Cum este influenCum este influenţţat at viitorul de descoperirile viitorul de descoperirile

trecutului?trecutului?

Silvia VladSilvia Vlad

Daria AndreiDaria Andrei

Motoare Motoare

Mai prezintMai prezintăă interes interes motoarele termice pentru motoarele termice pentru

noi?noi?

Ce este un motor termic si Ce este un motor termic si cum functioneazcum functioneazăă??

Motoarele termice cu piston, Motoarele termice cu piston, transformtransformăă energia termic energia termicăă (caldura) (caldura) rezultatrezultatăă prin arderea combustibililor prin arderea combustibililor îîn n lucru mecanic lucru mecanic şşi i îîn energie caloricn energie caloricăă disipativdisipativă (căldură pierdută).ă (căldură pierdută).

Lucrul mecanic se manifestLucrul mecanic se manifestăă sub sub forma miforma mişşccăării rectilinii rii rectilinii şşi alternative a i alternative a pistoanelor, care este,la rpistoanelor, care este,la râândul ei, ndul ei, transformattransformatăă îîn min mişşcare de rotacare de rotaţţie a ie a arborelui cotit cu ajutorul mecanismului arborelui cotit cu ajutorul mecanismului bielbielăă-manivel-manivelăă..

MotorMotorEnergieEnergie Lucru mecanicLucru mecanic

Căld

ură

pie

rdu

tăC

ăld

ură

pie

rdu

tă

Ce sunt combustibilii?Ce sunt combustibilii?Substante sau amestecuri de Substante sau amestecuri de substante, care in urma unei substante, care in urma unei reactii chimice de ardere, reactii chimice de ardere, produc o mare cantitate de produc o mare cantitate de caldura. caldura. Dupa starea de agregare Dupa starea de agregare combustibilii se pot grupa in combustibilii se pot grupa in solizi, lichizi si gazosi.solizi, lichizi si gazosi.

Puterea caloricaPuterea calorica (q) = cantitatea (q) = cantitatea de caldura degajata (Q) la de caldura degajata (Q) la arderea unui kilogram de arderea unui kilogram de substanta.substanta.

Puterea calorica a combustibililor Puterea calorica a combustibililor solizi si lichizi se exprima in J solizi si lichizi se exprima in J (Joule)/kg sau,iar a celor gazosi (Joule)/kg sau,iar a celor gazosi in J /m in J /m 33

m

Qq

m

Qq

Puterile calorice ale cPuterile calorice ale cââtorva torva substansubstanţţee

CombustibilulCombustibilul Puterea caloricPuterea caloricăă

BenzinaBenzina 43,698 * 10 43,698 * 10 66J/ kgJ/ kg

MotorinaMotorina 42,569 * 10 42,569 * 10 66J/ kgJ/ kg

PPăăcuracura 39,7 * 10 39,7 * 10 66J /kgJ /kg

ButanButan 4545,,720 720 * 10 * 10 66J J /kg /kg

Lemn (umiditate 40%)Lemn (umiditate 40%) 12* 10 12* 10 66J J /kg /kg

Clasificarea motoarelorClasificarea motoarelorCriteriuCriteriu DenumireDenumire

Natura Natura combustibiluluicombustibilului

motoare cu benzinmotoare cu benzinăă

motoare cu motorinmotoare cu motorinăă

motoare cu gazmotoare cu gaz

Realizarea Realizarea ciclului motorciclului motor

motoare în patru timpi. motoare în patru timpi.

motoare în doi timpi motoare în doi timpi

Modul Modul producerii producerii amestecului amestecului carburant carburant

motoare cu formare exterioară a amestecului motoare cu formare exterioară a amestecului carburant (motoare cu carburator sau injecţie). carburant (motoare cu carburator sau injecţie).

motoare cu formare interioară a amestecului motoare cu formare interioară a amestecului carburant (motoare carburant (motoare DDiesel). iesel).

După felul După felul aprinderii aprinderii amestecului amestecului carburant carburant

motoare cu aprindere prin scânteie (prescurtat motoare cu aprindere prin scânteie (prescurtat MAS). MAS).

motoare cu aprindere prin compresie (prescurtat motoare cu aprindere prin compresie (prescurtat MAC sau MAC sau DieselDiesel). ).

AlcAlcăătuirea unui motortuirea unui motor

Supapa de Supapa de admisieadmisie (IV), (IV), Supapa de evacuare Supapa de evacuare (EV), (EV), Pistonul (P), Pistonul (P), Camera de combustie Camera de combustie (CC), (CC), Tija de conectare (CR), Tija de conectare (CR), Roata (CS) Roata (CS) Bujie (SP). Bujie (SP).

Care sunt caracteristicile unui Care sunt caracteristicile unui motor?motor?

1.1. Consumul de carburant:Consumul de carburant: cantitatea medie de cantitatea medie de carburat consumata la deplasarea pe distanta de carburat consumata la deplasarea pe distanta de 100 km100 km

2.2. Capacitatea cilindrică:Capacitatea cilindrică: suma volumelor dislocate suma volumelor dislocate de pistoanele motorului prin mişcarea din de pistoanele motorului prin mişcarea din punctul mort inferior pana in punctul mort punctul mort inferior pana in punctul mort superior (se măsoară în litri sau cmc). superior (se măsoară în litri sau cmc).

3.3. Turatia:Turatia: numarul de rotatii pe minut numarul de rotatii pe minut4.4. PutereaPuterea dezvoltata de motor: lucru mecanic dezvoltata de motor: lucru mecanic

efectuat in unitatea de timpefectuat in unitatea de timp5.5. RandamentulRandamentul : lucrul mecanic efectuat raportat : lucrul mecanic efectuat raportat

la energia consumatala energia consumata6.6. Demaraj:Demaraj: durata necesara pentru a atinge viteza durata necesara pentru a atinge viteza

de 100 km/hde 100 km/h

FuncFuncţţionarea motoarelorionarea motoarelor

Motorul Otto si Motorul Otto si Motorul DieselMotorul Diesel

MotorulMotorul AvantajeAvantaje DezavantajeDezavantaje

DieselDiesel Mai robustMai robust

Combustibil mai ieftinCombustibil mai ieftin

Demaraj dificilDemaraj dificil

Pornire dificilă la Pornire dificilă la temperaturi temperaturi scăzutescăzute

OttoOtto Demaraj rapidDemaraj rapid Combustibil Combustibil scump si scump si poluantpoluant

ElectricElectric Combustibil nepoluantCombustibil nepoluant Cost ridicatCost ridicat

ComparaţiiComparaţii

Putina istoriePutina istorie Sec II i.C.HERON din Alexandria a construit o turbina cu Sec II i.C.HERON din Alexandria a construit o turbina cu reactiereactie1707 1707 Demis PapiuDemis Papiu construieste o masina cu vapori pe care o construieste o masina cu vapori pe care o instaleaza pe o corabie. instaleaza pe o corabie. 1765, scotianul 1765, scotianul James WattJames Watt perfectioneaza masina cu perfectioneaza masina cu vapori, dandu-i forma definitiva sub care functioneaza si vapori, dandu-i forma definitiva sub care functioneaza si astazi.astazi.De-alungul timpului turbinele cu vapori s-au dezvoltat De-alungul timpului turbinele cu vapori s-au dezvoltat foarte mult, extinzandu-se pe o scara tot mai larga. Vaporii foarte mult, extinzandu-se pe o scara tot mai larga. Vaporii de abur au o masa specifica mult mai mica decat a apei si de abur au o masa specifica mult mai mica decat a apei si de aceea trebuie sa intre in paletele turbinei cu o viteza de aceea trebuie sa intre in paletele turbinei cu o viteza mult mai mare. Aceasta viteza ajunge uneori la 1 km/s iar mult mai mare. Aceasta viteza ajunge uneori la 1 km/s iar presiunea la 200 at.presiunea la 200 at.

Motoarele cu ardere interna sunt motoarele termice de cea Motoarele cu ardere interna sunt motoarele termice de cea mai larga raspndire. Ele au inceput sa evolueze mult mai mai larga raspndire. Ele au inceput sa evolueze mult mai tarziu datorita temperaturilor dezvoltate (cca 2000 °C) in tarziu datorita temperaturilor dezvoltate (cca 2000 °C) in corpul motorului. Din acest motiv dezvoltarea lor a avut loc corpul motorului. Din acest motiv dezvoltarea lor a avut loc odata cu dezvoltarea metalurgiei care a ajuns sa produca odata cu dezvoltarea metalurgiei care a ajuns sa produca oteluri si aliaje suficient de rezistente. Avantajul acestora oteluri si aliaje suficient de rezistente. Avantajul acestora fata de turbinele cu abur este in principal ca au gabarite fata de turbinele cu abur este in principal ca au gabarite mult mai reduse si pot fi puse in functine imediat. mult mai reduse si pot fi puse in functine imediat.

Puţină istoriePuţină istorie

Astazi se construiestc asemenea masini cu puteri de 2500 Astazi se construiestc asemenea masini cu puteri de 2500 CP la o greutate de numai 500g/CP.CP la o greutate de numai 500g/CP.O alta masina termica este motorul Diesel. El a aparut la O alta masina termica este motorul Diesel. El a aparut la inceputul anului 1900 in Germania si a fost inventat de inceputul anului 1900 in Germania si a fost inventat de Rudolf DieselRudolf Diesel. La aceste motoare aerul este comprimat . La aceste motoare aerul este comprimat rapid in cilindru pana la 25-30 at. Aceasta comprimare rapid in cilindru pana la 25-30 at. Aceasta comprimare ridica temperatura pana la 7-800 °C, producand astfel ridica temperatura pana la 7-800 °C, producand astfel aprinderea combustibilului sub forma de mici picaturi aprinderea combustibilului sub forma de mici picaturi produse de un vaporizator.produse de un vaporizator. Motorul Diesel este mult mai robust decat motoarele cu Motorul Diesel este mult mai robust decat motoarele cu explozie si are avantajul ca foloseste combustibil ieftin: explozie si are avantajul ca foloseste combustibil ieftin: motorina, titei sau chiar praf de carbune.motorina, titei sau chiar praf de carbune.

Se fabrica pe scara larga in industrie, pe locomotive, Se fabrica pe scara larga in industrie, pe locomotive, automobile, autocamioane. In prezent puterea dezvoltata automobile, autocamioane. In prezent puterea dezvoltata de aceste motoare poate ajunge pana la 20 000 CP.de aceste motoare poate ajunge pana la 20 000 CP.

FabricanFabricanţi celebri de automobileţi celebri de automobile

Nicolaus August OttoNicolaus August Otto – a inventat motorul cu – a inventat motorul cu benzină în 1876 benzină în 1876 Gottlieb DaimlerGottlieb Daimler – în 1885 a revoluţionat designul – în 1885 a revoluţionat designul automobilelorautomobilelorKarl Benz (Carl Benz) a construit în 1885 primul Karl Benz (Carl Benz) a construit în 1885 primul automobil cu combustie internăautomobil cu combustie internăDuryea Brothers - au înfiinţat prima companie Duryea Brothers - au înfiinţat prima companie care producea şi vindea automobile care utilizau care producea şi vindea automobile care utilizau benzina drept combustibil benzina drept combustibil Henry Ford a dezvoltat linia de asamblare a Henry Ford a dezvoltat linia de asamblare a automobilelor, a inventat mecanismul de automobilelor, a inventat mecanismul de transmisie transmisie Rudolf Diesel – a inventat motorul cu ardere Rudolf Diesel – a inventat motorul cu ardere internă care utiliza motorinainternă care utiliza motorinaCharles Franklin Kettering 1912 a inventat Charles Franklin Kettering 1912 a inventat sistemul de aprindere electrică pentru automobilesistemul de aprindere electrică pentru automobile

PerspectivePerspectivePentru a reduce dependenţa de Pentru a reduce dependenţa de

combustibilii fosili şi impactul combustibilii fosili şi impactul emisiilor posuante asupra mediului emisiilor posuante asupra mediului înconjurător, oamenii de ştiinţă au înconjurător, oamenii de ştiinţă au propus diverse surse de energie propus diverse surse de energie neconvenţională.neconvenţională.energia solarăenergia solarăenergia electricăenergia electricăhidrogenul - cea mai nepoluanta sursa hidrogenul - cea mai nepoluanta sursa de energie (costurile de productie si de energie (costurile de productie si distributie raman încă ridicate)distributie raman încă ridicate)bioetanolul- extras din cerealebioetanolul- extras din cereale

În loc de concluziiÎn loc de concluzii

Europa şi-a propus înlocuirea a 2% Europa şi-a propus înlocuirea a 2% din benzina şi motorina utilizate din benzina şi motorina utilizate în transporturi cu în transporturi cu biocombustibili până în 2005, biocombustibili până în 2005, respectiv 5,75% până în 2010. respectiv 5,75% până în 2010. Obiectivul pentru 2005 nu a fost Obiectivul pentru 2005 nu a fost atins, dar se aşteaptă progrese atins, dar se aşteaptă progrese substanţiale până în 2010. substanţiale până în 2010.

BibliografieBibliografie