capitolul 3 - motorul otto

8/16/2019 Capitolul 3 - Motorul Otto

1/11

Tractorul – pe `n]elesul tuturor Dan CAZACU, Lauren]iu NORI, Victor V ÂLCU

48

CAPITOLUL 3 MOTORUL CU

APRINDERE PRIN SCÂNTEIE

Autorii au considerat c\ este necesar ca acest tip de motor s\ fie

abordat `ntr-un capitol separat, tratarea acestuia al\turi de motorul Dieselputând creea confuzia precum c\ tractoarele sunt echipate [i cu astfel demotoare.

~n realitate tractoarele sunt echipate numai cu motoare Diesel,motoarele cu aprindere prin scânteie (Otto) putând fi `ntâlnite `nagricultur\ doar `n urm\toarele cazuri: motoare sta]ionare pentruac]ionarea unor pompe sau generatoare, la motocultoare, drujbe,

motopompe, motocositori, etc.Constructiv aceste motoare sunt identice cu cele cu aprindere princompresie, singurele diferen]e fiind legate de sistemul de alimentare [isistemul de aprindere. Pentru a creea o imagine u[or de `n]eles, `n cele ceurmeaz\ vom vedea care sunt asem\n\rile [i deosebirile dintre cele dou\tipuri de motoare.

Asem\n\ri:· Ambele tipuri de motoare (Otto [i Diesel) se `ncadreaz\ `n categoria

motoarelor cu ardere intern\, deci, transform\ energia termic\ `nenergie mecanic\ prin arderea unui combustibil `n interiorul unor

camere de ardere;· La ambele tipuri se `ntâlne[te aceia[i diversitate constructiv\ `n ceea

ce prive[te a[ezarea [i num\rul cilindrilor;· Constructiv, vom g\si acelea[i piese la ambele motoare (arbore cotit,

biele, cilindrii, pistoane, bloc motor, chiulas\, etc.) [i dispuse `naceea[i pozi]ie [i ordine;

· Sistemele de r\cire [i de ungere sunt identice pentru ambele tipuri demotoare [i pot prezenta aceia[i diversitate constructiv\;

· Mecanismul de distribu]ie este identic pentru ambele tipuri de motoare;·

Ambele tipuri pot fi dotate cu elemente pentru supraalimentare (turbinede aer, r\citoare de aer);· Pân\ la un anumit punct [i sistemele de alimentare sunt foarte

asem\n\toare (rezervor, filtre de combustibil, filtre de aer, pompe dealimentare);

Deosebiri:· La motoarele cu aprindere prin scânteie, din sistemul de alimentare

dispare pompa de injec]ie [i injectoarele, `n locul acestora vom `ntâlnicarburatorul sau injec]ia mono, multipunct sau `n cilindru;

· ~n locul injectoarelor vom g\si bujiile, cu rolul de a aprinde amestecul

carburant acestea f\când parte din sistemul de aprindere (acestsistem lipse[te la motorul Diesel);


2/11


49

Ideile de baz\ ce trebuiesc re]inute `n cazul acestor motoare sunt

urm\toarele – la aceste motoare amestecul carburant se aprinde datorit\scânteii produs\ de c\tre bujie iar la timpul de admisie, `n interiorul

cilindrului este aspirat amestec carburant (aer + benzin\) care seformeaz\ la nivelul carburatorului.

~n cazul motoarelor moderne, prev\zute cu pompe de injec]ie monosau multipunct, `n interiorul cilindrului este aspirat doar aer iar benzinaeste pulverizat\ cu ajutorul injectoarelor, fie `n galeria de admisie (cazulinjec]iei monopunct [i multipunct) fie direct `n cilindrii, aceasta din urm\fiind ultima noutate `n domeniu. Construc]ia acestor motoare este maicomplicat\, deoarece, func]ionarea pompei ce alimenteaz\ injectoareleeste coordonat\ de c\tre un computer de bord.

Timpii de func]ionare aunui motor cu aprindere prin scânteie[i sistem de alimentare cu carburator.

AERUL + PIC|TURI DE BENZIN|(AMESTEC CARBURANT)

ESTE ASPIRAT ~N INTERIORULCILINDRULUI

Timpul I – ADMISIAPe parcursul acestui timp, arborele

cotit se rote[te [i trage pistonul `n jos, `ninteriorul cilindrului. Când pistonul sedeplaseaz\ `n jos, `n interiorul cilindrului, secreeaz\ o depresiune care face ca s\ fieabsorbit `n interior aer proasp\t, supapa deadmisie fiind deschis\. ~n drumul de la

exterior spre cilindru, aerul trece prin filtrude aer [i apoi prin carburator unde seamestec\ cu pic\turi foarte fine de benzin\.

Acest amestec, `n propor]ia de 1 gram debenzin\ la 15 grame de aer, ajunge `ninteriorul cilindrului.

Umplerea cilindrului este complet\ atunci când pistonul ajunge lacap\t de curs\ `n partea de jos a cilindrului (PMI-punctul mort inferior),moment `n care `ncepe cursa de jos `n sus a acestuia iar supapa deadmisie se `nchide. ~n acest moment primul timp este complet. De re]inutc\ `n interiorul cilindrului a p\truns aer + benzin\.


3/11


50

Timpul II – COMPRESIA~n timpul acesta, supapele sunt `nchise iar pistonul se deplaseaz\

de la PMI la PMS.

Amestecul p\truns `n interiorul cilindrului nu poate sc\pa a[a c\este comprimat `n partea de deasupra a pistonului.

AMESTECUL CARBURANT ESTECOMPRIMAT ~N INTERIORUL

CILINDRULUI

AMBELE SUPAPE SUNT ~NCHISE

Atunci c`nd pistonul estefoarte aproape de sfâr[itul cursei decompresie, bujia d\ o scânteie careaprinde amestecul carburant.

Viteza de propagare afrontului de flac\r\ trebuie s\ fie de30-80 m/s . Când aceast\ vitez\dep\[e[te 1000 m/s, arderea estedetonant\ iar func]ionarea motorului

este defectuas\.

TIMPUL MOTORENERGIA TERMIC| ESTE

TRANSFORMAT| ~N ENERGIEMECANIC|

Timpul III – DETENTAC\ldura degajat\ `n urmaarderii amestecului carburantproduce o presiune mare ( 40-45daN/cm2) care are ca rezultatextinderea pernei de gaze. Aceast\extindere for]eaz\ pistonul s\coboare `n interiorul cilindrului sprePMI, acesta la rândul s\u, prinintermediul bielei, rote[te arborele

cotit [i d\ putere motorului.


4/11


51

Este singurul timp motor, adic\, singurul timp `n care energia termic\

este transformat\ `n energie mecanic\.

PISTONUL ~MPINGE AFAR|GAZELE ARSE

SUPAPA DE EVACUARE ESTEDESCHIS|

Timpul IV – EVACUAREA Chiar `nainte ca pistonul s\

ajung\ la PMI, pe detent\, supapade evacuare se deschide, iar princursa de la PMI la PMS acesta`mpinge gazele arse pe galeria deevacuare. Acest timp are rolul de a“cur\]a” cilindrul `nainte deefectuarea unei noi aspira]ii, `nurma c\reia cilindrul se va umpledin nou cu amestec carburantproasp\t.

Sistemul de alimentareTotalitatea organelor care iau parte la formarea amestecului

carburant [i introducerea acestuia `n cilindru, `n cantit\]i corespunz\toare`nc\rc\rii motorului, alc\tuiesc sistemul de alimentare.

Din acest sistem de alimentare fac parte: rezervorul, pompade alimentare, carburatorul, regulatorul de tura]ie, filtrul pentru aer [i

filtrele pentru combustibil.Carburatorul este organul principal al sistemului de alimentare[i serve[te pentru formarea amestecului carburant [i dozareacantit\]ii de amestec ce se introduce `n motor.

La un carburator se disting dou\ p\r]i principale: camera de nivel constant [i camera de amestec. Camera de nivel constant (1) estepus\ `n leg\tur\, printr-o conduct\, cu rezervorul de combustibil, sau cupompa de alimentare. ~n interiorul ei se g\se[te plutitorul (3), prev\zut cuun cui obturator (4). Urm\rind nivelul combustibilului, plutitorul, prin vârfulconic al cuiului obturator, `nchide sau deschide orificiul de intrare a

combustibilului. ~n felul acesta alimentarea carburatorului se face cu ocantitate determinat\ de combustibil.


5/11


52

Schema carburatorului:1-camera de nivel

constant; 2-camera deamestec; 3-plutitorul;4-cuiul obturator; 5-

admisia carburantului; 6-canal de leg\tur\; 7-jiclor;

8-admisia aerului; 9-galeria de admisie; 10-

clapeta de aer; 11-clapetade accelera]ie;

12-pârghia regulatorului

de tura]ie; 13-difuzor; 14-supap\ de admisie; 15-

chiulas\;16-cilindru; 17-piston.

Din camera de nivel constant (1) combustibilul trece `n camera deamestec (2) printr-un canal, prev\zut cu un orificiu calibrat (7), numit

jiclor . Când motorul nu func]ioneaz\, nivelul benzinei trebuie s\ fie cu cca2 mm sub nivelul cap\tului terminal al acestui canal, numit adeseori [ipulverizator.

Camera de amestec areform\ cilindric\. Un cap\t al eieste `n leg\tur\ cu aerulatmosferic (prin intermediul filtruluide aer), iar cel\lalt cu cilindrulmotorului, prin conducta saugaleria de admisie.

CARBURATORULFORMEAZ| AMESTECUL

CARBURANT ~N CANTITATE {I ~N CALITATE CARE S|

R|SPUND| REGIMURILOR DEFUNC}IONARE ALE

MOTORULUI

Camera de amestec (2) prezint\ o `ngustare a sec]iunii (de tip tubVenturi) numit\ difuzor (13), ce are rolul de a m\ri viteza de trecere aaerului prin dreptul pulverizatorului, turbionându-l `n acela[i timp, pentru ase ob]ine un amestec carburant omogen.

Pe por]iunea dintre jiclor [i conducta sau galeria de admisie seg\se[te obturatorul sau clapeta de accelera]ie (11). Aceasta esteac]ionat\ de c\tre regulatorul de tura]ie la motoarele stabile, sau de pedala de accelera]ie la motoarele de pe autovehicule. C\p\tând diferite

pozi]ii de a[ezare fa]\ de sec]iunea camerei de amestec, clapeta de


6/11


53

accelera]ie permite trecerea unei cantit\]i mai mari sau mai mici deamestec carburant, `n func]ie de `nc\rcarea motorului.

Func]ionarea carburatorului: prin deplasarea pistonului `n cursa

de aspira]ie [i prin deschiderea supapei de admisie, pe conducta deadmisie a motorului [i `n camera de amestec a carburatorului cu careaceasta este pus\ `n leg\tur\, se creaz\ o depresiune. Drept urmare,aerul atmosferic p\trunde [i trece cu vitez\ prin camera de amestec. ~ndreptul difuzorului este aspirat\ prin jiclor benzina, sub form\ de pic\turifine, se amestec\ cu aerul [i p\trunde `n cilindru.

Carburatorul cu un jiclor nu satisface func]ionarea unui motor curegim variabil de tura]ie [i sarcin\. Pentru a se ob]ine un raport deamestec optim, din punct de vedere cantitativ [i calitativ, `n func]ie deorice regim de func]ionare a motorului, carburatoarele se prev\d `n mod

obi[nuit cu dou\ sau trei jicloare: jiclorul de mers `n gol (de relanti), jiclorul principal [i jiclorul compensator .

Jiclorul de mers `n gol alimenteaz\ motorul cu o cantitate mic\ debenzin\, când acesta func]ioneaz\ la tura]ie sc\zut\. El debiteaz\benzina numai când clapeta de accelera]ie este `nchis\, iar aerul necesarform\rii amestecului carburant intr\ `n carburator printr-un orificiu (sauconduct\) prev\zut cu [urub de reglaj.

Jiclorul principal intr\ `n func]iune atunci când se deschide clapetade accelera]ie [i debiteaz\ benzin\ pentru mersul motorului la tura]ienormal\.

Jiclorul compensator debiteaz\ combustibil numai `n intervalul detrecere de la mersul cu tura]ie sc\zut\, la mersul cu tura]ie normal\ când,datorit\ iner]iei benzinei, jiclorul principal nu poate asigura cantitatea decombustibil necesar\.

Pentru a porni u[or, `ndeosebi pe timp rece, motorul trebuiealimentat cu amestec carburant bogat `n benzin\. ~n acest scop,carburatoarele se prev\d cu o clapet\ pentru aer (obturator pentru aer),numit\ [i [oc de aer , montat\ la cap\tul exterior al camerei deamestec,`nspre filtrul de aer. Prin aducerea acesteia `n pozi]ie de

`nchidere se mic[oreaz\ cantitatea de aer ce intr\ `n amestec [i astfel seob]ine un amestec carburant bogat `n benzin\. Obi[nuit, [ocul de aer seac]ioneaz\ manual [i trebuie deschis complet imediat ce motorul a intrat`n tura]ie normal\. ~n caz contrar, surplusul de benzin\, ce nu arde dinlips\ de aer, se prelinge pe pere]ii cilindrului, spal\ uleiul [i, astfel va avealoc o ungere necorespunz\toare a motorului, fapt care poate duce lagriparea motorului.

Sistemul de aprindere Aprinderea amestecului carburant din cilindru, la motoarele cu

aprindere prin scânteie, `n 4 sau 2 timpi, se face cu ajutorul scânteii


7/11


54

electrice produs\ la nivelul bujiei când este alimentat\ cu un curentelectric de `nalt\ tensiune.

Se folosesc `n acest scop dou\ sisteme:

· sistemul de aprindere cu magnetou;· sistemul de aprindere de la baterie de acumulatoare [i bobin\ de

transformare.

Sistemul de aprindere cu magnetou Acest sistem de aprindere este format din: magnetou, fi[e [i bujii.Magnetoul produce curent alternativ de joas\ tensiune, `l

transform\ `n curent de `nalt\ tensiune [i `l distribuie prin fi[e la bujii.Magnetoul este alc\tuit din : inductor, indus, ruptor, `nf\[urarea

secundar\ [i distribuitor .Inductorul este format dintr-un magne] permanen], `ntre poliic\ruia se formeaz\ un câmp magnetic, uniformizat de masele polare.

Indusul, situat `n câmpul magnetic al inductorului, are un miez defier moale pe care se g\se[te `nf\[urarea primar\, din fir de cupru izolat.~n jurul `nf\[ur\rii primare se g\se[te [i `nf\[urarea secundar\, care,transform\ curentul electric de joas\ tensiune `n curent electric de `nalt\tensiune.

Schema sistemului de

aprindere cu magnetou:1-cam\; 2-platoul ruptorului ; 3-distribuitorul; 4-capaculdistribuitorului; 5 -fi[\; 6 -

condensator;7-paratr\snet ; 8 -bujie;9-magnet permanent ;

10 -mase polare;Ip-`nf\[urarea promar\; Is-

`nf\[urarea secundar\.

`nf\[urarea primar\ (Æ = 0,7 - 1,0 mm; nr.spire = 200 - 300) [i`nf\[urarea secundar\ (Æ = 0,1 - 0,15 mm; nr.spire > 6000).

~nf\[urarea primar\ are un cap\t legat la mas\, iar cel de al doileacap\t este legat la ruptor. ~n timpul func]ion\rii magnetoului, `n `nf\[urareaprimar\ se formeaz\ un curent de induc]ie de joas\ tensiune. Curentulelectric de joas\ tensiune, creeaz\ `n jurul `nf\[ur\rii primare un câmpmagnetic. Când se deschid contactele platinate, acest curent de joas\tensiune se `ntrerupe [i dispare [i câmpul magnetic.

Aceast\ varia]ie de câ

mp magnetic (de la o valoare a intensit\]iiliniilor de for]\ la zero) induce `n `nf\[urarea secundar\ curentul de


8/11


55

induc]ie de tensiune mare ( 4000 – 12 000 V). ~n deriva]ie cu `nf\[urareaprimar\ este conectat un condensator, iar la `nf\[urarea secundar\ un paratr\snet pentru protec]ia circuitelor respective.

Ruptorul d\ posibilitatea`ntreruperii momentane acurentului de joas\ tensiune careparcurge `nf\[urarea primar\.

VARIA}IA CÂMPULUI MAGNETICLA NIVELUL ~NF|{UR|RII

PRIMARE PRODUCE CURENTULDE INDUC}IE DIN ~NF|{URAREA

SECUNDAR|

El este alc\tuit dintr-un platou (disc) pe care se g\sesc dou\contacte platinate, din care unul mobil (cioc\nelul) conectat la `nf\[urareaprimar\ [i altul fix (nicovala) legat la mas\.~ntreruperea circuitului de joas\

tensiune se realizeaz\ prin `ndep\rtarea cioc\nelului de nicoval\, la odistan]\ de 0,4 - 0,5 mm, de c\tre un ax cu came.

Distribuitorul este format dintr-un capac din material electroizolant,prev\zut cu un num\r de contacte (ploturi) egal cu num\rul cilindrilormotorului. ~n interiorul capacului un rotor-distribuitor (lulea de distribu]ie),pus `n leg\tur\ cu `nf\[urarea secundar\ a indusului, stabile[te pe rând,prin rotire, contactul cu ploturile. De la acestea, prin fi[e, curentul de `nalt\tensiune trece la bujii.

Fi[a este un conductor electric multifilar, izolat, legat cu un cap\tla plotul distribuitorului [i cu cel de al doilea, la bujie. Fi[a asigur\ trecereacurentului de `nalt\ tensiune de la distribuitor la bujie.

Bujia formeaz\ scânteia electric\ necesar\ aprinderii amesteculuicarburant, `n care scop prime[te de la distribuitor, prin fi[\, curent de`nalt\ tensiune.

Bujia este alc\tuit\ dintr-un electrod central, unul pân\ la treielectrozi secundari, izolatorul electrodului central [i corp. Scânteia seformeaz\ `ntre electrodul central [i electrozii secundari (de mas\), carese g\sesc la o distan]\ de 0,5 - 0,7 mm de electrodul central. Capeteleelectrozilor se g\sesc `n camera de ardere a motorului.

Caracteristica principal\ a unei bujii este “valoarea termic\”,respectiv “cifra de incandescen]\” care arat\ felul cum p\streaz\c\ldura primit\ de la un motor. Din acest punct de vedere se deosebesc:bujii calde [i bujii reci.

Bujia cald\, sau cu valoare termic\ sc\zut\ (W 45 - W 90), arecapacitate mic\ de a se r\ci, de a ceda c\ldura primit\. Bujia cald\ esteindicat\ pentru motoarele cu un raport mic de comprimare, de tura]iesc\zut\, care lucreaz\, `n general, la sarcini mici.


9/11


56

Bujia

a-bujie sec]iune; b- bujie cald\; c- bujie rece.1-piuli]\; 2-izolator; 3-corp central; 4-corp metalic;

5-por]iune filetat\; 6-electrod central; 7-electrod secundar.

Bujia rece are valoare termic\ ridicat\ (W 200 - W 600), coeficientmare de transfer a c\ldurii [i deci transmite u[or spre exterior c\lduraacumulat\. Bujia rece se folose[te la motoarele cu raport mare decomprimare, care lucreaz\ la tura]ii [i sarcini ridicate. Pentru motoarele `n2 timpi, precum [i pentru cele r\cite cu aer sunt indicate bujiile reci.Valoarea termic\ a unei bujii este determinat\ de conductivitatea termic\a izolantului [i de forma geometric\ a acestuia.

Sistemul de aprindere de labaterie de acumulatoare

La acest sistem de aprindere curentul de joas\ tensiune (6, 12 sau24 V), furnizat de c\tre bateria de acumulatoare, este transformat `ncurent de `nalt\ tensiune (10000 - 25000 V) de c\tre o bobin\ detransformare (bobin\ de induc]ie) [i repartizat cu ajutorul distribuitorului,prin fi[e, la bujii, `n func]ie de ordinea de aprindere. Curentul de `nalt\

tensiune se formeaz\ prin induc]ie `n momentul `n care curentul de joas\tensiune este `ntrerupt de c\tre ruptor. Instala]ia de aprindere cuprindedou\ circuite :· circuitul de joas\ tensiune al bateriei de acumulatoare, pe care se

g\sesc: ampermetrul (A), `ntrerup\torul (2), `nf\[urarea primar\ (Ip) abobinei de transformare, ruptorul (Rp) [i condensatorul (3) montat `nderiva]ie;

· circuitul de `nalt\ tensiune care cuprinde: `nf\[urarea secundar\ (Is)a bobinei de transformare, distribuitorul (Dt), fi[ele (f), bujiile (b) .


10/11


57

Bateria de acumulatoare este format\ din mai multe elemente legate

`n serie. La motoarele cu ardere intern\ se folosesc acumulatoare cu pl\cide plumb [i acumulatoare fiero-nichel.

Bobina de transformare (de induc]ie) serve[te pentru transformareacurentului de joas\ tensiune, generat de bateria de acumulatoare, `ncurent de `nalt\ tensiune, necesar form\rii scânteii electrice la bujii.

Bobina de transformare:1 - miez;

Ip - `nf\[urare primar\;Is - `nf\[urare secundar\;

2 - rezisten]\ electric\.

3 - rezisten]\ electric\.

Bobina de transformare este format\dintr-un miez de fier moale, pe care se g\sescdou\ `nf\[ur\ri din fir de cupru izolat:`nf\[urarea primar\ [i `nf\[urarea secundar\.Pe `nf\[urarea primar\, `n serie, poate fimontat\ o rezisten]\, pentru protec]iacircuitului.

Schema sistemului de aprindere cu baterie deacumulatoare [i bobin\ de transformare:

B-bateria de acumulatoare; K -`ntrerup\tor; A-ampermetru;Ip-`nf\[urarea primar\ a bobinei; Rp-ruptor;C -condensator;

Is-`nf\[urarea secundar\ a bobinei; Dt -distribuitor; f -fi[\;b-bujie; P -paratr\snet; G-generator de curent; R -releu.


11/11


58

Ruptorul [i distribuitorul au aceea[i construc]ie [i rol func]ionalca la magnetou.

Func]ionarea sistemului de aprindere de la baterie de acumulatoare:

circuitul primar este `nchis când contactele ruptorului sunt `n contact. ~naceast\ situa]ie, curentul de joas\ tensiune de la baterie str\bate`nf\[urarea primar\ a bobinei producând `n jurul acesteia un câmpmagnetic. Când circuitul primar se ̀ ntrerupe (contactele platinate se deschid)câmpul magnetic dispare. Aceast\ varia]ie de câmp induce `n `nf\[urareasecundar\ un curent de ̀ nalt\ tensiune.

capitolul 3 - motorul otto

Documents