la práctica no és així, ja que I'abséncia de válvules
ná-gutnt"ix que sbmpli bé el cilindre en l'admissió, ni una bona evacuació de
guró, l'escapament. Aquest fet provoca, entre altres coses, que moltes yegq-
"n
á", barregin la mescla áel combustible i els gasos cremats, la qual cosa dismi-
",
nueix notablement el rendiment del motor ifa que siguin més contaminants'
Els motors de 2T treballen més revolucionats que els de 4T, és a dir, tenen
una
velocitat de rotació superior. AixÓ és un inconvenient, perqué com més revolucio-
nat treballa un motor, el desgast dels seus components i mecanismes és més
rá-
pid. No obstant i aixó, són m"olt econÓmics i lleugers, per la.qual cosa són ideals
per a ciclomotors, motoserres i, en general, maquinária portátil'
ffi tvtoto r d'encesa Per compress¡ó o diésel
El motor diésel, que deu el seu nom a l'enginyer alemany Rudolf
Diesel, basa el
seu funcionament en el sistema de combustió. Sempre que un
gas es compri-
rái*,augmenta de temperatura. Si aquest gas és combustible iel comprimim
fins que árriba a la temperatura de combustió, no caldrá que provoquem cap
;;;pi;. per causar l'explosió. Aquest és el principi de funcionament dels motors
diésel.
El motor diésel té cilindres que segueixen un cicle de quatre temps, com
el. de
;.t;i;; perd amb algunes diferénZ¡es- En I'admissió només entra aire dins el ci- ;_-'__-*"__--_, _.;*r_{T
nr'J¡l{ñ¡i-.!i!:j*{!r-
úndre que és compriñrit fortament pel pistó fins arribar quasi al PMS. Llavors
el
.on-.'Ouit¡Uf e, normalment gasoil, és introdult a alta pressió dins
del cilindre direc-
la cambra de combustió per un injector que és accionat per
Motor di¿sel
tament o a través de
155

10. TQUINEs TERMIQUES
una potent bomba. El combustible entra en contacte amb l'aire calent i es produ-
eix la combustió. La resta segueix igual que un motor de cicle Otto.
Com pots veure, la gran diferéncia entre un motor de cicle Otto o de gasolina i un
-'ccalimentaciÓ con-
: . :n comprimir l'aire de diésel o de gasoil, está en el sistema d'encesa. En el primer es produiex per una
-: te i conducte d'ad- guspira i en l'altre per compressió.
i. : t Irdves d'un¿ turbi- Els motors diésel són més robustos que els de gasolina i tenen un millor rendi-
=-- cnada pels gasos de ment i a més són més duradors. No fa gaire només eren utilitzats en camions, au-
,:-a3rnent. ln augmen-
' -.assa d'aire que en- tocars, trens i maquinária agrícola, peró actualment s'usen bastament en auto-
'
: r^sel cilindretambé mobils on en molts casos estan substituint als motors de gasolina, degut al seu
..:-Qñ-efltdr ¿ qLlant' menor consum i a l'augment de les seves prestacions, que en molts casos ígualen
:.:¡mb;sribea njec- als de gasolina.
:^^,c el que sbbté un
j--:.tt de la poténcia. &-.
-.=s! sistema s'utilitza
- _ :. motors de cicle ffi Sistemes auxiliars
..-- :lm en motors diésel.
Per al funcionament dels motors térmics calen una série de dispositius auxiliars
pel seu funcionament. Básicament són els següents: l'alimentació, la refrigera-
ció, el sistema d'encesa i la lubrificació.
llalimentació és el sistema encarregat de subministrar la mescla aire-combustible
al motor. Es du a terme a través del carburador en els motors de gasolina i per la
bomba i els injectors en el cas dels motors diésel. Actualment els carburadors dels
motors de gasolina han estat substitults per un sistema anomenat injecció elec-
trónica que funciona de manera similar als diésel peró sense la bomba i controlat
electrónicament a través d'un petit microprocessador tal i com s'ha comentat.
La refrigeració és necessária degut a les altes temperatures que s'assoleixen per
les continuades explosions. Normalment s'efectua a través d'un circuit tancat de
líquid refrigerant que conté un radiador davant del qual se situa un electroventi-
lador que refrigera contínuament el líquid que circula pel costat de les parets del
cilindre i l'interior de la culata extraient-ne la calor. En moltes motocicletes s'utilit-
za també el sistema de refrigeració per aire. Llavors els cilindre porta d'una série
d'aletes que dissipen la calor.
rs:tma d'alimentació amb El sistema d'encesa en els motors de gasolina está format per un circuit eléctric que
i_l..cró electronica subministra la guspira a la bugia en el moment oportú perqué es produeixi l'explo-
Entrada des del
bloc del motor
Flux de líquid refrigerant
Conductes
Sortida cap al
Aletes refrigeradores bloc del motor
acrador. El radiador está format per múltiples conductes
ntre els quals hi ha membranes o aletes refrigeradores
er on passa I'aire i que expulsen l'escalfor a l'exterior.
I

11. ilIAOUINES TERMf OUES
m¡t dins d'un cilindre d'un motor s'escalfa molt. com a conseqüéncia, es coneix per
relació de compressió en els motors la relació que hi ha entre el volum máxim del
cilindre, amb el pistó al PMl, ielvolum mínim, amb el pistó al pMS.
Als motors de cicle Otto aquesta relació sol ser de 8-10 a 1, la qual cosa vol dir que el
volum miním és de B a 10 vegades més petit que elvolum máxim. En canvi, en els
motors Diésel la relació de compressió pot arribar a ser de 22 a 1, és a dir, més del do-
ble que en els de gasolina, i aixo fa que la mescla d'aire i gasoil arribi fins als 600 oC de
temperatura, la qual cosa provoca l'encesa o explosió espontánia de la mescla.
Els motors diésel són més robustos que els de gasolina perqué han de suportar
les elevades pressions derivades de la gran relació de compressió. Per tant, gene-
ralment han estat utilitzats per a vehicles grans i pesants (camions, tractors, vai-
xells, locomotores...). Actualment, peró, hi ha motors diésel lleugers que s'instal-
len en automobils.
Els motors diésel no duen bugies ni carburador. No els cal. Tenen un rendiment
superior als de gasolina i un consum inferior. A més, el seu combustible, el gasoli,
és més baratque la gasolina. D'altra banda,eldesgastque pateixen és menor, ja
que treballen a temperatures inferiors als de gasolina i a menys velocitat de rota-
ció. Malgrat aixó, són més sorollosos i lents de resposta.
ft La poténcia ielparell motor
A la unitat anterior ja vas estudiar aquests conceptes. La poténcia depén del mo-
ment o parell motor i de la velocitat de rotació del cigonyal. Aquesta velocitat és
variable i per aixó els fabricants solen donar la poténcia i el parell máxims a un
determinat nombre de revolucions. Per exemple: 100kw a 6 500 min-lper a la
poténcia, i 250 N.m a 3 000 min-l per al parell.
Tanmateix, des d'un punt de vista constructiu, la poténc¡a depén de diversos fac-
tors, perÓ un dels més característics és la cilindrada total. Normalment a més cilin-
drada més poténcia, peró també mes consum de combustible.
QS$',
rh
act¡vitats proposades '-,
I
I
11. Descriu efs quatre temps que es duen a terme en 17. Quines diferéncies més importants hi ha entre un
un motor d'encesa per guspira. lndica, en cada per suspira i un d'encesa per com-
n cas, la posició del pistó. D il.:::':1n"tesa
12. En qué consisteix la injecció electrónica?
18. Quines són les característiques més importants
D dels motors térmics de combustió interna?
13. Qué passaria en els motors d'explosió, en general,
sense el circuit de refrigeració? I sense lubrifi- 19. En un full de cálcul elabora una taula com la de
a cació? sota, que et permeti calcular les cilindrades
unitária i total d'un motor, a partir del diámetre,
14. Com s'anomenen els conductes a través dels quals de la cursa i del nombre de cilindres.
es duu a terme l'admissió i l'escapament en els
n motors de dos temps? Per qué se'ls anomena de Didmetre Cursa Nombre de Cilindrada (cm3)
dos temps? (mm) (mm) cilindres
Unitdria
15. Per qué en els motors de 2T la gasolina es barreja 80 82,6 6 415,19
t
2 491,16
amb una petita quantitat dbli?
16. Quíns són els avantatges i inconvenients d'un mo-
tor de 2T envers un de 4T?
D
t

12. E Máquines de combustió interna
rotatives
de reac-
Les máquines de combustió interna
rotatives més comuns són les turbines
bastament
turbines de gas. Les turbines són utilitzades
ció, els turbo-reacto* il",
de qas també són utilitzades en l'accio-
en camp de l'aeronáuti.u, p"tO lesturbi-nes
i també s'han dut a terme in-
nament d'alternadort.p.j;;i¿;;;ucció d'elect"ricitat, existeix un
tents per apticar-tes ;;;ñ"LiJ á" u"r'icles automóbils' Tanmateix
"'ii; gaire utilitzat malgrat les expectatives que
motor rotatiu molt interessant que no es
un i.tps creá. Es tracta del motorWankel'
"it"u
I motors Wankel
que un motor otto, perÓ l'un darrera I'altre
El motor du a terme els mateixos cicles
del rotol es duen a terme tres
., ,^. ,"ri iotació Oá te¡x motriu. Durant un girtres escapaments' Per fer-ho' el
admissions, ar", .on.,ir"-riioni ,rát "xplosionii
O" t'iungt" amb els cantons corbats enfora'
motor du un ,.o,o, "q'itutt' de forma de cambra ovalada'
"nioita
que gira excéntricam;;i;i;;r^. suóerficiá interior
prismátiques que fan pressió sobre la con-
Els vértexs del rotor or"n un"t barrés
d'un cantó del rotor a l'altre' com
cavitat de la cambra i asseguren lbstanguitat
;;;;i;*g;"ntt d"lt pistoñs en els motors alternatius'
possat a punt el
El motorwankel fou dissenyat
per l'enginyer alemany Fdlixwankel i
produir
¡-els avantatges que presenta: no
1963 després d,anys-d-'ÑéstióaciO.tót en una
i alfet d'haver-hitres explosions Motor Wankel.
moviments alternat¡uli, p"i-,u-na, vibracions de les
sola rotació, el motor Wank"l no ha
reixit, O"g"a a problemes en l'estanguitat
i ¿" lubriñcació que provoquen que tingui una
subcambres a més d;;;;;ü"r.;iJ
gasolina com a combustible.
vida curta. Els motors-wánñei utilitzen la
I La turbina de gas de cicle obert
Lesturbinesdegasdecicleobertsónempradesbáicamentenlapropulsióes
El seu funcionament
d,aeronaus i per la;;"d"¿.i¿l energia'"|é.tri.u.gran velocitat pels áleps d'una
basa en l'energia d'uns gasos
quu-pu"án a
s'aspira aire ies
turbina obligant-la a girar. Per aixó a través ó'un conducte
gur ou.ncombustible líquid pol-
comprimeix dins uná Éambra on s,injectá "l Els ga-sos produits en la
voritzat que barrejai ttnl;.i* inicía la cárn'Oust¡O'
combustió surten a gran velocitat
purruni per la turbiná,fent-la girar' Sobre
el compressor, de manera que part
el mateix arbre de la-turbina va muntat en l'accionament del
del treball efectuat pels gasos a la turüina-iinu"tt"i*combustió i I'expansió
compressor. Llavors i,;;i¿;; la
á,aire, tu .on,.,pr"tsió,
Gas '--* Combustió
/ .Gasos
escapament
Arbre
motriu
TurbocomPresor Turbina de gas de cicle
obert.
Turbina de gas de cicle obert'

13. ** rl
-'áfffF es duen a terme de manera continuada, només cal una gusp¡ra a la cambra
de combustió en el moment de la posta en marxa del motor. El treball s'obté
a l'arbre solidari a la turbina ial compressor que es pot acoblar a un alterna-
dor o qualsevol altre dispositiu. El combustible més utilitzat en les turbines
de gas sol ser el gas natural.
Com a variants de les turbines de gas de cicle obert existeixen altres tipus
de motors rotatius amb un funcionament semblant, dels quals cal destacar-
ne com a més important, el turboreactor, utilitzat básicament en la propul-
sió d'avions. En aquest motor es duen a terme una admissió d'aire que és
comprimit per un compressor de turbina dins la cambra de combustió, on
barrejat amb el combustible es du a terme una combustió continuada. Els
Turboreactor per aviació. gasos generats a gran velocitat ialta temperatura són expulsats cap I'exteri-
órtot [assant pels áleps de la turbina que gira solidária a l'eix del compres-
sor. En aquest motors és I'enorme velocitat dels gasos de sortida que pel
principi d'acció-reacció originen una empenta del motor en sentit contrari,
ient-lo avanqar. Tanmateix també hi ha sistemes anomenats turbo-hélix, en
els quals s'aiobla una hélix a I'arbre princ¡pal que és la que proporciona la
propulsió. Els turboreactors i les turbo-hélix utilitzen un combustible espe-
liul anomenat querosé, que com les gasolines i els gas-oils és un derivat del
petroli.
c
:9 n ryá=
9 lF'%I,
.o
6
'qd€¿.=r
:!#l
CJ
E
ro
.9 o iE rfJl c
d(|'.--"g
iF-':lir o-
E t ilrlil o ii l
tg
LJ
E o lLiili x
ur liv ii
]i
J íf,f' ,z'"-" L!
'{
(G, 11 G
l
t
,i/; ri ll
-y'l ".-./
Aire
--.---}
-+
-------*
Gasos
a gran
--+ velocitat
Aleps compressor Turbina
Turboreactor.
q{t'l
'-'
I activitats proposades r
Per qué el motor Wankel és un motor rotatiu? 23. Com es produeix l'impuls en un turboreactor?
21. Quines són les aplicacions més importants de les Quines similituds hi ha entre el funcionament
turbines de cicle obert? Per qué se les anomena d'un motor alternatiu de cicle Otto i un turboreac-
de <cicle oberb? tor?
22. En qué es basa el funcionament d'una turbina de
gas?
160

14. Hffi
MAQurNEsrERMtouEs
W
O Els combustibtes
Les máquines de combustió externa utilitzaven básicament el carbó com a com-
bustible. Actualment s'utilitzen altres combustibles, sobretot a les centrals pro-
ductores d'energia eléctrica, on a més del carbó s'utilitza el fuel-oil, el gas natu-
ral iels combustibles nuclears. Per altra banda, les máquines de combustió
interna utilitzen básicament la gasolina, el gasoil i el querosé tal i com ja hem
vist. Tant el fuel-oil com la gasolina i el gasoil sbbtenen del petroli, ijuntament
amb el gas natural i el carbó, són coneguts com a combustibles fóssils, donat que
prou"nán de la matéria orgánica que va experimentar una descomposició fa mili-
bns d'anys i va quedar atiapada a diferents capes dels subsdl, el que es coneix
com fosiil¡tzació. Actualment es comencen a utilitzar els anomenats biocarbu-
rants, que són combustibles que provenen dbrganismes recentment vius o les
seves desfetes.
n Les gasolines
Les gasolines són líquids molt inflamables i molt volátils. Actualment tenim el
meráat dos tipus de gasolina: la gasolina sense plom 95 i la gasolina sense plom
98. Antigam"nt t'rtulu la gasoliná amb plom com l'anomenada gasolina súper. El
plom eriés en forma de pártícules pels gasos d'escapament és altament contami-
nant, motiu pel qual ara ies gasolines ja no en duen. El número 95 o 98 fa referén-
cia al que s'jnomena índex dbctá i que mesura el poder antidetonant del com-
bustible. La detonació en un combustible és un fenomen que produeix
l'autocombustió a una temperatura i pressió determinades. En els motors de cicle
Otto no és bo que el combustible detoni abans que l'encesa sigui produida per la
guspira, pel que l'índex dbctá convé que sigui alt, per aixÓ és millor la gasolina 98
que la 95, encara que també és més cara.
I Us gas-oils
Són de composició similar a la gasolina si bé són més densos i menys volátils. S'in-
flamen quan es sotmeten a pressions elevades, la qual cosa els fa aptes per a ci-
cles diésel. En contra del que es pensa no són combustibles d'inferior qualitat a
gasolina. Han d'estar molt ben filtrats ja que qualsevol impuresa o partícula que
iontinguin, podria malmetre les bombes o els injectors dels motors diésel, on
han de passar per forats de mil'lésimes de mil'límetre.
I tf biocombustibles
Els biocombustibles són un conjunt de combustibles líquids, que sbbtenen a par-
t¡r de diferents transformacions de la biomassa, destinats a substituir els combus-
tibles dbrigen fóssil. Els biocarburants, a més de diversificar la dependéncia ener-
gética delicombustibles fdssils, són molt menys contaminants' N'hi ha dos grups
els biodiesels i els bioalcohols.
¡ Els biodiésels. Sbbtenen a partir dblis vegetals de procedéncia diferent, ja si-
guin purs o usats, com els olis utilitzats per cuinar. Els primers motors de cicle
ái¿t"i es van preparar per funcionar amb olis vegetals, peró la disponibilitat de
petroli en abundáncia i barat, en va desplaqar totalment l'ús.
161
7f

15. r Els bioalcohols. S'obtenen a partir de la biomassa (fustes, canya de sucre,
remolatxa, colza,..) i els més importants són el metanol i l'etanol. Com el bi-
odiésel en els motors diésel, els bioalcohols van ser el combustible dels pri-
mers motors de cicle d'Otto abans que la gasolina, si bé en aquest cas, mai
s'han deixat d'utilitzar com a combustible d'automÓbil en alguns paisos.
Els biocombustibles són prácticament neutres en referéncia a les emissions
de CO, els vegetals d'on s'obtenen absorbeixen CO, tgntjl ..t,"]
que
xen--i -ja
redueixen significativament les emissions contaminants de CO, NO,
HC, i partícules, comparativament amb la gasolina i el gas-oil.
t La combustió
Les gasolines, els gas-oils i els querosens estan formats per una mescla d'hidro-
carburs, que són compostos químics que contenen carboni (C) i hidrogen (H). En
la seva combustió es produeix básicament diÓxid de carboni (COr) i vapor d'aigua
(HrO), a més d'altres substáncies nocives per al medi ambient, com ara els óxids
dánitrogen (NOr)o els de sofre (SOr). Per la seva banda la combustió del carbó, el
gas natural i els 6iocombustibles també produeix moltes d'aquestes substáncies.
Vegem-ne les seves característiques.
o Óxids de carboni (CO i COr): el CO, conegut com a monóxid de carboni, és
molt tóxic, i el COr, conegut com a diÓxid de carboni, provoca l'efecte hiver-
nacle.
. óxids de nitrogen (NO,) i de sofre (SO.): provoquen problemes respirato-
ris a les persones i tam6é són els causants de l'efecte conegut com pluja
ácida.
o Metalls pesants com el plom (Pb): són uns components molt tóxics per a les
persones. Actualment l'ús de la gasolina sense plom ha limitat molt l'emissió de
Sabies partícules d'aquest metall
El CO emés en la crema o Fums o partícules de carboni. Són partícules de carboni que es formen com
de biocombustibles ha es- a conseqüéncia del trencament dels enllaqos de carboni (C) i hidrogen (H)
tat préviament absorbit en
dels hidrocarburs que formen el combustible
el creixament de les plan-
tes necessaries per a la
o Combustible sense cremar (HC). Encara que no ho sembli, part del combus-
seva obtenció.
tible no es crema, i surt intacte amb els gasos d'escapament.
Contam¡nant N iv e I I d'e m i ssi o n s d el s difere nts co m b u sti b I es
Gasolines Gas-oil Carbó Gas natural Biocombustibles
c9-, important lmportant Molt lmportant lmportant Null
LU lrn portant Poc important lmportant Poc important Poc important
HC Molt lmportant Poc important Nul Nul Poc important
Fums lmportant im porta nt Molt lmportant Poc important mportant
Metalls Poc lmportant lmportanl Poc important Nul Poc important
162

16. MAQurNEsrtnr,,uou*
*,'*l
ffiffi
(COr), de
ctualment existeix una normativa en l'emissió de dioxid de carboni
;;;r; que els vehicles automóbils tenen regulades les. s.eves emissions en
r,um p"i quilómetre (g/km) d'acord amb la classificació del requadre anterior'
no
xifeix la vóluntat de piendre mesures per tal que cap al2012 els automÓbils
metin més de 130 g de COrlkm'
I Els catalitzadors
er tal de reduir l'impacte que produeix l'emissió de gasos i
partícules contaminants, I
obligatori en determinats tipus d'automóbil, l'ús del catalitzador. El catalitzador
¡
i
s
t Olió"titiu que depura els gasos de l'escapament. El seu funcionament es basa
n "" t"nu de frltres que conténen una série de substáncies
unu
(platíi rodi en petites
l'escapament abans de ser expulsats a l'at-
luantitats) per on putt"n els gasos de com ara
nosfera. Aquestes substánciesfan que alguns dels elements contaminats,
rl mondxid de carboni (CO) que és molt tÓxic, reaccionin amb
lbxigen de l'aire i es
la combustió
ransformi en dióxid de'car'bon¡ (cor) que no és toxic. També faciliten
altres elements
lel combustible que no s'ha cremat íajuden a eliminar o neutralitzar
oC i no es poden utilitzar en ga-
ontaminants. Funcionen a una temperatura de BOO
olines amb plom, ja que aquest metall en neutralitzaria el seu funcionament.
I conseqüéncies de l'ús dels combustibles fossils
-es máquines térmiques han fet possible un gran desenvolupament industrial i dels
,ánrpoitr, que implica una millor qualitat de vida. Pero malauradament aquests avan-
,rifirp";i; impiícits greus inconvenients per a les persones i per al medi ambient'
no desit-
:l funcionament de les máquines térmiques provoca una série d'efectes
ats: la contaminació ambiental i I'esgotament dels recursos naturals' La contami-
gasos i partícules
ració ambiental és producte de l'em'íssió a l'atmosfera de fums,
també delsoroll.llesgotament de recursos es produeixperqué aquestes máqui-
nes utilitzen combustibles fÓssils, com el carbó, el petroli
i el 9as natural' Com ja
tuót, uqu"rts combustibles no són renovables i, per tant, són limitats'
Els efectes
Ce tot plegat són els segÜents:
¡t El Co^ (dióxid de carboni) és el
^
U UZ princ¡ial gas d'efecte nivernacle
responsable del canvi climátic.
Mesures realitzades s€ons les dledives 0U1250/CEE modificades 1999/100cE
Emissions de CO, reduides
de721 a 140g/km c
de 141 a 160 gAm D
de 161 a 200 g/km
Emissions de CO, elevades
163
t,;,

17. Peró tots nosaltres hi po-
I L'efecte hivernacle i canvi climátic
dem col.laborar: La gran quantitat de combustibles fÓssils que es cremen cada dia provoquen
. Utilitzant els vehicles a gra;s emissions de dióxid de carboni (COr) que s'acumula en excés a les ca-
rnotor només quan és pes altes de I'atmosfera. Llavors impedeifque part de l'energia térmica que
necessari: hi ha molts bns arriba del sol surticap a I'exterior, ja que actua com un mirall reflectint la
trajectes que es poden calor altre cop cap a la superfície de la Terra. La conseqüéncia més impor-
fer perfectament en bi- tant és l'increment de les temperatures mitjanes del planeta, fenomen que
cicleta o a peu. es coneix com l'efecte hivernacle. Aquest increment de la temperatura del
o Utilitzant, sempre que planeta está provocant un canvi climátic que es manifesta amb el desglaq
sigui possible, el trans- progressiu del gel dels pols iun augment del nivell del mar. A més s'estan
port públlc abans que el proáuint canvis en el régim de pluges que fa que hi hagi sequeres impor-
privat.
tants en molts palsos, huracans itempestes tropicals més persistents i inten-
. Fent un manteniment sos del que seria habitual.Tot plegat provoca catástrofes iimportants danys
dels vehicies a motor tal personaÍs i económics, per a la qual cosa es fa imprescindible prendre mesu-
com indica el fabricant.
o Regulant la temperatura res urgents.
de la climatització de
forma racional.
I La pluja ácida
Els óxidsde nitrogen i de sofre reaccionen químicament a I'atmosfe-
Rátgsiinfrarojos que ra ies converteixen en ácids. Aquests ácids es mesclen amb elvapor
retornen a l'espai d'aigua dels núvols i, quan plou, arriben a terra dissolts en les gotes
d,aigua icontaminen el sÓl iles aigües de llacs irius.També afecten
les fulles dels arbres fins al punt de provocar greus problemes a les
masses forestals. La pluja ácida no afecta directament les persones.
Calor retinguda per excés de CO,
Calor retinguda I
Qué hi podem fer?
per excés de CO, I
Calor que Per disminuir els efectes nocius de la utilització dels motors de combus-
absorbeix la Terra :
tió, hi ha diferents possibilitats:
l
e Millorar-ne el rendiment (eficácia) perqué consumeixin menys.
Raigs retornats ;
a l'atmosfera l o Millorar els sistemes i mecanismes que redueixen l'emissió de conta-
&*ii per la superfi-
cie de la Terra minants.
Emrssro de *i
co, i cFc *F, o Desenvolupar alternatives i buscar nous sistemes que permetin obte-
nir motors que no contaminin i siguin sostenibles.
o Reduir l'ús de les máquines térmiques mentre no es disposi d'altres
Efecte hivernacle.
máquines més netes i sostenibles.
activitats proposades D
25. Fes una relació de les principals substáncies con- 29. En qué consisteix l'efecte hivernacle? Quins com-
taminants que s'emeten com a conseqüéncia de la bustibles el provoquen?
combustió dels combustibles dbrigen fóssil.
Quina relació hi ha entre I'efecte hivernacle i el
Quina és la funció dels catalitzadors en els motors canvi climátic?
d'explosió?
31. Proposa unes quantes solucions que al teu parer
27. Quins són els combustibles fóssils que són menys puguin ajudar a aturar el canvi climátic.
contaminants?
Quines són les conseqüéncies més importants que
es deriven de l'ús de les máquines térmiques?
164

18. MAOUINESTERMIQUES
A Alternatives a les máquines
- térmiques en el transPort
tipus de
Comaalternativaalscombustiblesd,origenfóssiliper.taldepreservarelmedi
s'han comeüut u fabrrcar
uutotoOii' propulsats amb altres
ambient, p¡í" de combustible i els
motor, d,entre ouur'Il"rrrq"á" "rt;ié¿i;k;;it;"
"r,
híbrids.
I Els automobils eléctrics
menten amu nateriSi' il óiintlpur
uuun*tgl';;91i";":tjY" són silenciosos
ElsautomÓbilsambpropulsióeléctricaportenunomésmotorseléctricsques,ali- i
fl<Despertaferro> és un
tant no contaminen' En
que no emeren .up-iiprr"J;;;; "i¿"^ruÉrt¿i"'.ia i per
moltei bateries que tenen un
pes model éxPerimental de
canvi tenen l'tnconvenient qué t' n"t""ii"n la que conte vehicle amb ProPulsió
qruntiiuiJ'"nátgiu molt inferior a unes pres- eléctrica alimentat per
elevat. Les bateries r.'";;|";;nu
J" gu¡-oit' i peiiant t:*n 'ulllutonomia
i
plaques fotovoltaiques'
un dipósit ae gasoIn'al 'i-t periÓdicament'
recarregar les bateries
tacions molt limitad.l. f.üuorrial
Bateries
Vehicle eléctric'
Algunsprototipusutilitzenpanells'?l?,"fotovoltaicsperalimentarelsmo- és
p"ll r'!'ri.il^.i. Jeti panettt fotovoltaics
tors o per recarreg.|. i;;b;rl¡." l,ár..|i.rEr'ln1n ótáp"r:ió eléctrica i bateries
encara mott baixa. ir;;;;;i-
;ir de re-
t"it pt'a"tórufu*Lnti o-ttu*ports dins
;;ilii;ui' existeixen ex-
recarregables són
c¡ntes tancats .on..' ur"u',,i0üii¡"t,'"t,uO¡titéotti.rt,,:t:'.11Tbé desplaqaments
u*U ót"oíu-f tiO "t¿tttita en
periéncies d,utititza|iS;;;;h"l;t
dins les ciutats'
I Les Piles de combustible
de la recárrega
que permet, compensar el Probl,ema
un sistema amb molt futur L;; pii"' o"'tombustible produeixen
de bateries son tes'pite1'a*"".oniourtibl;. l'hidroeen' i emeten vapor
etectricitat a partir 5l;; t;;ilS;!]1:;ñál*"nt hivernacle' Men-
d,aigua a l,atmosferu
qr. nq és contamin."a "ipi"¿"eix l'efécte
poden generar electricitat'
tre tinguin .o*nu'UOi"
'l r

19. )UINES TERMIQUES
f; Constitucló ¡ funcionament
Les piles de combustible estan formades per un conjunt de cel.les, cada una de les
quals conté dos eléctrodes, l'ánode i el cátode, separats per una substáncia ano-
menada electrdlit. L'ánode s'alimenta amb l'hidrogen que s'acumula en uns di-
pdsits, mentre que el cátode és alimentat per lbxigen de l'aire.
A l'ánode es produeix una reacció química que fa que l'hidrogen alliberi electrons.
llelectrólit facilita la transferéncia de l'hidrogen restant cap al cátode on es combi-
na amb oxigen de l'aire formant vapor d'aigua tot recuperant els electrons que li
arriben procedents del circuit exterior per on han establert un corrent eléctric que
és el que alimenta els motors delvehicle.
rromobil Toyota amb pila 2^2------<!1r---
combustible. poden ob- e- e
: Es
n'ar els dipdsits d'hidro-
= --
n de color vermell. Entrada Entrada
hidrogen oxigen
Sortida Sortida
hidroge agua
Cátode
Cel'la d'una Pila de combustible.
Els automdbils amb pila de combustible es troben actualment en fase de desen-
volupament, tot i així ja en circulen algunes unitats i les principals firmes de cons-
trucció d'automóbils ja n'han constrult alguns models experimentals. Els princi-
pals inconvenients que cal superar, són la producció d'hidrogen en quantitats
suficients i la seguretat en la seva manipulació. L'hidrogen reacciona violenta-
ment en contacte amb l'aire, per aixd resulta perillós l'emplenat dels diposits i la
seva distribució als punts d'aprovisionament (gasolineres). S'está investigant en la
producció de l'hidrogen dins del mateix automóbil a partir d'altres combustibles
menys perillosos per tal d'evitar el seu emmagatzematge i distribució.
lJhidrogen no es troba pur a la natura, sempre está combinat amb altres elements
químics formant compostos. Per poder-lo utilitzar en les piles de combustible cal
a'illar-lo préviament i, per aixo, cal utilitzar energia. La utilització de les piles de
combustible será sostenible només si l'energia utilitzada per obtenir l'hidrogen
també ho és.
fi tls automobils híbrids,
Una altra alternativa que ja funciona actualment, són els automÓbils amb propul-
sió híbrida. Aquest nom es deu a Ia utilització de dos motors: un d'eléctric i un de
gasolina. El vehicle funciona normalment amb propulsió eléctrica a partir de
l'energia acumulada en unes bateries, de manera que és silenciós i no emet cap
mena de substáncia contaminant. El mateix motor actua com a generador eléctric
quan el vehicle frena o desaccelera, aprofitant l'energia del vehicle en moviment
per carregar les bateries. Com que aquesta circumstáncia no és suficient per man-
tenir sempre les bateries carregades, el motor de gasolina es posa en funciona-
ment automáticament quan les bateries estan baixes per tal de carregar-les. El
otor d'un vehicle híbrid. motor de gasolina també actua quan cal accelerar el vehicle i el motor eléctric no

20. MAOUINESTERMIOU *ffim1
ElTor'oiaPF'iUSésunautomdbilambpropulsióhíbrida.
otsubministrartotalapoténcianecessáriaoenelcasquelesbateriesnotinguin
rficient carrega'
1) Pila de combustible
2) Convertidor de voltage
de corrent contlnu
3) Recirculació de H,
4) Dipósits de H,
L¿.1
i-.-
Automobil amb piles de combustible'
E|svehicleshíbridsgastenmoltmenyscombustibleipertantemetenmenys
un millor rendiment energé-
ja que tenen
quantitat de substanlLicontam¡nants, propul-
tic. Actualment ja hi r,u uL r.r.ut diverios models amb aquests tipus de
sió,sibéelseuús"r.ntu'uminoritari'jaquetenenuncostpersobredelsauto-
mobils de gamma mitjana'
l"lr.,-*.*.:, r= r,- -. --,J-r'-..''''*'
híb-
de propulsió 36. Quins motors duen els vehicles de propulsió in-
32. Quins són els principals sistemes. motors iiJrfO"i"t són els seus avantatges i els seus
cliis vehicles automóbils alternatius als convenients?
i¿rm¡.tl Quins avantatges tenen- sobre els vehi-
cie, ptoprltats amb motors d'explosió? 37. Quin dels sitemes alternatius creus que és el mil-
dels ve- lor? Perqué?
33. Relaciona els avantatges i inconvenients
hicles amb ProPulsió eléctrica'
38. Creus necessari que les empreses i les administra-
Jo* ¡nu"tteixin diners en el desenvolupament
34. Com funciona una pila de combustible? áels s¡stemes de propulsió alternatius?
amb pila de
35. Quins avantatges tenen els vehicles
Jmfust¡UIe eñ front dels eléctrics amb bateries
convencionals?
167

21. ::..
Activitats a l'aula
Després de buscar informació (a lnternet'
en
1. Sabent que la <part inferiop delcilindre és
la que 5. r
vistás especialitzades o als mateixos concession
^
L Ia poté
rÁ ;mtr; ffiñ:;::l amb distribuidor
d'una máquina vapor
de
i*':J.::':':' ?;il'.x:
el seu
ris), fes una taula on figurin la cilindrada'
cia, et pes i el tipus de combustible' emissions I
i CO, dels vehicles següents:
I en les situacions següents:
. Un automóbil de tiPus utilitari
a)Amb el pistó en el PMS (Punt Mort Superior)
. Una motocicleta
b)Amb el pistó en el PMI (Punt Mort lnferior)
. Un camió
Entots dos casos, acoloreix amb vermell la zona
quu o.upu el vapor que entra i amb blau la del
vaPor que surt. 6. Busca a la xarxa d'lnternet informació sok
un model d'una marca d'automdbils' Amb
processador de textos confecciona una tal
Marítima ha
2. La barcelonina Maquinista Terrestre i que reculli les dades següents de cada n
ártut unu de les utnpt"t"s de construcció de má- del:
quines de vapor més importants de Catalunya i
o
de l'Estat espanyol. Cerca informac-ió a la xarxa
quutt"uoíaltie mitjá sobre el període d'activitat Tipus de motor (diésel, gasolina' 2T o 4f)'
d'aquesta empresa i els productes més impor-
"n lindrades unitária itotal, diámetre i cursa d
iuntt qru va dbricar' Elabora'n un breu informe' cilindres, nombre de cilindres, poténcia mi
ma i parell máxim (indicant la velocitat de
tació o revolucions Per minut a la q
3. Dibuixa dos reguladors centrífugs: s'assoleix), tipus de combustible' consum
n si la L/100 km i emissions de COr'
a) Un amb la posició que tindrien les boles
máquina funcionés a poca velocitat'
la
b) Ualtre amb la posició que tindrien les boles si
máquina funcionés a molta velocitat'
Reprodueix el dibuix de sota, i indica-hi el nom
de
4.
les diferents Parts numerades'
D
4
6
9
168

22. MAOUf NES TERMf QUES
cremen
en els b) Els vehicles amb pila de combustible
-'I'f.iAág"n
l.
- Si volem utilitzar combustibles bioldgics
que in- dels dipÓsits per obtenir energia
automobils, quin d'ells utilitzarem en un térmica.
corpori un motor diésel? I si el motor és de cicle
Otto amb bugies? c) EIsvehicles híbrids, els eléctrics i els-de pila de
combustible no produeixen CO, quan funcionen'
durant
l.
" Quines substáncies s'emeten a l'atmosfera d) El pes de les bateries és un important
"'
inconve-
de les máquines térmiques? Qui- ;iJ"a, iunt els vehicles eléctrics com en els
Áes conseqüéncies mediambientals tenen "n
"-iluniionament cadas-
híbrids.
cuna d'elles? pila de combus-
e) La utilització de vehicles amb
tible és sempre sostenible des d'un punt de
5. Suggereix tres idees que tu i la teva família pu-
-' vista mediambiental'
é;ñ;;r a la práctica per reduir la contaminació
áausada Pels motors térmics' fl Uúnic producte que surt pel tub d'escapament
'
á'rn vehicle amb pila de combustible és vapor
o fal-
6. lndica si les afirmacions següents són certes d'aigua.
ses. Cas que siguin falses justifica la teva
resposta'
a)Tant els vehicles eléctrics, com els d'hidrogen
i
els híbrids porten motors eléctrics'
171

23. MAQUINES TEBMIQUES
Activitats finals
A¿tiüiffifinali
1. lndica breument la funció que realitza cadascun
vapor:
dels elements segÜents en una máquina de
o)Caldera
b) Mecanisme biela-manovella
c) Regulador
d)Distribu'idor
és alter-
2. Per qué diem que una máquina de vapor
nativa i una turbina de vapor rotativa?
3. En un motor d'explosió de 4T, l'entrada de com-
bustible i la sortida dels gasos cremats en el cilin-
dre es produeix a través de
8. Quines són les diferéncies més rellevants entre
pero de els motors de gasolina i els diésel?
Normalment en tenen
vegades en Poden tenir fins a
que-
9. Qué li passaria al motor d'un automÓbil si es
quatre dés sense líquid el sistema de refrigeració? I si es
4. lndica, de forma ordenada, quines són les
per a cadascuna d'elles' quedés sense oli el sistema de lubrificació?
faiás ¿'un motor de 4T i,
pis-
ei sentit (puja/baixa) en el qual es desplaqa el
-'
ü. óuunilt voltes dóna el cigonyal per cada cicle 10. En un motor de quatre cilindres, cada cilindre
té
de treball? B0 mm de diámetre i 84 mm de cursa' Determina
les cilindrades total i unitária.
5. Ordena els motors d'explosió (Otto i diésel de
4T
gran i 11. Qué tenen en comú el motor Wankel i un
turbo-
izilfunció del pes: del més complex'
"nal més senzill, petit i lleuger'
pesant reactor? En qué es diferencien?
6.
-' Quins elements són els encarregats d'introduir 12. Quin tipus de motor et sembla més idoni per a les
.o*Uustible dins els cilindres en els motors di- aplicacions següents? Justifica la teva resposta'
"-f
ésel?
a) Autobús c)Motocicleta
b) Central eléctrica d)Tractor agrícola
7. Com es produeix I'explosió en un motor diésel? 9)Avió
en aquest e) Camió
Qud té a veure la relació de compressió h)AutomÓbil
fenomen? f) Vaixell
7O