automobilul si protejarea mediului - nivel iii

45

Click here to load reader

Upload: florin-coroi

Post on 18-Sep-2015

273 views

Category:

Documents


7 download

DESCRIPTION

Automobilul Si Protejarea Mediului

TRANSCRIPT

  • AUTOMOBILUL I PROTECIA MEDIULUI

    Nivel III Lector Ing. Carmen Marcu

  • METODE CONSTRUCTIVE DE REDUCEREA EMISIILOR POLUANTE LA AUTOVEHICULE

    1. NATURA I ORIGINEA EMISIILOR POLUANTE

    Emisiile poluante produse de motoarele autovehiculelor se mpart n dou

    clase (figura. 1.1): substane primare i substane secundare. Substanele primare

    sunt substane nocive emise direct de motor i cuprind mai multe varieti.

    Figura 1.1

    Unele sunt n stare gazoas: oxidul de carbon (CO), hidrocarburile (MC) i

    oxizii de azot (NO, N02 prescurtat NOX). Altele sunt sub form de particule solide

    (particule de plumb la MAS; particule organice, care alctuiesc fumul la MAC) sau

  • particule lichide (cnd motorul diesel este rece, unele hidrocarburi se evacueaz sub

    forma unor particule de lichid: fum alb particule de 1 m i fum albastruparticule de combustibil lichid sau ulei, de 0,5 m). Motorul diesel produce, n plus, oxizi de sulf (S02, S03), cnd motorina conine sulf i substane ru mirositoare (hidroxi-indanon,

    metil-fenol, metoxifenol, furani, alkenone, indanone, fenoli, benzolaldehide etc.).

    Substanele secundare sunt substane nocive care se formeaz n atmosfer

    prin interaciunea unor substane primare cu aerul i se numesc smog. Se disting:

    smogul fotochimic, care se formeaz ntr-o atmosfer uscat, la o temperatur mai

    mare ca 20C, n prezena razelor de soare; smogul umed, care se formeaz ntr-o

    atmosfer umed, sub 4C. Smogul reduce vizibilitatea i are o aciune sufocant.

    Emisiunile poluante ale unui MAS de autovehicul sunt generate de dou

    cauze fundamentale: 1) arderea combustibilului; 2) etanarea imperfect a cilindrilor

    i a rezervoarelor de combustibil (rezervorul de benzin i rezervorul carburatorului).

    Noxele generate prin ardere (CO, HC, NOx, particule) se elimin n atmosfer prin

    gazele de evacuare (70%) i, parial, prin gazele de carter (10%); hidrocarburile

    (20%), rezultate prin etanarea imperfect a camerei de nivel constant (1/3) i a

    rezervorului de benzin (2/3), ajung direct n atmosfer sub form de vapori.

    Cantitatea i calitatea emisiunilor poluante depind de natura i consumul de

    combustibil, precum i de dou procese fundamentale: procesul de amestecare i

    procesul de ardere (fig. 1.1). Cercetarea i proiectarea concentreaz eforturi

    considerabile pentru controlul acestor dou procese, precum i pentru mbuntirea

    combustibilului petrolier n vederea satisfacerii normelor antipoluante. Fa de

    normele severe, impuse de legislaia unor ri, se caut i o alternativ la

    combustibilul convenional, prin utilizarea parial sau integral a unor clase de

    combustibili neconvenionali, cu aciune poluant mai redus.

  • 2. METODE DE REDUCERE A EMISIILOR LA M.A.S.

    UTILIZATE N TRANSPORTURI

    2.1. CONSIDERAII GENERALE

    Emisiile poluante din gazele de evacuare produse de motoarele cu aprindere prin

    scnteie limitate prin prevederi legislative sunt: hidrocarburile (HC), monoxidul de

    carbon (CO) i oxizii de azot (NOx). Indirect, pentru a limita poluarea atmosferei cu

    compui ai plumbului se renun din ce n ce mai mult Ia aditivarea benzinelor cu

    antidetonani pe baz de plumb. Principalele metode pasive care se aplic

    motoarelor cu aprindere prin scnteie sunt utilizarea reactorilor termici, a filtrelor

    pentru reducerea particulelor de plumb i a reactorilor catalitici.

    Primele dou sisteme sunt deja mai puin folosite, primul datorit eficienei sporite

    a reactorilor catalitici, iar cel de-al doilea din cauza renunrii la etilarea benzinelor.

    Reactorii termici sunt sisteme dezvoltate n anii '70 n scopul oxidrii CO i HC din

    gazele de ardere i al cror principiu const n meninerea acestor gaze ct mai mult

    timp la temperaturi ridicate, la care reaciile de oxidare se pot produce. Reactorul

    este realizat dintr-o manta cilindric din tabl izolat sau neizolat, dup cum este

    plasat mai departe sau mai aproape de motor, n care se introduce un tub din oel

    refractar cu coninut foarte ridicat de Ni, tub ce funcioneaz la temperaturi de

    900...110O C. Asigurarea acestor temperaturi nalte a creat probleme constructive,

    care au condus Ia renunarea folosirii lor. Descrierea lor detaliat este cuprins n

    [1].

    Filtrele pentru reducerea particulelor de plumb sunt realizate din site de oel

    acoperite cu aluminiu. La temperaturi ridicate, plumbul reacioneaz cu aluminiul i

    formeaz compui nevolatili.

    Dup probe de cale de 700 000 km, s-a constatat c filtrul reine plumbul i

    compuii si n proporie de 90% n trafic urban, 70 - 80% n trafic interurban i 40%

    pe autostrad, la viteze mari. Dac filtrul nu este nfundat, rezistena sa nu este

    prohibit pentru cderea de presiune [2]. Se recomand la motoarele care trebuie s

    funcioneze cu benzine cu plumb. Eficiena acestora este destul de bun, totui s-a

    constatat c nu sunt reinute tocmai acele particule de dimensiuni foarte mici, care

    ptrund prin traiectul respirator.

  • 2.2. CATALIZATORII DESTINAI M.A.S.

    2.2.1. Principii de funcionare Soluia pasiv cea mai utilizat i cea mai eficient este cea care folosete

    cataliza i catalizatorii. Au fost concepute sisteme catalitice denumite reactoare

    catalitice sau convertoare catalitice n care reaciile de oxidare i/sau de reducere

    pot avea loc cu ajutorul unor substane chimice promotoare. Aciunea catalizatorilor

    se bazeaz pe proprietatea acestora de a reduce substanial pragul energetic,

    pentru declanarea reaciilor de oxidare i de reducere i de a accelera viteza de

    reacie a acestor procese. Astfel, temperatura necesar pentru producerea acestor

    reacii se reduce semnificativ. nceputul acestor reacii este precedat de adsorbia

    substanelor oxidabile i a oxigenului de ctre centrele catalitic active, Ia care se

    slbesc legturile chimice din molecula substanei nocive. Astfel se reduce

    considerabil energia de activare necesar reaciei. In cadrul procesului de cataliz,

    un rol deosebit l joac transportul de materie la i de la centrele active ale

    catalizatorului, ntregul proces are loc n trei etape principale:

    - adsorbia;

    - reacia chimic;

    - desorbia.

    Eficiena unui catalizator este apreciat prin gradul de conversie definit cu

    formula:

    E=(ci-ce)/ci.

    n care: ci este concentraia poluantului naintea catalizatorului: ce - concentraia

    poluantului dup catalizator.

    Principalii parametri care influeneaz gradul de conversie sunt:

    - coeficientul de exces de aer i variaia acestuia;

    - temperatura gazelor arse;

    - viteza spaial (debitul gazelor arse raportat Ia volumul catalizatorului).

    2.2.2. Clasificare i istoric Sistemele catalitice se pot clasifica dup diferite criterii, conform tabelului 2.1.

    Din punct de vedere al numrului de paturi catalitice folosite, la nceputurile

  • dezvoltrii catalizatorilor s-au folosit catalizatori de oxidare cu un singur pat sau cu

    dou paturi, n combinaie cu catalizatorul de reducere. Catalizatorul de reducere nu

    se mai folosete din cauza consumului de combustibil mare la un coeficient de exces

    de aer supraunitar i a refacerii amoniacului. Reactorii cu un singur pat lucreaz cu

    aer secundar i asigur oxidarea hidrocarburilor i a monoxidului de carbon n H2O i

    C02. La injecia de benzin, dac se lucreaz cu > 1, nu este absolut necesar aerul secundar, dar la carburator acesta este indispensabil.

    Tabelul 2.1

    Criteriul de clasificare Tipul catalizatorului Funcia Catalizator de oxidare (HC. CO )

    Catalizator de reducere (NOx) Catalizator trivalent (HC. CO. NOx)

    Numrul paturilor catalizatorului Catalizator cu un pat Catalizator cu pat dublu

    Contiguraia suportului Catalizator monolitic Catalizator cu granule

    Materialul suportului Catalizator ceramic Catalizator metalic

    Materialul de acoperire Catalizator cu metale nobile Catalizator cu alte materiale, nenobile

    Coninutul de plumb al combustibilului Catalizator sensibil la plumb Catalizator insensibil la plumb

    Scopul utilizrii Cataliator principal Catalizator de pornire

    Reactorul cu pat dublu const din doi reactori legai n serie. Motorul va

    funciona cu < 1, fiind utilizabil i Ia motorul cu carburator fr probleme. Reducerea catalitic a NOx, conduce i la formare de amoniac NH3 care,

    datorit aerului secundar, fr de care nu se pot oxida catalitic hidrocarburile i

    monoxidul de carbon, determin producerea parial din nou de NOx, reactorul fiind

    mai puin performant dect cel cu trei ci.

    Dup criteriile funciei chimice i al numrului de paturi, n figura 5.1 este

    ilustrat evoluia sistemelor catalitice.

    n ceea ce privete configuraia suportului, s-au folosit Ia nceput catalizatori

    depui pe granule din materiale ceramice, la care substanele active au rost depuse

    pe bile sau bastonae. Preul de cost este foarte ridicat, dovedind o amorsare slab,

    rezistene gazodinamice mari i pierderi mari de material, ei fiind nlocuii cu

    catalizatori monolitici.

    Din punct de vedere al materialului suportului, ca alternativ la catalizatorul

  • ceramic s-a dezvoltat catalizatorul cu suport metalic din aliaje de Al - Cr - Fe, cu strat

    intermediar din pmnturi rare (itriu, ceriu); acesta se folosete, datorit compactitii

    sale, n funcia de catalizator de pornire pentru mbuntirea amorsrii unui

    catalizator principal i pentru uurarea sarcinii sondei . Suporii ceramici reacioneaz cu plumbul din combustibil, provocnd modificri eutectice (silicat de

    plumb), care duc la scderea temperaturii de topire; acest dezavantaj nu-l au suporii

    metalici, care sunt tolerani n ceea ce privete aciunea plumbului. Pentru motoare

    de performan, catalizatorul cu suport metalic prezint avantaje mai ales n regim

    de pornire", este realizat din cilindrii concentrici i fii ondulate introduse ntre

    acetia, grosimile tablelor fiind de 0,04 - 0,07 mm, conform reprezentrii din fig. 2.2 .

    Datorit bunei conductiviti a metalelor, reactorul intr foarte repede n regim

    normal de funcionare. Este puin sensibil la solicitri mecanice, realizeaz pierderi

    de presiune mai reduse dect reactorii cu suport ceramic, dar are un pre de cost

    mai ridicat.

    Fig. 2.1. SCHEME DE CATALIZATORI.

  • Pentru catalizatorii monolitici, n tabelul 2.2 sunt prezentate, evolutiv, domeniile

    ferestrelor i a aerului secundar (n procente fa de aerul de admisie) specifice diferitelor variante.

    Fig. 2.2. Reactor catalitic cu suport metalic.

    Tabelul 2.2

    Formarea amestecului

    Sistemul catalitic

    Fereastra Aerul secundar [%]

    Generaia 1 Carburator nereglat Amestec bogat

    Cu un sineur pat-cat. I (HC/CO) Cu dou paturi - cat 2.1 (NOx) i 2.2 (HC/CO)

    0,85-0,98

    20 20(2.2)

    Generaia 2 K - Jetronic L - Jetronic Amestec srac

    Cu un singur pal - cat. 3 (HC/CO si parial NOx,)

    1-1,10

    0

    Generaia S K-Jetronic L-Jetronic Carburator cu amestec corectat

    Cu un sinaur pat - cat.4 (HC/CO/NOx) Cu dou paturi - cat.5.1 (HC/CO/NOx) i cat.5.2 (HC/CO)

    0,98-1.01

    0 8-10

    Caracteristic primei generaii a fost utilizarea unor carburatoare nereglate, cu

    amestec bogat ( subunitar), la care oxigenul necesar reaciilor provenea din aer secundar. S-au folosit att catalizatorii cu un pat, numerotai n tabel cu 1 cu

    recircularea gazelor de evacuare, ct i catalizatorii cu dou paturi, unul de reducere

    2.1 i unul de oxidare 2.2.

    Generaia a doua este destinat injeciei de benzin, funcionnd cu amestecuri

    srace ( - 1,05), fr aer secundar. S-au folosit catalizatori de oxidare cu un singur pat i cu recircularea gazelor arse. Pentru reducerea parial a NOx Concernul VW a

    folosit pentru prima dat catalizatorul cu trei ci, cu raportul platin rodiu de 12,3:1,

    n condiii de oxidare nereglat (open loop). Datorit funcionrii cu exces de aer,

    fa de generaia 1 s-au realizat economii de combustibil.

    Generaia a treia este format din sisteme reglate de formare a amestecului,

    folosindu-se sonde , devenind necesar funcionarea motorului la =1. Catalizatorii trivaleni cu un singur pat (cat.4) satisfac pe deplin nevoile motoarelor cu injecie de

  • benzin. La motoarele cu carburator s-a folosit sistemul cu dou paturi cu catalizator

    trivalent (5.1) i cu catalizator de oxidare (2.2). Cu aceast soluie motorul

    funcioneaz cu amestec stoechiometric, dar este nevoie de o cantitate de aer

    secundai mai mic dect pentru cat 1, care se realizeaz prin autoaspirarea aerului

    secundar.

    2.3. CATALIZATORUL CU TRIPL ACIUNE

    n prezent, n Europa se folosete aproape n exclusivitate catalizatorul trivalent

    sau cu tripl aciune (sau cu trei ci, din traducerea termenului din limba englez

    three way catalyst) cu suport ceramic, catalizator integrat n sistemul descris anterior

    ca aparinnd generaiei a treia.

    Catalizatorii s-au dezvoltat in dou sisteme, reprezentate n fig. 2,3: catalizator cu

    granule i catalizator monolitic.

    Fig.2 3 Reactori catalitici cu granule i cu structuri monolite.

    n prima faz s-au folosit catalizatorii cu granule, dar construcia nu s-a

    rspndit, cea mai ntlnit fiind construcia monolitic din materiale ceramice

    (fig.5.4).

    Suportul formeaz n ansamblu cu carcasa corpul propriu-zis al convertorului.

    Suportul ceramic este o construcie de tip fagure cu seciunea rotunda sau oval, cu

    canale ptrate, dispuse perpendicular pe direcia de curgere (200-600 celule pe

    inch2). Materialul ceramic, denumit cordierit, este refractar. Materialul are

  • conductibilitate termic mic, rezisten mecanic, rezisten gazodinamic redus

    i seciune transversal mare. Suportul cu 400 cel/inch2 reprezint cel mai bun

    compromis al acestor proprieti.

    Stratul intermediar este compus din alumin i este depus printr-un procedeu

    special pe suport. n vederea intensificrii activitii catalitice a stratului nobil; Acest

    strat intermediar are o suprafa specific mare (10-2Snr/g) i conine aa-numiii

    promotori care mresc capacitatea de acumulare a oxigenului la catalizatorul

    trivalent i care ajut reaciile de reformare a vaporilor de ap i a vaporilor de

    hidrocarburi.

    Fig.2.4. Structura catalizatorului:

    1 - suportul; 2 - stratul intermediar; 3 - stratul catalitic activ.

    Stratul catalitic activ const din metale nobile cum sunt platina, paladiul i

    rodiul. n timp ce platina promoveaz reaciile de oxidare, rodiul contribuie la

    reducerea NOx. Un exemplu de depunere a unui catalizator existent este caracterizat

    de urmtoarele date: raportul platin rodiu de 5 la 1, concentraia total de metal

    nobil de 40-50 g/fi3.

    Catalizatorii ceramici monolii au depus oxid de aluminiu peste care se aplic

    pentru reactori oxidani platin i paladiu iar pentru cei cu trei componente, platin,

    pentru hidrocarburi, platin i rodiu pentru. NOx.

    Coninutul de metale nobile poate fi redus la 2-3 g pe un reactor, suprafaa

    activ ajungnd la 20 000 m2.

    Domeniul optim de funcionare este 400...950C, peste 800"C existnd pericol

    de compromitere termic, pn la aceast valoare putndu-se folosi i 100 000 km

    fr probleme.

    La defeciuni, mai ales n sistemul de aprindere, reactorul poate ajunge la

    1400 C, cnd se compromite rapid mai ales exfolierea substanei active.

  • Este interzisa folosirea benzinelor cu Pb. Dac se face totui o astfel de

    alimentare, este permis eventual un singur rezervor, se va decupla sonda lambda,

    se va alimenta apoi cu 2-3 rezervoare cu benzin verde, tot fr sond i apoi se va

    reintroduce sonda n funciune. Pentru aceast situaie, gradul de murdrire al

    reactorului este nc suportabil. Este indicat totui o verificare la o staie service

    autorizat.

    Sonda lambda funcionnd n condiiile utilizrii benzinei cu Pb, respectiv la

    reactor parial murdar, d informaii eronate despre calitatea amestecului, ceea ce

    face ca motorul s funcioneze cu amestec bogat, cu penalizri att la consum ct i

    la noxe. Dac sonda lambda este scoas din funciune, eficacitatea de reducere a

    noxelor scade la 30%. n figura 2.5 este ilustrat efectul reactorului catalitic asupra

    principalelor noxe n raport cu coeficientul excesului de aer . Se constat c intervalul convenabil pentru reducerile simultane ale celor trei compui este foarte

    ngust, fereastra lambda, care desemneaz intervalul coeficientului de exces de aer

    pentru care se produce reacia n bucla nchis a sondei, este ntre 0,99 i 1. Sonda

    lambda instalat n sistemul de evacuare msoar coninutul de oxigen al gazelor

    arse. n cazul amestecurilor srace tensiunea n senzor este de 100 mV, iar la

    amestecuri bogate tensiunea crete la 800 mV. Pentru amestecul stoechiometric

    tensiunea senzorului scade brusc de la o valoare la cealalt. Se observ c n

    domeniul amestecurilor srace catalizatorul nu mai are efecte benefice n ceea ce

    privete diminuarea oxizilor de azot i datorit disponibilitilor excesive de oxigen.

    Fig. 2.5. Efectul reactorului catalitic asupra noxelor

    n figurile 2.6 i 2.7 sunt prezentate schematic dou sisteme de control

  • catalitic al emisiilor care ncorporeaz feed-back pentru modificarea dozajului. Prima

    schem reprezint un sistem mecanic de injecie de benzin cu feed-back i

    catalizator cu tripl aciune. Cea de-a doua schem reprezint un m.a.s. cu

    carburator i feed-back, cu un catalizator cu tripl aciune i cu un catalizator cu ioni

    oxidici.

    Fig. 2.6. Injecie de benzin cu sistemul catalitic ataat

    1 - pomp de benzin; 2 - acumulator de presiune; 3 filtru; 4 - catalizator; 5 - sonda lambda; 6 - senzor de temperatur; 7 - injector de benzin; 8 - clapet de aer suplimentar, 9 - amestector-

    dozator, 10 - sistem de pornire la rece; 11 - sistem de admisie; 12 - sistem de reglare termic; 13 - ventil; 14 - sistem de comand electronic

    Fig. 2.7. Carburatorul i sistemul catalitic ataat

    1 - pompa de benzin, 2 - carburator, 3 - supapa pentru aer suplimentar, 4 - sistem de recirculare a gazelor arse; 5 - catalizator. 6 - sonda lambda; 7 - distribuitor de aprindere;

    8 - sistem de nclzire a aerului de admisie; 9 - sistem electronic de comand.

  • 2.4. REDUCEREA EMISIILOR LA PORNIRE

    Una dintre cele mai duntoare faze de funcionare a motoarelor este faza

    pornirii la rece, faz n care 60-85 % dintre poluani sunt eliminai prin sistemul de

    evacuare. Pentru a scurta aceast faz, se recomand funcionarea la mers In gol

    dup pornire sau folosirea unor dispozitive care s reduc perioada de nclzire a

    catalizatorului.

    Aa cum reiese din tabelul 2.3, un catalizator nu este amorsat sub temperaturi

    de 250 oC, iar sistemul este eficient numai peste 1-2 minute. La pornirile la rece,

    amestecul trebuie s fie mai bogat, ceea ce nseamn c pe lng consumul mrit

    de combustibil ies gaze de evacuare cu combustibil nears. Pentru reducerea duratei

    de nclzirea a catalizatorului s-au cutat cele mai convenabile metode. Una ar fi

    poziionarea catalizatorului ct mai aproape de motor, ceea ce poate produce

    nclzirea nedorit a compartimentului motorului, cu impedimente asupra pieselor

    electronice, tuburilor de cauciuc, izolaiilor electrice i a polimerilor. O soluie

    convenabil este nclzirea electric la pornire a catalizatorului cu energie de ta

    bateria de acumulatori. Catalizatorul cu nclzire electric este cald nainte de

    antrenarea motorului fiind necesare 1-2 kW pentru 20-40 s. Totui, aceast energie,

    preluat de la alternator sau baterie, nseamn practic o energie dubl a

    combustibilului ars n motor; n plus, sistemul introduce gradieni termici foarte mari

    i supune bateria i alternatorul la cicluri de descrcare repetate dure.

    Alt metod este utilizarea unui arztor de combustibil care genereaz o

    putere de 10-20 kW, producnd o nclzire rapid, cu gradieni severi de

    temperatur.

    Un alt mod de meninere a cldurii n catalizator este izolarea catalizatorului.

    Aceasta nseamn folosirea unei conducte izolate cu perei dubli, care pornete de

    la colectorul de evacuare pn la catalizator i izolaii refractare n jurul

    catalizatorului nsui, pentru a menine temperatura peste cea de lucru timp de

    cteva ore dup oprirea motorului. Totui, asigurarea unei izolaii att de eficiente

    este dificil, implicnd gabarite i mase foarte mari.

    O alt metod este folosirea unei izolrii compacte cu variaie a conductanei

    termice. ntre cltorii, conductivitatea este mic ducnd la reinerea cldurii, iar la

    faza de nclzire conductivitatea crete pentru eliberarea rapid a cldurii. Un astfel

  • de sistem propune firma NREL, cu utilizarea a trei inovaii: izolaie compact

    vacuumatic, material cu schimbarea strii de agregare, ca agent de stocare termic

    i izolaie cu conductivitate variabil, pentru a preveni supranclzirea. Sistemul este

    scump i dificil de ntreinut.

    Firma Schatz a proiectat o baterie de cldur care stocheaz cldura

    rezidual preluat din motor folosind izolarea vacuumatic (pierderea de cldur

    este de 3W la temperaturi ale mediului sub -20C); bateria conine o serie de tuburi

    plate din tabl, umplute cu materiale care i schimb starea de agregare. Cnd

    temperatura lichidului de rcire este mai mare de 78C, materialul se topete i

    energia se stocheaz sub form de cldur latent peste noapte sau chiar pn la

    sfritul sptmnii. La pornirea la rece, lichidul de rcire trece prin baterie

    extrgnd cldura, solidificnd materialul i nclzind motorul i cabina. Materialul

    este un compus al bariului, Ba (OH)2 8 H2O, reciclabil, nepoluant.

    2.5. DIAGNOSTICAREA EMISIILOR LA BORD

    Determinarea eficienei catalizatorilor i mai ales detectarea deteriorrii

    acestora prin monitorizarea funcionarii la bord au impus, la m.a.s., respectarea unor

    prescripii foarte severe n S.U. A. (CARB - Biroul pentru calitatea aerului din

    California - a impus, din 1994, a doua generaie de sisteme de diagnoz la bord

    OBD II (On Board Diagnosis) care au, ca principal cerin, supravegherea

    funcionrii catalizatorului trivalent). ntruct msurarea direct a eficienei

    catalizatorului trivalent prin analiza gazelor arse este nepractic i scump s-au

    dezvoltat metodologii pentru evaluarea performanelor catalizatorului prin procesarea

    unor mrimi uor de msurat Este de dorit ca aceste metodologii s combine:-

    simplitatea instalaiei de msur;

    - procesarea simpl a semnalelor, cu ncrcare mic a unitii electronice cost

    redus al echipamentului suplimentar;

    - durabilitate mare a sistemului de diagnoz Ia bord OBD;

    - aplicativitate pe diferite configuraii ale sistemelor de control a emisiilor.

    Sistemele de diagnoza ale catalizatorilor cuprind un set de senzori care

    msoar nainte i dup catalizator una din urmtoarele mrimi: coninutul de oxigen

    (sonda ), concentraia de HC (senzor de ionizare al suprafeei metalice la trecerea

  • HC la temperaturi nalte), temperatura gazelor arse (tabelul 2.5).

    Tabelul 5.5 Metoda Senzorul Principiul Regimul de

    funcionare potrivitSenzor dublu lambda

    Senzori de oxigen Evaluarea capacitii de stocare a oxigenului

    Motor cald, punct

    stabil de funcionare Senzor dublu de HC

    Senzori cu pelicula poteniometric sau cu ionizarea suprafeei

    Conversia HC Motor cald

    Termic Motor cald, punct stabil de funcionare Evaluarea cldurii de reacie

    Variabil, funcionare tranzitorie

    Sistemele de diagnoz care utilizeaz sondele lambda se bazeaz pe

    capacitatea de stocare a oxigenului n catalizator. Ca o consecin a capacitii de

    stocare a oxigenului, un catalizator eficient va fi capabil s amortizeze fluctuaiile de

    oxigen din gazele de evacuare atunci cnd vehiculul funcioneaz n regimuri

    stabilizate. Compararea semnalelor sondei lambda din amonte i din aval fat de

    catalizator asigur o indicaie asupra activitii catalizatorului, dei corelarea dintre

    capacitatea de stocare a oxigenului i eficiena catalizatorului este nc dificil.

    Senzorii de HC pot fi utilizai pentru diagnosticarea catalizatorilor, ca i pentru

    supravegherea funciei de nclzire n cazul reactorilor catalitici cu suport metalic.

    Senzorul cu ionizarea suprafeei se bazeaz pe principiul ionizrii hidrocarburilor

    atunci cnd vin n contact cu suprafee metalice fierbini. Senzorul poteniometric cu

    pelicul a dovedit proprieti mecanice bune i o corelare corect cu analizoarele

    convenionale de HC.

    Datorit faptului c reaciile din reactorul catalitic sunt exotermice, msurarea

    temperaturii gazelor de evacuare reprezint o metod eficace de a cpta informaii

    despre eficiena sa. ntr-un interval de timp dat se msoar cantitatea de cldur

    generat de reaciile exoterme, care se raporteaz la debitul masic de gaz care a

    traversat catalizatorul. Mrimea astfel definit se numete indice de performan al

    catalizatorului, IP, fiind definit ca raportul dintre energia eliberat n catalizator n

    timpul t i debitul masic de gaze arse.

    Determinarea energiei eliberate se face prin scrierea ecuaiei de echilibru al

    energiei aplicate asupra unui volum de control al catalizatorului, ntre care se fac

    msurrile de temperatur i care este, de regul, ntregul volum al catalizatorului.

    Mrimile care trebuie msurate sunt temperaturile gazelor arse la intrarea i la

    ieirea din volumul de control, ca si debitul de gaze arse. Teste desfurate pe mai

  • multe cicluri de ncercare au demonstrat nregistrarea unor valori foarte apropiate ale

    IP, ceea ce nseamn c evaluarea activitii catalizatorului este independent de

    regimurile de funcionare alese. Cu ajutorul IP se poate aprecia efectul de

    mbtrnire al catalizatorului, observndu-se o bun corelare ntre IP i emisiile de

    HC, acest lucru fiind posibil a fi folosit pentru diagnoza Ia bord a eficienei

    catalizatorului. Avantajele metodei termice sunt aparatura simpl, aplicabilitate pe un

    ciclu aleatoriu, difereniere satisfctoare ntre diferite activiti ale catalizatorului.

    De la nceputul anilor 80 restriciile impuse emisiilor prin prevederi legislative

    au dus la creterea volumului muncii de cercetare i la scderea considerabil a

    emisiilor. Se apreciaz c autoturismele modeme sunt cu 90% mai puin poluante ca

    acum 10 ani.

  • 3. METODE DE REDUCEREA EMISIILOR LA M.A.C. UTILIZATE N TRANSPORTURI

    Emisiile din gazele de evacuare ale m.a.c. care sunt limitate prin norme

    legislative sunt monoxidul de carbon (CO), hidrocarburile (HC), oxizii de azot (NOx)

    i particulele (PT sau PM). Aceast list va fi curnd completat cu dioxidul de

    carbon |(C02), limitare care impune scderea consumului specific de combustibil.

    Fa de emisiile existente n gazele de evacuare ale m.a.s., gazele produse

    de m.a.c. cuprind un poluant definit prin metoda de msurare, este vorba de

    particule diesel, [poluant care urmrete determinarea emisiilor solide i lichide din

    gazele de evacuare printr-un procedeu de msur mai riguros dect msurarea

    opacitii fumului.

    Metodele de reducere a particulelor se mpart n metode active, care

    urmresc combaterea formrii acestora prin optimizarea combustiei i metode

    pasive, care au ca scop reinerea i oxidarea particulelor dup ce acestea s-au

    format n camera de ardere. n categoria metodelor pasive (post-tratarea gazelor

    arse) sunt cuprinse filtrele de particule i catalizatorii de oxidare diesel. Alegerea

    celei mai potrivite metode de post-tratament depinde de analiza compoziiei

    particulelor din gazele arse, constatndu-se c filtrele de particule sunt foarte

    eficiente n neutralizarea fraciunii insolubile, iar filtrele cu catalizatori de oxidare n

    neutralizarea fraciunii solubile.

    Exist o prere larg rspndit care afirm c problema particulelor va fi n

    cele din urm rezolvat printr-o serie de msuri (metode active) care se vor aplica procedeului de combustie, supraalimentrii i rcirii intermediare a aerului de

    admisie, precum i msuri care vor viza reducerea consumului de ulei i a sulfului din combustibil. Msurile propuse sunt foarte atrgtoare, dar ele nu satisfac

    exigenele temporale ale legislatorilor, astfel nct filtrele de particule par s dea un rspuns rapid la aceast problem [1].

    Metodele pasive de reducere a emisiilor m.a.c. sunt principial identice cu cele

    aplicate la m.a.s. pentru cazul poluanilor CO i HC, dispozitivul utilizat fiind denumit filtru de oxidare sau catalizator de oxidare.

    Folosirea catalizatorilor de oxidare la m.a.c. are ca scop reducerea

    substanial a emisiilor de CO, HC, precum i a fraciunii organice solubile a

  • particulelor. Constructiv, catalizatorii de oxidare sunt fixai pe un suport, ansamblul

    fiind denumit convertor catalitic sau reactor catalitic, avnd aceleai particulariti ca

    i catalizatorul trivalent descris n capitolul 2. Concepia conform creia scderea NOx, poate fi realizat numai prin aciunea

    asupra procesului de ardere se sprijinea pe trsturile specifice arderii n motoarele diesel, neputndu-se aplica tratrile catalitice ca n cazul m.a.s.; la m.a.s., amestecul

    aer-combustibil omogen se situeaz ntr-o plaj ngust n jurul raportului

    stoichiometric, iar gazele arse pot fi trecute prin convertorul catalitic trivalent, fiind

    posibile, simultan, reacii de oxidare a CO i a HC, dar i de reducere a NO,.

    La m.a.c, arderea fcndu-se ntr-un mediu cu exces mare de aer, nu pot avea

    loc reaciile de reducere catalitic a NOx, de aceea s-au preferat procedeele de

    prevenire a apariiei NOx, cu preul creterii CO i HC, care au fost sczute prin

    aciunea catalizatorilor I de oxidare.

    Recent s-au dezvoltat metode pasive de tratare (after-treatment) a gazelor

    arse bazate pe reacii catalitice de reducere a NOx,; sistemele sunt denumite

    sisteme de reducere a NOx.

    Reducerea NOx prin metode active este considerat a fi o operaie dificil,

    care antreneaz modificri importante n procesul de combustie. n cadrul eforturilor

    de scdere a NO, trebuie s se in seam de cele trei compromisuri pe care acest

    poluant le genereaz:

    compromisul NOx - consum de combustibil; compromisul NOx - C02; compromisul NOx - particule.

    Explicaia acestor compromisuri se poate da prin considerarea celor doi factorii

    care influeneaz arderea: temperatura camerei de ardere i concentraia local de

    02.

    Creterea temperaturii n camera de ardere echivaleaz cu creterea temperat

    un. sursei calde, conform celui de-al doilea principiu al termodinamicii i implicit a

    randamentului termodinamic, pentru un proces considerat ideal; din punct de vedere

    calitativ, creterea temperaturii n camera de ardere duce la scderea consumului de

    combustibil i a C02, favoriznd producerea reaciilor de formare a NOx, .

    Datorit caracteristicilor procesului de combustie i a compoziiei gazelor de

    evacuare ale motoarelor diesel, scderea NOx, prin metode pasive a fost mult timp

  • considerat inabordabil, dar n ultimul timp succesele nregistrate n chimia

    catalizatorilor au condus la tratarea catalitic a NOx, din gazele de evacuare n

    instalaii specializate, mai ales pentru situaiile n care rezultatele aplicrii metodelor

    active nu sunt mulumitoare.

    Dezvoltarea tehnicilor catalitice a dus la punerea la punct a unor metode de

    tratare catalitic pentru reducerea NO, din gazele de evacuare ale motoarelor diesel.

    Metodele de reducere s-au mprit n reducere catalitic neselectiv, NSCR (Non-

    Selective Catalytic Reduction") i reducere catalitic selectiv, SCR (Selective

    Catalytic Reduction").

    Pentru scderea particulelor se folosesc dispozitive create special pentru

    atingerea! acestui scop, care se numesc filtre de particule.

    Sistemele subliniate sunt principalele dispozitive concepute pentru limitare

    emisiilor din gazele evacuate de motoarele diesel.

    Tabelul 3.1 descrie efectele aplicrii acestor dispozitive n ceea ce privete

    reducerea emisiilor, a consumului de combustibil, a durabilitii i a costul

    suplimentar al motorului. Sistemele de reducere a NOx aa cum arat i denumirea

    lor, au efecte semnificative de scdere eficient a NOx uneori cu preul creterii

    emisiei de particule i ntr-o msur mult mai mic a creterii consumului de

    combustibil. Costul suplimentar este comparabil cu cel al catalizatorilor de oxidare .

    Tabelul 3.1 Efect Tehnic

    NOx HC CO PT Consum de combustibil

    Durabilitate Supracost

    Catalizator de oxidare 0 ++ ++ 0 0 0 50%

    Filtru de particule 0 0 0 + 0 0 100% Legend: 0 - fr influen ; ++ - foarte eficace ; + - eficace.

    Dei efectele reductoare sunt considerabile, exist o serie de reineri n ceea

    ce privete aplicarea tehnicilor pasive provocate de preul lor mare; pe de alt parte,

    productorii de motoare consider c nu s-a epuizat nc n totalitate potenialul

    reductor al metodelor active. Totui se constat c, gradat, ptrund i tehnicile

    pasive, n special pentru aplicaiile rutiere urbane.

    O meniune special trebuie fcut asupra problemei reducerii simultane a

  • NOx, i a particulelor, pentru a se respecta valorile impuse de legislaie, reducere

    care implic acceptarea unui compromis, dat fiind faptul c metodele de scdere a

    unuia din aceti poluani duc la creterea celuilalt. n planul metodelor pasive acest

    lucru impune ca inginerul proiectant s aleag ntre aplicarea metodelor pasive de

    post-tratare a NOx, sau a particulelor. Totui, o dat cu asprirea regulamentelor, este

    probabil ca s se foloseasc o combinaie a celor dou metode. Fr o asemenea

    combinaie este puin probabil ca motoarele diesel s respecte standardele

    americane ale anului 2004.

    O trecere n revist a metodelor pasive aplicate m.a.c. din S.U.A. este

    realizat de specialitii firmei Johnson Matthey", firm specializat n tratamente

    catalitice. Sunt semnalate, la nivelul produciei americane, principalele tendine ale

    dezvoltrii sistemelor pasive:

    Controlul particulelor se realizeaz prin filtre montate n instalaia de

    evacuare, cele mai rspndite fiind filtrele ceramice care rein 80% din particulele din

    gazele arse; acestea trebuie regenerate frecvent la circa 800 km prin diverse

    modaliti de regenerare, prin care particulele sunt arse,fie prin nclzire electric, fie

    n arztoare; aceste sisteme de regenerare s-au dovedit nefiabile i scumpe.

    Metodele de control catalitic al particulelor folosesc regenerarea catalitic;

    un catalizator cu platin montat n amontele filtrului genereaz N02, iar apoi

    particulele din filtru sunt arse. Sistemul s-a dovedit fiabil pe 4000 de vehicule de pe

    piaa european. Un dezavantaj al sistemului este producerea de sulfai. n S.U.A.

    sistemul nu s-a utilizat, din cauza lipsei combustibilului cu coninut de sulf mic.

    Controlul NOx, este dificil la m.a.c, din cauza lipsei agentului reductor care

    s transforme NO n N2. Catalizatorii cunoscui de reducere a NOx au o vitez de

    reacie prea mic pentru condiiile specifice m.a.c.

    Sistemele cunoscute sub denumirea de NOx, sunt sisteme active, n care o

    cantitate mic de combustibil este injectat n evacuare, asigurnd agentul reductor

    necesar catalizatorului. S-au dezvoltat dou tipuri de catalizatori: un catalizator de

    temperaturi joase pe baz de platin i un catalizator de temperaturi nalte pe baz

    de metale, de obicei cu cupru. Aceti catalizatori sunt capabili s nlture NOx, dintr-

    o gam ngust de temperatur, valorile maxime ale reducerii fiind de 40%.

    Catalizatorii cuprind adeseori zeolii, care stocheaz HC la temperaturi joase i i

    elibereaz la temperaturi nalte, pentru reducerea NOx,

    Sistemele SCR reduc NOx, de la motoarele staionare, prin injecie de

  • amoniac; pentru sistemele mobile folosirea amoniacului este considerat nepractic,

    de aceea s-a nlocuit amoniacul cu ureea; cu uree, eficiena obinut a fost de 80%

    ntr-un interval larg de temperatur.

    Filtrul de reinere a NOx, folosete un proces nou de nlturare a NOx, din

    gazele arse; mai nti, NO este transformat n N02 i apoi este stocat. Urmeaz apoi

    reducerea, care este iniiat prin introducerea unui amestec bogat, care nltur N02

    stocat. Catalizatorii folosii sunt platina, pentru trecerea NO n N02, iar pentru

    stocarea N02 oxizii alcalino-pmntoi. Aceti catalizatori au fost dezvoltai cu

    succes pe motoarele cu injecie de benzin, urmnd ca dup rezolvarea unor

    probleme de calibrare s fie folosii i la m.a.c.

    Reducerea catalitic a NOx cu ajutorul plasmei; plasma genereaz electroni

    de energie nalt, care activeaz unele substane reductoare din gazele arse; circa

    80% din NO este redus, n condiii de laborator.

    Coninutul de sulf ridicat din combustibil este un dezavantaj important n

    folosirea tratamentelor catalitice. n catalizator, S02 se transform n S03, care

    formeaz acid sulfuric n combinaie cu apa. Acesta se elimin n atmosfer sub

    forma unei cete de particule. De aceea, sistemele catalitice trebuie s evite formare

    acidului sulfuric, prin micorarea coninutului de sulf din combustibil.

    n concluzie, sistemele pasive au cmp larg de dezvoltare n condiiile aspririi

    prevederilor legislative antipoluare; pe msur ce tehnicile active sunt epuizate,

    tehnicile pasive se perfecioneaz i pot contribui cu procente de reducere a

    poluanilor foarte mari.

  • BIBLIOGRAFIE

    1. A. Brebenel, C. Mondiu, I. Frcau - Manual de reparaii pentru autoturismul Dacia, Editura Tehnic, Bucureti, 1975

    2. S. Samoil, Ghe. Tocaiuc, G. Cordonescu - Instalaii i echipamente auto - coli profesionale, anul I - II, Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1994

    3. M. Stratulat, M. olman, D. Viteanu - Diagnosticarea automobilelor, Editura Tehnic, Bucureti, 1977

    4. Gh. Fril, S. Samoil - Cunoaterea, ntreinerea i repararea automobilului - Manual pentru coli profesionale, Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1984.

    5. I. erban, M. Poenaru, A. teflea - Utilajul i tehnologia meseriei mecanic motoare-termice. Manual pentru licee industriale, Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1991.

    6. Gh. Fril, M. V. Popa, M. Fril - Automobile. ofer mecanic - auto. Manual pentru anii I i II, Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1994

    7. Gh. Fril, M. V. Popa - Automobile. ofer mecanic - auto. Manual anul III, Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1993

    8. Gheorghe Tocaiuc - Instalaii i echipamente auto, Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1990

    9. Cunescu S. - ndreptar automobilistic, Editura Tehnic, Bucureti, 1968

    10. Uzina autoturisme Piteti - Manual de reparaii al autoturismului Dacia 1300, 1970

    11. Ghi I., Raicu V. - ntreinerea i repararea echipamentului electric auto, Editura Tehnic, Bucureti, 1971

    12. Traian Canta - Autoturismele Oltcit, Editura Tehnic, Bucureti, 1987 13. Drgulnescu, N. Ciuc - Echipamentul electronic al automobilului,

    Editura Tehnic, Bucureti, 1987

  • CUPRINS 1. Natura i originea emisiilor poluante

    2. Metode de reducere a emisiilor la m.a.s. utilizate n transporturi

    2.1. Consideraii generale

    2.2. Catalizatorii destinai m.a.s.

    2.3. Catalizatorul cu tripl aciune

    2.4. Reducerea emisiilor la pornire

    2.5. Diagnosticarea emisiilor la bord

    3. Metode de reducerea emisiilor la m.a.c. utilizate n transporturi

  • SISTEME ALTERNATIVE

    DE PROPULSIE A AUTOMOBILULUI 1.1. MOTORUL CU PISTON

    Motorul cu piston este cea mai rspndit soluie tehnic de propulsie a

    autovehiculelor. Tendinele existente la ora actual n construcia clasic a motoarelor este

    reducerea noxelor i a consumului, adoptnd soluii care ndeplinesc aceste condiii i se ncearc eliminarea sau diminuarea dezavantajelor (de exemplu adoptarea injeciei directe la M.A.C. de automobil i introducerea ulterioar a injeciei pilot sau adoptarea injeciei directe la M.A.S. cu introducerea controlului electronic).

    Dei exist nc un potenial ridicat de optimizare pentru motoarele convenionale, rezultatele se obin cu sisteme complicate ce ridic costul fabricaiei i diminueaz, ca orice sistem complex, sigurana n funcionare.

    1.2. SISTEMELE ALTERNATIVE DE PROPULSIE

    Sistemele alternative de propulsie pentru automobile au revenit n actualitate odat cu accentuarea problematicii emisiilor de produi poluani.

    In acest context se reconsider arderea continu utilizat la turbina cu gaze i motorul Stirling ce implic principial noxe minime fr agregate auxiliare, precum i conversia direct a energiei n cazul pilelor de combustie. Reconsiderarea poziiei fa de sistemele alternative se datoreaz i cercetrilor ample efectuate asupra proceselor i materialelor utilizate, cercetri care au reuit s diminueze sau s elimine dezavantajele funcionale ale sistemelor alternative.

    Exist principial posibilitatea obinerii de lucru mecanic prin variaia unui parametru caracteristic, iar fiecare din aceste posibiliti a fost dezvoltat ca un sistem de propulsie. Trebuie menionat c n timpul unui ciclu motor toi

  • parametrii termogazodinamici sufer transformri, ns principiul de funcionare se bazeaz pe variaia unui parametru, dup cum este sintetizat n tabelul 1.

    Tabelul 1

    Variaia parametrului Tipul motorului Volum n micare liniar Motorul cu piston Volum n micare rotativ Motorul Wankel Presiune Motorul cu unde de presiune Temperatur Motorul Stirling Modulul vitezei Motor reactiv Direcia vitezei Turbina cu gaze Separarea sarcinilor electrice Pila de combustie

    Bateria de acumulatoare

  • 2. MOTOARE CU PISTON ROTATIV - MOTORUL WANKEL

    2.1. PRINCIPIUL DE FUNCIONARE

    La motoarele rotative exist numai piese care au o micare de rotaie n jurul unor axe fixe. Dac aceste piese sunt echilibrate individual, motorul este absolut liber de fore masice i nu sunt necesare msuri speciale de echilibrare. Deoarece axele de rotaie ale organului de putere (pistonul) i ale organului de nchidere nu sunt concentrate, se creeaz spaii de lucru cu volum variabil. Evident, trebuie de neles c ansamblul este nchis ntr-o carcas fix.

    Dei micarea rotativ este, fr ndoial, preferabil micrii alternative a pistonului, motoarele rotative nu s-au afirmat cu o larg aplicabilitate. Constructorii i inventatorii au pus mai mult accent pe realizarea cinematic dect pe calitile de funcionare, pe care de multe ori le-au evoluat prea favorabil. La acestea se adaug problema extrem de dificil a realizrii unei bune etanri a gazelor.

    n ncercrile de realizare a unor motoare rotative, motoare cu piston rotativ M.P.R. apar mai frecvent n diferitele construcii propuse. Dintre acestea motorul cu piston rotativ, inventat de Felix Wankel din Germania (brevetat n 1954), reprezint una din soluiile remarcabile, care au constituit obiectul unor ample cercetri unor firme importante din Germania i Japonia cu perspective de fabricare n serie.

    Felix Wankel a inventat spaiul de lucru de form epitrohoidal i conceptul rotorului triunghiular. De asemenea, este soluionat perfect problema etanrii gazelor, folosind mijloace relativ simple. Alte perfecionri ale motorului propus de Wankel, cu deosebire a Companiei Germane NSU conduse de Walter G. Frobe, au introdus micarea rotativ complex condus de un excentric de pe arborele motor. Toate aceste particulariti formeaz designul motorului de baz pe care l cunoatem astzi.

    Acest motor este o variant de motor alternativ, la care mecanismul motor este nlocuit de un mecanism excentric cu piston triunghiular, n care se afl camera de ardere. Elementele principale sunt: pistonul excentric i carcasa

  • generat dup o curb trohoid. Cele trei fee determin mpreun cu carcasa trei spaii de lucru separate unul de cellalt. Volumul acestor spaii se modific n timpul rotaiei pistonului. Pe durata unei rotaii are loc un proces termodinamic cu aprindere prin scnteie n patru timpi n fiecare spaiu. Astfel, la o rotaie a pistonului arborelui motor, au avut loc trei cicluri termodinamice, iar arborele excentric a efectuat acelai numr de rotaii.

    2.2. SCHEMA CINEMATIC I PRILE CONSTRUCTIVE PRINCIPALE

    Schema cinematic i prile constructive ale motorului Wankel de

    principiu sunt prezentate n figura 1. Motorul este construit din trei pri principale:

    - rotorul 2, care n plan transversal este de form triunghiular, cu laturi egale uor curbate de lime convenabil, unde sunt practicate degajrile (8), corespunztoare camerei de ardere; - arborele motor 1 cu excentricul 6, n jurul cruia rotorul execut o micare complex (n jurul axei sale i n jurul axei arborelui). - carcasa sau blocul motorului 3, n interiorul creia este prelucrat suprafaa interioar, al crei profil geometric se realizeaz dup o epitrohoid (o form particular a cicloidelor).

    Geometria suprafeei interioare i micarea complex a rotorului sunt astfel corelate, nct vrfurile rotorului triunghiular s etaneze trei spaii de lucru distincte n tot timpul funcionrii.

    Motorul funcioneaz dup ciclul motorului convenional n patru timpi. Cei patru timpi se realizeaz prin micarea complex a rotorului, astfel nct volumul spaiului de lucru se modific periodic, crescnd i descrescnd pentru a asigura admisia, compresia, arderea i destinderea, evacuarea.

    Pentru a obine micarea complex a rotorului arborelui motor este prevzut cu un excentric perfect rotund 6 (figura 1) cu centrul uor deviat de la axa arborelui motor.

  • a

    b

    Figura 1. Schema de principiu (a) i prile constructive principale ale M.P.R. Wankel (b) 1-arborele motor; 2-rotorul triunghiular; 3-carcas; 4-coroana dinat fix; 5-dantura interioar a rotorului; 6-

    excentric; 7-manta de rcire; 8-camera de ardere din rotor; 9-bujii; 10-garnitur de etanare de vrf; 11-orificiul de admisie; 12-orificiul de evacuare

    n centrul rotorului, n partea lateral a acestuia, este practicat un alezaj prin intermediul cruia rotorul se adapteaz la excentricul de pe arbore. ntre rotor i excentric se introduce un rulment cu ace. Prin urmare, cnd arborele se rotete, rotorul va efectua o micare pe o orbit relativ fa de axa arborelui motor n conformitate cu poziia excentricului.

    Pentru a asigura transmiterea micrii de la rotor la arborele motor, pe unul din capacele laterale n jurul lagrului arborelui motor se fixeaz o coroan dinat cu dantur exterioar 4 (figura 1).

    n interiorul rotorului se prevede o coroan dinat cu dantur interioar 5 (figura 1), n aa fel nct alezajul din interiorul rotorului s se adapteze perfect la excentricul de pe arborele motor. La asamblare cu rotorul montat pe excentricul arborelui motor dantura interioar a rotorului i dantura exterioar a coroanei fixe se aliniaz n acelai plan, astfel nct angrenajul s

  • asigure punctul cel mai apropiat, determinat de excentricul de pe arborele motor.

    Pentru a sincroniza micarea excentricului cu micarea rotorului, astfel nct cele trei coluri ale acestuia s fie permanent n contact cu pereii carcasei, raportul de antrenare trebuie s fie 2:3, ceea ce nseamn c dantura rotorului trebuie s aib trei dini la fiecare doi pe coroana fix. Prin urmare, dac dantura coroanei fixe are 30 dini, dantura interioar a rotorului trebuie s aib 45. Acest raport particular de angrenare va determina rotirea rotorului la exact o treime din rotirea arborelui motor; cu alte cuvinte, rotorul se rotete numai odat pentru fiecare trei rotaii ale arborelui motor. Orificiul de admisie 11 (figura 1) este practicat deasupra poriunii de mijloc a peretelui interior al carcasei prin capacele laterale, iar orificiul de evacuare 12 este practicat sub poriunea ngust a spaiului de lucru direct n peretele carcasei. Bujia sau bujiile se introduc n orificii filetate pe partea opus orificiilor de admisie i evacuare a gazelor 9.

    2.3. VARIANTE CONSTRUCTIVE REALIZATE

    Motorul de turism KKM-502 (figura 2 ), are urmtoarele date i performane: cilindreea unui spaiu de lucru Vh = 498 cm3; cilindreea total V, = 1949 cm3; turaia nominal n = 60000 rot/min; turaia convenional nc = 4000 rot/min; puterea nominal P = 54 CP (39,7 kW); puterea litric PL = 32,6 CP/1 (23,6 kW/l); raportul de comprimare =8,5; consumul specific de combustibil ge = 230 g/CPh (312,9 g/kWh); presiunea medie efectiv pe = 0,82 MPa. Acest motor a fost montat pe automobilul de serie NSU "Spinder"

    Motorul Wankel-Comotor 624 este destinat pentru automobilul CITROEN GS, fiind realizat pe baza experienei motorului cu un singur rotor NSU-Wankel tip M35.

    Motorul Comotor 624 (figura 3) funcioneaz dup principiul Wankel n patru timpi, cu dou rotoare, fiind comparabil cu un motor cu ase cilindri n linie n patru timpi.

    Principalele date tehnice sunt: volumul camerei de lucru 497,5 cmc;

  • capacitatea cilindric comparabil 1990 cm3; raportul de comprimare 9; puterea 78,8 KW la 6500 rot/min; cuplul motor este de 137 Nm la turaia de 3000 rot/min; limea rotorului 67 mm; excentricitatea 14 mm.

    Figura 2. Motorul Wankel KKM 502. (autoturism NSU-Spider)

    Carcasele cu suprafaa interioar trohoidal sunt turnate dintr-un aliaj de metal uor fiind acoperite pe partea interioar de lucru cu un strat de nichel-siliciu. Flanele din fa, mijloc i spate sunt turnate din font ca i pistoanele rotative. Arborele cotit cu cele dou excentrice decalate la 180 i segmenii de flancuri sunt executate din oel.

  • Figura 3. Motorul Wenkel Comotor 624

    a - seciune longitudinal; b seciune transversal Etanarea dintre rotor i carter preiau inele de etanare uzuale care

    sunt apsate pe carter de arborele din lca. Pentru etanarea dintre excentric i rotor, respectiv dintre excentric i carter constructiv rezult un spaiu de etanare intermediar, n care o uoar suprapresiune de 200 mbar poate fi obinut cu ajutorul gazelor de ardere scpate prin scurgerea printr-un canal de aerisire cu supap de reinere.

    Uleiul de ungere nu trebuie schimbat n motor; el se consum (circa 4,5 l) iar coninutul trebuie completat. Adugarea uleiului la carburant e asigurat printr-o pomp de dozare a crei debit depinde de poziia pedalei de acceleraie i turaia motorului. Pompa pentru circulaia uleiului trimite uleiul la lagre prin orificiile din arbore. Uleiul prin scurgere unge dantura interioar a pistonului, precum i coroana fix, i rcete pistonul.

    Rcirea motorului este cu ap cu o suprapresiune de 1 bar; coninutul total fiind de 9 l.

    Alimentarea se asigur printr-un carburator Solex dublu corp, care asigur amestecul carburant pentru fiecare seciune trohoidal. Pompa de benzin este electric.

    Pentru reducerea polurii atmosferei se insufl aer la nlimea orificiilor de evacuare. Eapamentul conine nti un reactor pentru arderea ntrziat i apoi amortizorul de zgomot. De asemenea s-a adoptat un reglaj al

  • avansului la aprindere funcie de condiiile de funcionare (poziia schimbtorului de viteze; temperatura de regim; turaia de depresiune i aspiraie).

    2.4. AVANTAJELE I DEZAVANTAJELE MOTOARELOR WANKEL

    Ca avantaje putem enumera: echilibrare complet, caracteristic de moment favorabil, construcie compact, nu este necesar mecanism de distribuie, funcionare silenioas;

    Principalele dezavantaje sunt: camer de ardere nefavorabil (alungit => detonaie, noxe), emisii de hidrocarburi nearse (HC), consum ridicat de combustibil (apar i emisii mai mari de bioxid de carbon) i ulei, costuri de fabricaie mai ridicate, arbore motor plasat la nivel prea ridicat.

    3. TURBINA CU GAZE

    3.1. PRINCIPIUL DE FUNCIONARE. AVANTAJE I DEZAVANTAJE

    n turbina cu gaze fenomenele necesare obinerii de lucru mecanic, se

    desfoar continuu, existnd cte un agregat specializat pentru fiecare fenomen: compresor, camer de ardere, turbin, care antreneaz compresorul i de la care se preia lucrul mecanic util. Aerul este comprimat, dirijat spre camera de ardere unde prin arderea unui combustibil, crete entalpia necesar obinerii lucrului mecanic n turbin.

    Ca main termic cu debit continuu, turbina cu gaze (TG) este destinat obinerii de lucru mecanic de rotaie prin transformarea energiei chimice a unui combustibil n energie termic i a acesteia n energie mecanic.

    Primul brevet de invenie pentru o turbin cu gaze a fost acordat n 1791 englezului John Barber, iar germanul Hans Holzwarth a creat n 1905 primul sistem funcional. Dei avantajele principale au fost sesizate de la nceput, posibilitile tehnologice de experimentare i fabricare nu au oferit suportul dezvoltrii lor n serie, dei au beneficiat de aportul inventiv i de

  • proiectare a numeroi cercettori. Avantaje:

    - Emisii minime fr dispozitive auxiliare (datorit arderii continue). - Funcionare silenioas, fr vibraii (exist doar elemente n micare de

    rotaie care se pot echilibra exact). - Posibiliti policombustibile sistemul de injecie este simplu). - Intervale de mentenan foarte ndelungate (absena elementelor n micare

    relativ). - Gabarit i mase mult nai reduse dect a motoarelor cu piston datorit

    funcionrii cu debit continuu). - Caracteristic de traciune favorabil

    Dezavantaje: - Costuri de fabricaie ridicate - Funcionare dezavantajoas n regim tranzitor (pornire dificil). - Consum ridicat. - Curb de moment n regim staionar nefavorabil traciunii (sarcini pariale

    cu randamente sczute). - Aplicaii complicate la puteri reduse.

    3.2. TURBINA CU GAZE - CONSTRUCIA GENERAL

    Pentru realizarea lucrului mecanic, n turbina cu gaze au loc procesele tipice pentru transformarea energetic sub form chimic termic mecanic, i anume: admisia, comprimarea, nclzirea (realizat prin ardere i nclzire de la surse externe), destinderea cu efectuarea de lucru mecanic i evacuarea fluidului de lucru. Spre deosebire de motorul cu piston, procesele din turbina cu gaze au loc continuu. Din acest motiv este necesar cte un agregat pentru fiecare proces.

    Pentru majoritatea aplicaiilor de turbin cu gaze pentru automobil, fluidul de lucru este aerul, iar nclzirea sa se face prin arderea unui combustibil n camera de ardere, care asigur nclzirea aerului (faptul c aerul asigur oxigenul necesar arderii, duce la modificarea compoziiei chimice a fluidului de

  • lucru, rezultnd gazele arse).Aceast soluie este denumit turbin cu gaze n circuit deschis. Sistemele sale componente sunt: - sistem de admisie - ansamblu care dirijeaz aerul spre compresor, filtrndu-1 i, eventual, prin variaii de seciune i direcie, adaptndu-i parametrii gazodinamici la condiiile optime de intrare n compresor; - compresor - sistem care are rolul s mreasc presiunea fluidului de lucru. Pentru TG de automobil s-a impus compresorul centrifugal; - camera de ardere - spaiul n care are loc transformarea energiei chimice a combustibilului n energie termic a fluidului de lucru. Suplimentar fluidul de lucru este pregtit pentru intrarea n turbin (este rcit i distribuia temperaturii pe seciune este uniformizat); - turbina - elementul care transform energia gazodinamic n energie mecanic; - sistemul de evacuare are rolul s dirijeze gazele arse spre exterior, transformndu-le pentru o acceptan ct mai bun n mediu (scderea nivelului de zgomot prin amortizoare de zgomot i diminuarea polurii prin catalizatori).

    Pe lng elementele principale descrise sunt necesare urmtoarele sisteme: - sistem de injecie (ca parte din sistemul de alimentare cu combustibil), sistem care are rolul s dirijeze combustibilul spre camera de ardere i s-1 pregteasc prin creterea presiunii pentru pulverizare, dispersie i ardere; - sistemul de pornire este necesar pentru antrenarea compresorului naintea primei aprinderi i arderi.

    Ca elemente particulare ale turbinei cu gaze pentru automobil sunt: - regeneratorul, care este un schimbtor de cldur destinat recuperrii unei pri din entalpia gazelor arse pentru nclzirea aerului dup compresor, diminund astfel necesarul de combustibil; - turbina motoare, turbin destinat antrenrii transmisiei automobilului; - reductorul final, destinat reducerii turaiilor ridicate ale turbinei la valori necesare n transmisie.

    n figura 4.a se urmrete principiul de funcionare: aerul filtrat n filtrul / este comprimat de ctre compresorul 2, dirijat spre schimbtorul de cldur 4, unde se nclzete nainte de a ptrunde n camera de ardere 3.

  • Combustibilul injectat sporete entalpia gazelor de lucru care se destind n turbina motoare 9, turbin care antreneaz compresorul 2. Dup ce parcurg turbina de antrenare a compresorului, gazele sunt frnate i sunt dirijate prin aparatul director mobil 8 n turbina motoare 7, turbin care este legat prin reductorul final 6 de transmisie. Aparatul director mobil are rolul s dirijeze optim gazele arse pentru diferite regimuri de funcionare. Gazele arse prsesc turbina motoare i cedeaz energie termic regeneratorului 4. Acesta este o reea de canale de dimensiuni reduse prin care trec gazele arse i cedeaz cldura materialului regeneratorului. Acesta este rotit printr-un angrenaj exterior n canalizaia aerului comprimat. Aerul provenit de la compresor se nclzete de la materialul regeneratorului, avnd o entalpie mai ridicat la intrarea n camera de ardere. Dup regenerator gazele prsesc, prin sistemul de evacuare J, turbina cu gaze.

    La pornire, prin motorul electric 10 i mecanismul cu roi dinate 11 se antreneaz arborele compresorului, astfel fiind pregtit aerul pentru ardere.

    Majoritatea lagrelor sunt de rostogolire, iar puinele elemente n micare relativ sunt unse de la sistemul de ungere, prevzut cu pompa de ulei 12. Evoluia parametrilor termogazodinamici n timpul ct gazele parcurg turbina este redat n figura 4, b.

    Studiul turbinei cu gaze este ncurajat la ora actual de urmtoarele aspecte: - avantajele prezentate anterior - rezultatele cercetrilor n domeniul curgerii; - dezvoltarea tehnologiei materialelor ceramice; - legislaia antipoluare i atitudinea beneficiarilor; - dezvoltarea traciunii electrice.

    Cele mai cunoscute realizri aparin firmelor Volvo (autocar i autocamion de transport marf) i Chrysler (autoturism de curse).

  • Figura 4. Schema turbinei cu gaze pentru automobil (a)

    i evoluia parametrilor caracteristici (b)

  • 4. MOTORUL STIRLING

    Elementele constructive principale ale motorului Stirling (MS) sunt un piston motor i un piston distribuitor, zona cald, rece i regeneratorul.

    Pe parcursul unui ciclu motor care are loc la o rotaie a arborelui motor, fluidul de lucru este nclzit i rcit succesiv, asigurnd prin variaia de entalpie producerea de lucru mecanic.

    4.1. PRINCIPIUL DE FUNCIONARE

    n MS lucrul mecanic se obine din comprimarea la temperatur joas a fluidului de lucru, nclzirea sa i destinderea la temperaturi ridicate. Cum energia mecanic primit de la gaz este mai mare dect cea consumat pentru comprimarea gazului, se obine un lucru mecanic util.

    Pentru a face sistemul funcional, se menine un capt al cilindrului cald i altul rece. Construcia cu un piston nu ar permite funcionarea, deoarece fluidul din cilindru ar fi nclzit i rcit simultan. Acestei dileme i-a gsit soluia chiar Robert Stirling, care a prevzut un piston suplimentar (diferit de cel descris pn la acest punct). Pistonul suplimentar are rolul s despart zona cald de cea rece i s deplaseze fluidul de lucru ntre cele dou zone. Astfel, fluidul va fi succesiv nclzit n zona cald, transportat n zona rece i rcit. Pistonul iniial, care culege lucrul mecanic, este numit piston motor (sau de lucru), iar pistonul care deplaseaz fluidul ntre cele dou zone se numete piston distribuitor. Fiecare din cele dou pistoane are o curs i puncte moarte. Transportul ntre cele dou zone se face printr-un canal de legtur. Dac n acest canal se plaseaz o reea metalic, atunci ea va absorbi cldura atunci cnd gazul cald va trece spre zona rece. Gazul trece de reea fiind mai rece i diminueaz efortul de rcire n zona rece. Atunci cnd se schimb sensul i gazul rece trece spre zona cald, reeaua se afl la o temperatur mai mare dect

  • a fluidului i cedeaz energie termic. Gazul este prenclzit de reea i efortul de nclzire (consumul de combustibil) va fi diminuat. Reeaua se numete regenerator i permite creterea semnificativ a randamentului.

    Ciclul complet de funcionare poate fi descris cu considerentele de mai sus, urmrind fazele succesive n figura 5, unde este notat cu / - pistonul motor PM, 2 - pistonul distribuitor PD, 3 - zona rece, 4 - zona cald, 5 - rcitorul, 6 - regeneratorul, 7- nclzitorul.

    Figura 5. Principiul de funcionare al motorului Stirling

    1 - pistonul motor; 2 - pistonul distribuitor; 3 - zona rece; 4 zona cald; 5-rcitor; 6 - regenerator; 7 - nclzitor

    n poziia I pistonul motor se afl la punctul su mort inferior, iar

    pistonul distribuitor - la punctul su superior. Gazul se afl destins ntre pistoane n zona rece.

    n timpul trecerii de la starea I Ia II, PM comprim aerul n zona rece. n acest timp PD este n p.m.s.

    De la II la III, PD n micare descendent, mpinge gazul prin regenerator (unde preia cldur) i nclzitor (unde ajunge la cea mai nalt temperatur a ciclului) pn n zona cald. Prin aceast deplasare, volumul rmne constant, deci procesul de nclzire are loc la volum constant.

    De la III la IV gazul se destinde. Ambele pistoane sunt mpinse in p.m.i., efectundu-se lucrul mecanic.

    De la IV la I, PD se deplaseaz spre p.m.s., mpingnd gazul prin regenerator (unde cedeaz cldur) i rcitor (unde ajunge la cea mai mic

  • temperatur a ciclului) n zona rece dintre pistoane. Prin aceast deplasare nu se modific volumul. Ciclul funcional se reia.

    Deplasarea pistoanelor este comandat de un mecanism motor construit n diferite variante.

    4.2. CLASIFICARE I VARIANTE CONSTRUCTIVE

    Principiul enunat permite mai multe variante, clasificate dup cum urmeaz.

    Dup natura pistonului: cu pistoane solide;cu pistoane lichide. Varianta cu pistoane solide este mai utilizat datorit presiunilor mari

    de lucru i randamentelor mai ridicate. Varianta cu pistoane lichide necesit cuplarea cu o transmisie hidrostatic. Este deosebit de simpl constructiv i deci fiabil. Randamentele sale sunt ns reduse, necesitnd cercetri suplimentare.

    Dup natura fluidului de lucru: cu gaze; cu lichide; Experimentele cu fluid de lucru lichid sunt limitate artnd un necesar

    de gabarit mai ridicat. Randamentul este sczut datorit transferului dificil de cldur. Capacitatea caloric a lichidului mult mai ridicat dect a gazului nu exclude soluia care ns necesit cercetri mai ample.

    Dup modul de lucru: cu simpl aciune; cu dubl aciune; La varianta cu dubl aciune, exist un singur piston care are succesiv

    rol distribuitor i motor, zonele cilindrilor fiind conectate ntre cilindri nvecinai. Soluia cu dubl aciune promovat de GM are avantajul unui gabarit mai redus pentru acest principiu funcional. i aceast variant necesit cercetri suplimentare.

    Dup modul de cuplare al cilindrilor (figura 6): cu pistoane rigide; cu pistoane libere.

    Sistemul cu pistoane rigide este legat la transmisia mecanic, iar cu pistoane libere aplicaiile pot fi multiple (mecanice, hidraulice). Mecanismul motor este considerat la motorul Stirling complicat i greoi, soluia cu pistoane libere avnd un potenial de aplicaie mai mare.

    Dup modul de dispunere al cilindrilor (figura 7): alfa; beta; gama.

    Clasificarea sub forma alfa, beta i gama a fost fcut de Kirkley n

  • anul 1962. La motorul alfa exist dou pistoane n cilindri separai, conectai n serie prin nclzitor, regenerator i rcitor. Motorul beta i gama folosesc pistoane distribuitoare. La motorul beta ambele pistoane se gsesc ntr-un singur cilindru, n timp ce la varianta gama - n cilindri diferii.

    Figura 6. Motor Stirling.: a) MS cu pistoane libere; b) MS cu pistoane rigide

    1- zona cald; 2-distribuitorul; 3-zona rece; 4-volumul elastic; 5-pistonul liber al compresorului; 6-nclzitor; 7-regenerator;

    8-rcitor; 9-biela distribuitorului; 10-carcas

    Dup tipul mecanismului motor: Firma olandez Phillips a dedicat numeroase cercetri motorului

    Stirling cu mecanism rombic. O cinematic ce asigur rotaia uniform i construcia cea mai compact o prezint mecanismul cu plac turnant.

    Dup numrul de faze: o faz; mai multe faze. Preocuparea pentru natura fluidului de lucru i principiul funcional

    al motorului Stirling, au dus la considerarea transformrii de faz n timpul proceselor de nclzire i rcire.

  • Figura 7. Modul de dispunere a cilindrilor

    a) MS alfa; b) MS beta; c) MS gama

    n acest caz rcitorul are rol de condensator, regeneratorul de prenclzitor al lichidului i nclzitorul de vaporizator. Tentaia acestei evoluii este faptul c prin schimbarea de faz, fluidul absoarbe o cantitate de energie, care duce la rcirea sa, astfel c rcitorul poate fi dimensionat la un gabarit mai redus. Pentru aceast situaie rcitorul se realizeaz din tuburi termice.

    Dup regimul de funcionare: rezonant; nerezonant. Aceast categoric se aplic pentru motoarele cu

    pistoane libere sau la care zonele sunt cuplate prin lichide. Ideea fundamental este funcionarea n faz a turaiei i pulsaia proprie a elementelor libere (motorul cu pistoane libere) sau a coloanei de lichid.

    4.3. AVANTAJE I DEZAVANTAJE

    + emisii poluante minime la compuii limitai prin lege; funcionare linitit, fr zgomot de ardere; policombustibil, consumuri asemntoare cu injecia direct la M.A.C.. - costuri de fabricaie; presiuni ridicate de lucru pentru puteri normale (probleme de etanare); puteri specifice pe unitatea de mas i volum relativ sczut; suprafa de rcire mare - gabarit i mas.

  • 5. CONCLUZII

    Extrapolnd tendina la sistemele alternative, avantajele principale

    cele mai semnificative, inclusiv innd seama de tendinele existente n construcia automobilului (autovehicul cu mas redus, cheltuieli de ntreinere reduse i durat de via ridicate, siguran n funcionare, costuri de fabricare), le prezint turbina cu gaze, ea beneficiind de cercetri eseniale din partea tehnicii de aviaie i a tiinelor materialelor. Aceste cercetri au permis practic eliminarea dezavantajelor de consum care a fost adus sub nivelul motoarelor convenionale actuale prin randamentele sistemelor componente, introducerea schimbtorului de cldur i adoptarea materialelor ceramice n construcia turbinelor. Costurile ridicate, care scad automat prin trecerea la producia de mas, se amortizeaz prin durata de via i costurile de mentenan mult mai reduse dect pentru motoarele convenionale.

    Pentru a ntregi imaginea comparativ a surselor de propulsie alternative sunt sintetizate o serie de date comparative n tabelul 2.

    Tabelul 2

    Date comparative a surselor de propulsare M.A.S. *) M.A.C. **) Turbina

    cu gaze Motorul Stirling

    Motorul Wankel

    Turaie 4000-8000 1800-4000 8000-80000 2000-4500 6000-8000 Raport de comprimare 8- 12 17-21 4-6 4-6 7-9 Consum specific 250-350 195-240 300-700 240-300 300-380 Noxe ***) 1 1 0,9 0,5 1,2 Masa specific 5-2,5 8-2 3-1 10-7 2-1 Coeficientul de adaptabilitate [%]

    5-30

    10-30

    50 100

    20-40

    5- 15

    Durabilitatea***) 1 1 2 ~1 ~1 *) M.A.S. cu catalizator cu trei ci **) M.A.C. cu injecie direct ***) raportat la nivelul M.A.S.

    Pentru optimizarea performanelor sistemelor de propulsie s-a

    ncercat combinarea diferitelor variante constructive, rezultnd sisteme hibride (tabelul 3).

  • Tabelul 3. Sisteme hibride de propulsie

    COMBINAIA SCOP METODA Motor cu piston, turbina cu gaze Creterea puterii prin supraalimentare

    Utilizarea gazelor arse

    Motor cu piston, turbina cu gaze Creterea puterii prin

    supraalimentare i creterea puterii motoare Sistemul turbocompound

    Utilizarea gazelor arse

    Motor cu piston Motor cu unde de presiune

    Supraalimentare COMPREX Utilizarea gazelor arse

    Turbina cu gaze Motor cu unde de presiune

    Creterea temperaturii maxime a ciclului Utilizarea rcirii paletelor

    Motor cu piston Motor electric Transmisie hibrid pentru poluare minim Utilizarea funcionrii

    nepoluante a sursei electrice

    Turbina cu gaze Motor electric Transmisie hibrid pentru poluare minim Utilizarea funcionrii

    nepoluante a sursei electrice

  • BIBLIOGRAFIE

    1. A. Brebenel, C. Mondiu, I. Frcau - Manual de reparaii pentru autoturismul

    Dacia, Editura Tehnic, Bucureti, 1975 2. S. Samoil, Ghe. Tocaiuc, G. Cordonescu - Instalaii i echipamente auto -

    coli profesionale, anul I - II, Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1994

    3. M. Stratulat, M. olman, D. Viteanu - Diagnosticarea automobilelor, Editura Tehnic, Bucureti, 1977

    4. Gh. Fril, S. Samoil - Cunoaterea, ntreinerea i repararea automobilului - Manual pentru coli profesionale, Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1984.

    5. I. erban, M. Poenaru, A. teflea - Utilajul i tehnologia meseriei mecanic motoare-termice. Manual pentru licee industriale, Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1991.

    6. Gh. Fril, M. V. Popa, M. Fril - Automobile. ofer mecanic - auto. Manual pentru anii I i II, Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1994

    7. Gh. Fril, M. V. Popa - Automobile. ofer mecanic - auto. Manual anul III, Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1993

    8. Gheorghe Tocaiuc - Instalaii i echipamente auto, Editura Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1990

    9. Cunescu S. - ndreptar automobilistic, Editura Tehnic, Bucureti, 1968 10. Uzina autoturisme Piteti - Manual de reparaii al autoturismului Dacia

    1300, 1970 11. Ghi I., Raicu V. - ntreinerea i repararea echipamentului electric auto,

    Editura Tehnic, Bucureti, 1971 12. Traian Canta - Autoturismele Oltcit, Editura Tehnic, Bucureti, 1987 13. Drgulnescu, N. Ciuc - Echipamentul electronic al automobilului, Editura

    Tehnic, Bucureti, 1987

  • CUPRINS

    1. MEMORIU JUSTIFICATIV ..........................................................................................................................1

    1.1. MOTORUL CU PISTON .......................................................................................................1 1.2. SISTEMELE ALTERNATIVE DE PROPULSIE ...............................................................1

    2. MOTOARE CU PISTON ROTATIV -MOTORUL WANKEL...................................................................3

    2.1. PRINCIPIUL DE FUNCIONARE ......................................................................................3 2.2. SCHEMA CINEMATIC I PRILE CONSTRUCTIVE PRINCIPALE....................4 2.3. VARIANTE CONSTRUCTIVE REALIZATE ....................................................................6 2.4. AVANTAJELE I DEZAVANTAJELE MOTOARELOR WANKEL ............................8

    3. TURBINA CU GAZE.......................................................................................................................................9

    3.1. PRINCIPIUL DE FUNCIONARE. AVANTAJE I DEZAVANTAJE...........................9 3.2. TURBINA CU GAZE - CONSTRUCIA GENERAL ...................................................10

    4. MOTORUL STIRLING.................................................................................................................................14

    4.1. PRINCIPIUL DE FUNCIONARE ....................................................................................14 4.2. CLASIFICARE I VARIANTE CONSTRUCTIVE .........................................................16 4.3. AVANTAJE I DEZAVANTAJE........................................................................................18

    5. CONCLUZII ...................................................................................................................................................19 BIBLIOGRAFIE ................................................................................................................................................21