Motorul cu ardere interna


I.Definitie

Motorul cu ardere internă este motorul care transformă energia chimica a combustibilului prin intermediul energiei termice de ardere,în interiorul motorului, în energie mecanica.Caldura degajată în camera de ardere se transformă prin intermediul presiunii (energiei potențiale) aplicate pistonului în mișcare mecanică ciclică, de obicei rectilinie, după care în mișcare de rotație uniformă, obținută de obicei a arborele cotit. Camera de ardere este un reactor chimic
unde are loc reacția chimică de ardere.

Căldura introdusă în ciclul care se efectuează în cilindrii motorului se obține prin arderea combustibilului, de obicei un combustibil lichid ca: benzina,motorina sau gazul petrolier lichefiat. dar se pot folosi și combustibili gazosi ca gazul natural sau chiar solizi ca praful de carbune.Oxigenul necesar arderii se obține din aerul atmosferic.Combustibilul în amestec cu aerul se numește amestec carburant. Arderea poate fi inițiată prin punerea în contact direct a amestecului carburant cu o sursă de căldură sau se poate produce aproape instantaneu în toată masa amestecului caz în care se numește detonatie si are un caracter exploziv.
image002.jpg
Motorul cu ardere interna

Detonația este forma de transformare prin care ia naștere randamentul maxim al unei substanțe explozibile cu o ardere completă a produșilor rezultați și prin care se degajă cantitatea maximă de căldură și minimă de gaze toxice.
Detonația este un proces de transformare chimică care se propagă cu o viteză de 1000 – 4000 m/s și care se caracterizează prin: viteză constantă stabilă și maximă, acțiune puternică de distrugere cu efect acustic foarte intens (detunatură).

II.Inventator

In 1794, Robert Street a castigat un brevet britanic pentru primul motor cu ardere interna de utilitate practica. Acesta consta dintr-un cilindru prevazut cu un piston la interior, legat de un brat pivotant care functiona ca o pompa simpla de apa. Cilindrul era racit cu o manta de apa si se prelungea cu o camera de ardere sufficient de fierbinte pentru a aprinde un amestec de aer si combustibil lichid. Combustibilul picura in el sub forta gravitatiei, iar aerul era pompat manual. Unele din caracteristicile motorului sunt usor de recunoscut si au supravietuit in modelele ulterioare, dar acest prim motor prezenta neajunsuri evidente, pe care inventatorii sa-u straduit sa le resolve de-a lungul secolului urmator.
external image Robert-Street-motor-ardere-interna-1024x835.jpg

III.Clasificarea motoarelor cu ardere internă
Din punctul de vedere al obținerii lucrului mecanic, aceste motoare se clasifică în:
Motoare cu ardere interna cu piston cu mișcarea liniară a pistonului, sau rotative;
Motoare cu reactie;
La turbinele cu gaze,denumirea de motor se folosește doar pentru cele folosite în aviație, când se discută despre întregul motor, adică toate părțile lui, în care se execută ciclul termodinamic nu doar la discul paletat.
Motoarele cu ardere internă rotative sunt utilizate pe scară mai redusă datorită problemelor tehnologice mari si a fiabilității mai scăzute. Cel mai cunoscut tip de motor cu combustie internă rotativ este motorul Wankel dar există și alte soluții, de exemplu cu pistoane în foarfece, sau cu diferite alte sisteme.
După natura combustibilului,aceste motoare se clasifica in:

Motoare la care se întrebuințează drept combustibil benzina, au carburator sau pompa de injectie.

Motoare la care se întrebuințează drept combustibil motorina,au pompa de injectie.

Motoare cu gaz la care se întrebuințează drept combustibil un combustibil gazos, de obicei gaz natural sau un amestec de combustibil.
După numărul de timpi,aceste motoare se clasifica in :

Motorul in patru timpi:este un tip de motor cu ardere interna 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.
Motorul in 4 timpi
Motorul in 4 timpi

  1. - Admisia
  2. - Compresia
  3. - Arderea si Destinderea
  4. - Evacuarea
Motorul in doi timpi:funcționează pe baza unui ciclu care se desfășoară numai în decursul unei rotații a arborelui cotit (ciclu în doi timpi).

2-Stroke_Engine_ani.gif
Motorul in 2 timpi

După spațiul producerii amestecului carburant Motoare cu formarea în exteriorul cilindrului a amestecului carburant. Este cazul motoarelor cu carburator, injecție de benzină în conducta de aspirație și al motoarelor cu gaze cu instalație de formare externă a amestecului aer-combustibil.
Motoare cu formarea în cilindru a amestecului carburant. Din această categorie fac parte motoarele cu injecție de combustibil cum sunt motoarele Diesel sau și unele motoare cu aprindere prin scânteie și motoarele cu gaze la care combustibilul gazos este introdus în cilindru printr-o supapă aparte în timpul aspirației.

Raport de comprimare:
ε=Va/Vc


Cu numărul de timpi, legătura dintre numărul de cicluri și turație este:
nc=2n/v
Sectiune prin motor
Sectiune prin motor


1- piston, 2 - biela, 3 - arbore cotit, 4 - clindri,
5 - chiulasa, 6 - carter inferior, 7 - pompa de ulei, 8 - sistem de distributie,
9 ,10 – supape de admisie, refulare, 11- arbore cu came.

IV.Bibliografie

  • Berthold Grünwald, Teoria, calculul și construcția motoarelor pentru autovehicule rutiere, București: Editura Didactică și Pedagogică, 1980
  • Gheorghe Frățilă, Mariana Frățilă, S. Samoilă Automobile, Editura Didactică și Pedagogică, București, 2007
  • Victor Pimsner, Gheorghe Aurelian Rădulescu, Energetica turbomotoarelor, ET, 1975