sehimba~ialura,astfelindt la 0 sarcinafoartemica(tp= 0,05),"I}vvariaza.asimptotic.La MAC, eurbele"I},,(n)ramin paraleleodata eu marirea turatieipentrudiferitepozitii l aleeremalierei.

Regimul termic al motorului influenteazape 'Y)"prin gradul de incalzirea fluidului proaspat.Astfel, "1)vmasurat in eonditii de funetionarea moto-rului, deci la "eald" este sensibilmai redus, eu aproximativ 10% dedt ineazulin care aeela~imotor esteantrenat,deci funetioneaza.la "reee". Yalo-rile regimului termie sint determinatede particularitatile constructive ~ifunetionaleale motorului. De pilda, regimul termic al motoarelor raciteeuaerfiind in generalmai ridicatdedt eelal motoarelorraciteeuapa,la toateeelelalteeonditii identice,valoarealui 'YJvva fi mai redusain primul eaz.

2.1.5.3.Influentelefactorilorconstructivi

Sectiunealitrica a supapeijoaea un rol major in sporirea gradului deumplere.Relatia (2.54**)arata ea se poatemari turatia fara a eompromitegradul de umplerenumai daca se amplifica in aeeea~iproportie sectiunealitrica a supapei.Pe bazadiferiteloreonstruetiidemotoares-a stabilit depen-dentaSLsa(n),(fig. 2.39).Influenta directaa sectiuniilitrice asupraparame-trilor 'Y)",Pa, Ww pgase arata in figura 2.40. Se observaca 'Y)"cre~terepedein domeniul0,3...0,9 m2/m3,apoi ere~tereaeste asimptotica.Gnd turatianu-l obligapeproiectantsa aleagavalori ridicateale sectiunii litrice, nu esterational sa se exagerezein aeestsensdeoarecemarirea lui SLsa se face CQdificultate. Pornind de la relatia (2.58)~i tinind seamade (2.59) se obtinfactorii eonstructivi fundamentali

(2.87}

asupracarora se actioneazain proiectarepentru imbunatatireaproceselorde schimbarea gazelor.

Diattletrul relativ al orificiului liber (doa/D)esteparametruleonstructivdebaza, carese modificapentru a realiza sectiunilitrice superioare.Diame-trul daadepindede spatiul disponibil pentru amplasareasupapelor.Xnmodcurentse evalueazaraportul dsa/Dcarevariaza in limitele 0,44.. .0,55. Gnd

JlJ(JO 20110 JlJOO 4000 5rioo 6riuonfrt,f/min]

Fig. 2.39. Dependenta sectiunii litricea supapeide admisiul1ede turatie.

20iJ'2>-~"'"

J8/J?:.~!50

'.0

120

tOO

0.5 0.9

Fig. 2.40. IRfluellta scctiul1iilitrice asupraunor parametri ai admisiunii.

S3

d.adepa~e~te1/2din D, rezuHa0 reducerea spatiului disponibiJ pentru supapa deevacuare, care se confectioneazacu untalermaimic decit 1/2din D (fig.2.41,a).Dupa unii constructorisepoatecobori d...pina la 0,9dw' dupa altii, chiar pina la0,77d.w Reducereasectiunii litrice a su-papeide evacuareesteposibilatinind sea-

a b ma ca evacuarealibera se producela 0F 211D' o' . diferentamarede presiune~idetermina019. .' . lamctrulmaxI~nal supapCI golireeficientaa cilindrului.Daca depa-In raportcu alezaJul. .. .. .

. . ~e~tehmltelemdlcate,reducerea1mSL..esteoblCctlOnalapentru c1iproduce0 cre~tercsensibila a lucrului mecanicde pompaj. Se amplificasensibilsectiunealitric1i, folosind doua supapedeadmisiune(fig. 2.41, b). Solutia cu' doua supapede evacuareurmare~tesa~~u.rezeevacuareacaldurii din supapa ~inu are ca scop marirea sectiuniihtnce a supapei.Solutiile cu trei ~ipatru supapesint costisitoare~ise in-tllnescrar la motoarelede serie (secunoa~temotorul dieselde camionHa-nOI?a~cu doua supapede admisiune~idoua de evacuare).Ele sint carac-tenstlce la motoarelepentru automobilelede curse.

.Al'hitectUl'acamel'ei.Ie al'del'ejoadi unrol deosebitin determinareadimen-siunilor talerului de supapa. Dupa a~ezareasupapelor.camerelede arderese impart in cameredeardere cu supapelateralesau in L, camerede arderecu supapein chiulasasau in I, camerede arderemixte. Camerade arderein L (fig. 2.42,a) are un sistemsimplu de comandaa supapei.Arborele dedistributie a~ezatlateralla partea inferioaraa cilindrului, prime~temi~careaprintr-un pinion de la arborelecotit, iar camaactioneaza0 tija impingatoarede lungime redusa~imasamidi. In plus, camerain L asigura0 inaltimeredusamotorului. La acesttip de camera,spatiul disponibilpentru plasareasupapeloresteredus.dsaestemic. Clnd s-a trecut la MAS-uri cu turatii ridi-cates-a constatatca, pentrumarireacorespunzatoarea lui SLsacamera in Lnu oferaposibilitati.De aceea.camerelein L au fost abandonate.Acesta esteun exemplude renuntarela 0 solutie constructivasimpia in schimbulunorsolutii mai complicatecare permit insa sporireaputerii pe cilindru, adica aputerii litrice. Camerelein I au astazi cea mai mare raspindire. La MAC,nici in trecut nu a fost posibila0 aHa solutie,deoarececamerain L nu per-mite reducerea volumului Vc pentru a realiza un raport de comprimareridicat (e:= 16...23).La camerelein I se urmare~tefolosireala maxima suprafeteitransversalea cilindrului, pentru confectionareasupapelorcutalere cit mai marL Camerain I este de doua feluri: cu supape paralele(fig. 2.42,b) ~icu supapeinclinatesau in V (fig. 2.42, c). La camerelein I,la aceea~ipozitie a arboreluicu cameca la camerain L, estenecesara0 tijaimpingatoare1,mai lunga~i0 piesasuplimentara,culbutoru12,pentruschim-barea sensului de mi~care.Maselemai mari in mi~careconducla forte deinertie superioare,care amplifica uzura camei. Camerelecu supapein Vpermit 0 sporirea diametruluidsacu 25% ~ia ariei At a taleruluicu aproxi-mativ 60%. Unghiul ~ dintre supapeavea initial 90.. . 100,dar a fost mic-~orattreptatla 50.. .80,cu scopuldea sereducedeviereacurentuluidefluidproaspatprin galeriade admisiune(v. fig. 2.46).Cameramixta (fig. 2.42,d)permite0 sporiresuplimentaraa diametruluidsadar areun sistemcomplicatde comandaa supapelor.Este folositatotu~ila un motor de serie,pentru unturism "tot teren". Cameracu supapelein V atingeperformanteinalte de

84

dc;

~~ADL%I

I

c

To/eru/supopei

e

Fig. 2.42. Solutii constructive pentru miirirea sectiunii litrice a supapei.

sectiunelitridi, permitecre~tereaturatiei peste6500 rot/min, dar reprezintao solutie constructivacomplicata,care se intilne~terar la motorul de serie,fiind curentala motoarelepentruma~inilede curse~iadoptatauneorila mo-toarele pentru turismele sport.

inul!imea relati\'8 maxima de.ridicare a supapei(hmax/doa)de~iinfluen-teazadirectsectiunealitrica, variazain limitelerestrinse(0,22.. .0,28)pentrulimita superioaraexistlnd constringeri importante, mecanice;;i gazodina-mice. Astfel, doafiind limitat, marirea inaItimii relative inseamna.sporirealui hmaxceea ce conducela cre~tereaproportionala.a acceleratieisupapei,cu consecintede uzura asupracamei.Pe de alta parte,se observaca.debitulde aercre~teasimptoticcu raportul hmax/doa(v. fig. 2.11,b), deoarececifra decurgerea supapei(f!a).acre~te,la rindul ei, asimptotic.Pentru motiveleara-tate hmaxse limiteaza aproximativ la 1/4 din doa.Cu aceastaconditie hmaxestede 6...9 mm la MAS (alezajesub 100mm) ~i10.. .14 mm la MAC (ale-zajepeste100mm).La prima clasademotoare,acceleratiilemaximealesupa-pei ajung la motoarelede serie,la 3000. ..6000 m/s2;la a douac1asademo-toare la 1000.. .2 000m/s2,deoareceacceleratiilesint proportionalecu pa-tratul turatiei.

(:ursapistOllului (5) estesubordonatanumai in partecerintelordesectiunelitrica. Motoarelecareau cursascurta au 5L mai mare,ceeace explidi, par-tial, tendintade a reducecursa la motoarelecu turatii foarte ridicate.

85

UnghiuldeiuclinareataIeruIuidesupapa(y)ampIifidi.sectiunealitriciipentruacela~ihmax,cind ia valorimid (fig. 2.42,e). Solutia optimaestey = 0,dareIiminaefectuldeautocentrarepecareil producesediulinc1inat.In prezentseutilizeazatreisolutii:y = 30,45,60.PrimasolutieproducesectiuneaIitricaceamaimare;a treiasolutieproducecelmaimicSL (cos60/cos30= 0,577),dar asigudi.celmaibun efectde autocentrare.Solutiay = 45reprezintaun compromis~iesteceamai raspindita.

Factoruldeprofil al camei(fpc)semodificiiprudentdeoareceinfluen-teazaacceleratiamaximaa supapei.In figura(2.43,a) sintaratatetreipro-file distinctede camepentrua varia sectiunearelativaa orifidului oferitA.a,caregrupeazaaproximativsolutiileactuale.Primulprofil (1), caracte-ristic pentru motoarelede turatie mica, indica 0 cre~tererapidii a lui A",

. ~imentlnereaunei valori ridicate (A.a;;;;'0,9)pe un interval maredin duratarelativa a admisiunii (&'0.9=0,2.. .0,8).Al treileaprofil conducela acce-leratii mai mid (ridicarelentape cama),dar A-:a;;;;.0,9se reaIizeazanumaipe20% din durata admisiei (&0.9= 0,4...0,6).Factorulde profil al camei,prin definitie,arata in ce raport sta aria medieA.a fata de 1/2 din Asamar

(2.88)

Pe deaHaparte,ariarelativamedieif seobtineprindefinitiedinexpresia

(1/&a) ~:A,ad(Lh)= A,,,,- -unde ~a = 1. Se obser::.acaAsa= Asa/Asamarde unde rezultafpc= 2Asa-PentruceletreiprofileA"a = 0,772;0,651,0,457.Rezultaciifpc variazainlimitele 0,914...] ,544,ceeace arata di. pe aceasHicale se poate amplificasectiuneaIitrica in raportul 1:1,7. In realitate, curba 1 nefiind accesibilamotoarelor foarte rapide,marirea lui SLsa esteposibila numai in raportul0,65:0,457= 1,42. Variatia sectiunii relative Asa pentru dteva motoarede fabricatie romaneascase arata in figura 2.43, b.

I DACJ,fIJ@2#0~-2SJ 0=-"5

8&

Durata deschideriisllpapeide admisillne(~oca)aparein re- ~latiile (2.54**)~i(2.86)ca un fac- vtor independent.Marirea lui ~ocade la 220 la 3000RA (cu36%)permite0 sporirea lui 'Y)"cu 10%(fig. 2.44).

Ucsul SupaI)eide admisiune.Discutiaanterioaraa urmarit sadisociezeinfluentacelor doi fac-tori D.Xa~iSLsa.' Se intelegeca,dad ea s-ar fi referit la relatia(2.5-1)sau (2.54*) ar fi avut 'invedereinfluentaglobalaa US-uluisauCSL-ului. Influentaunorfac-tori constructiviasup;acclor doiparametriai supapeideadmisiunede la motorulturismuluiDacia 1300se arata in tabela2.3.Sporireacelordoiparametri cu 50...60% produce in toate cazurile 0 cre~terea acceleratieimaxime,varianta a 8-a fiind cea mai acceptabila.

Traseul de admisiune inluenteazagradul de umplereprin presiuneaPoa(reI.2.45).Se ia in eonsiderarelungimea,seetiuneatransversala,forma, cali-tateasuprafetelorinterioareale traseului,preeum~iorganeledispusepe aeesttraseu.Filtrul de aer constituie0 sursaimportantade pierderigazodinamice,rezistenteleprodusede el fiind eu aUt mai mari eu cit eapaeitateade filtrareestemai ridicata ~icu cit cre~tein exploataregradul de imbicsire eu im-puritati retinute din aerul atmosferic.Un filtru normal mic~oreazape 'Y)veu 2. . .4%. 1ntrucitmiqoreaza puterea,uneori, la ineereareamotoarelorseimpune sa se indiee putereamasuratafara. filtru sau in ambele situatii,eu ~ifara filtru. Difuzorul~i obturatorulproduc variatii importantede sec-tiune, la MAS. La ineerearileefectuateeu un motor derivat din motorulturismuluiDacia 1300s-a obtinut 0 miqorare a lui ~"eu 3%, prin reducereadiametruluiminim al difuzorului de la 23 mm la 21 mm. Rezistenteleintro-dusede difuzor ~iobturator se reduesensibilprin utilizareamai multor ear-buratoaresau a carburatoare1ormultiple. Conducta~igaleriade admisiuneeuprind inevitabil coturi caredeviazacurentulde aer ~isporesccoeficientul

depierderi~a'1nfigura 2.45 searata influentaformei cotului ~ia pozitiei lui in lungul conducteideadmisiuneasupralui 'Y)". Cindcotul esteamplasatla 1/2 dinlungimeaLCAaconductei,~acre~tedela 5 la 7 dacase trecede laconductadreaptala conducta cucotul la 135;~aajungela 8,5pentrucotulla90.Devieriimpor-tantealecurentuluiproducearhi-tecturacamereide ardere.Lacamerain L seproducdouadevi-eri, in plus,sectiuneaO-O:stran-guleazacurentul(fig.2.42).Eli-minareacotuluidin galeria",de

260L1ao['RA]

Fig. 2.44 InfIuenta duratei procesuluide admisiuneasupra unor indici caracteristici.

J

100Conducluoreoplo

0.98

0.96

0.9250 80

Fig. 2.45Influentalungimii ~iformei conduc-tei de admisiuneasupra graduluideumplere.

/80n =5250rol/m/p

SLso.IO.IO.om"!l

240 280 300

87

Tabda 2.3

~=0 Influenlu unor fnetor! constructh'l ni'lupruuesullli motorlliul lie tllrlsm Daeln1300 [8J

*) A - cama.asimetrica.;S - cama.simetrica;") I - camera.cu supapcparalele;Ac- camerii.acoperi~;..* v. fig. 16.18.

j.,

II Razcl.areeJorole'"""*1 I,

I

!Tipul d$a

Nmnr\ll deI Foru"a Data..1US"' UL.a Aceeleralia I.". maxVarianta camei*) (111m] cerc:i de 'sa tnR,r s\"papc ('amt:T('1de desc.ndt'nI , l11axim

--baz [mm] [mm] [mm]

I ardcrc**) supapt'lorI[m'ORA] [m,oRA/mS] (m/,I] d.a

i I " I " I ! I ,1 A 65'.00 1,83 11.8 7.-13 , 33.5 I I 260 0.082 252

I

'!OOO 0.222,-- --- ---. -- "--.-2 S -11.10 5.00 11.8 7.-13 33.5 1 I 260 0,07'1 228 -1500 0.222

--- ., --- -- --3 A 78.80 2.00 16,0 10,00 33,5 I I 260 0.09-1 289 10700 0.298--.- ----" -'- ---- --- - ----I S 87.80 9.00 15,9 10.00 36,0 I I 260 0.122 375 12250 0.277- '-- - --_.-5 S 69.-10 7.00 15,3 7.-13 28.0 2 I 260 0.138 -12-1 9000 0.265

-- --6 A 78.80 2.00 16,0 10.00 -12.0 I Ac 260 0.130 -100 10800 0.238

- -- ---- -.-- --7 A -10.50 3.00 12,0 7.-13 33.5 I I 300 0.092 283 -1800 0.222.--- --- ---- -. -S S -19.50 8,00 12,0 9,30 33.5 I I 300 0.128 39-1 6300 0.277

aFig. 2.46 Forme ale galerieide admisiune.

admisiune(fig. 2.46),dnd setrecedela solutiaa la solutiab, eliminadeviereacurentuluiin galerie~ipermitesporireaturatiei. Lustruirea interioaraa con-ducteireducecoeficientul~a~imare~tepe "t)vcu 2. . .3%.Solutia e aplicabilape motoarespeciale.

Lungimeacondudei de admisiuneare influentedistinde asupraumplerii.o lungimemare amplificapierderileprin frecare,~acre~te.'IJvscade.Pe deaHaparte, 0 conduda mai lunga are 0 masa de fluid proaspatmai mare.Influenta inertiei coloaneide gaz se cerceteazaseparat (v. par. 2.1.6).

{:l'iteriuladirnensionalZ. Se retine din relatia (2.86)grupul de termeniil.a.alp, SLsa ~i1tcare se prelucreazatinind seamade relatiile (1.1), (1.6),

.I (2.58)~i (2.67*):

"t)v"'"fi'saalPSLsa= (fLa)sa'1td~a/!.. alp. 4Asan .Asa n 1tD2S

(2,89)

Se observaca Z este0 marime adimensionalacare grupeazamai multiparametride baza. Dependenta'/jv,...,I/Z propusa in [21J a fost cercetatape un motor monocilindric. Considerat drept un criteriu de simiJitudinepoatefi folosit de proiedant (fig. 2.47),dar trebuieavut in vederedi el nuilustreaZrtun numar de fenomene(postumplerea,curgereainversa,rezistentelecondudeloretc.). 7.De aceea,pentru a fi aplicabil a fost prezentat 08impreunacu rezultateleobtinutein conditiivari- 07ate de incercare(LcA ~ifazedistincte). Din [21J .rezuWi dt (fLa)sa,redus la diametrulmareal ta- 0.6lerului (d.a) ia frecvent valori cuprinse intre 050,28.. .0,34.

TrasNll de enlClHU'C are conducte mai lungi O~ 0.5 07 Q!l (f /3 /5 Zcareproducrezistentegazodinamicerelativmarl.La :\IAC se plaseazauneori in conductade eva-cuare 0 clapetacare creeaza0 contrapresiunein

Fig. 2.47 Variatla gradului deumplere eu eriteriul adimen-

slonal Z.

89

~1

galeriadeevacuare(2,5.. .3,0daNfcm2),pentru% . a spori lucrul mecanicde pompaj.Dad moto-

AwtR),j rul este antrenat de vehicul el contribuie lai5

1

60. frinarea acestuia.SOIU

.

tia este folosita pentruautobuzeurbane~iautocamioanecu frecyenta

12 1,.0. mare de frinare (500..1000 frinari /100 km.8 la deplasare,pe ~oselede munte).I I 2 3 " 5 6 Amortizoarelede zgomotcreeazarezistente

"~lu u ~U U I in calea curentului. Amortizorul de zgomot01 I . produce0 cre~tereapresiuniiP".,din carecauzaI cre~teLp si y" scade'1)1>~i se inregistreaza0

I . . reduceredeputereAP., de aproximatiy1...C,,'o 8125 C,1J,t. .. .3% pentru fiecare zecimede da?\jcm2in

Fig. 2.48.!llfluentaconductelde plus. Din aceastacauza esterecomandabilsaadlmsmneasupra lul 9pu' A t 1 . f~ ~ t. . 1se mcercemo oru cu ~l ara amor lzor, lar a

competitiilede viteza este permisa inlaturarea amortizoruluide zgomot.Numurul de cilindri ai motorului. La motoarelepolicilindrice,conductele

de admisiune~ievacuareau inevitabil coturi ~i lungimi diferite. Incerdtriexperimentalecu un motor cu ~asecilindri au aratat (fig. 2.48)0 cre~tereacoeficientului

de tipul colectoruluieste sau nu daunlitoareumplerii. La scbemaa, conductade admisiuneeste comuna("poarta siameza") pentru fiecare grup de doi cilindri cu supapeleinvecinate.Cind admisiuneala cilindrul 3 se afla spre sfir~iteste necesaraer suplimentarpentru post-umplere.In cilindrul 4 admisiuneaeste la inceput astfel ca P ~ Po' De pilda, din figura 2.6se obsena cA la 50"RA dupa pmi, presiuneain cilindru estep = 0,6daN/cm2(cazul cilin-

J drului 4 in care incepe admisiunea); la 500 RA dupa pmB, p=O,83 daNfcm2 (cazul cilin-drului 3 in care se sfir~e~teadmisiunea). Ca urmare, se creeaza 0 diferenta de presiune (PI/a - P)favorabilii cilindrului 4, care dirijeaza curentul spre acesta.Intructt admisiuneala cilindri3 ~i-I sefaceprin "poarta siameza",cilindrul 4 preia fluidul proaspAtdin colector in daunacilindrului3. Interferentaadmisiuniila cilindrii 3 ~i 4 determinaun 'lJvmai mic pentru cilindrul3, 0 reducerea puterii efectiveglobale,0 functionareneuniformaa cilindrilor. In mod analog,cilindrul 1 reduceefeetulde postumplerepentru cilindrul 2. Schemab a conducteide admi-siuneapareca0 solutieimbunatatitApentrueliminareafenomenuluide interferenta.Conductaare 0 singura "poarta siameza"pentru cilindrii 2 ~i3, la care insa.admisiuneanu interfe-reazii.,fiind decalatacu intervalul dintre doua aprinderi. Schemab aplicata la MAS mare~teinsa gradul de distributie neuniformaa combustibilului intre cilindrii (v. par. 5.5.3).

La cvacuareagazelor,cAderilede presiunese inverseaza(P ~ PI/e)' Presiuneain galeriade evacuarecre~te111.inceput repededatoritil. evacuarii libere (fig. 2.50,a ~i2.14). Golirea

cilindrului este eficienta daca spre finele evacuarii,presiuneain galerieeste Pl/e

rb

Fig. 2.51 Schemeale conduclelorde evacuare.

lui de interferenta a evacuarii este in opozitie cu aWl. reprezentarecare sustine di gazelecare trec din cilindrul 4 prin conductade evacuare,produc un efect de ejectie datorita vite-zelor mari de curgere, u~urindevacuareadin cilindrul 3. Solutiile recentede conductedeevacuare infirma ultima reprezentare.Astfel, se cauta sa se atenuezeefectul interferenteievacuarii.In acestscop,schemab esteinlocuita de schemac, Ia care conductelelungi impie-dieapropagareavirfului depresiunedela un cilindru la altul, in perioada interferenteievacu-arii. Solutiile din figura 2.51elimina consecinteIefenomenuluide interferenta;in cazul a toateconductelefiind independente,iar in cazuI b cilindrii 2 ~i3 cu poarta "siameza" au 0 con-ducta comuna, dar evacuareaeste dt:calata.

2.1.6.FENOMENE DINAMICE IN CONDUCTE

Dad. se eliminasimplificareaca curgereaprin conducteestepermanenta(W = ct) iar presiuneaIn cilindru cvasiconstantaIn cursele de pompaj,.se evidentiaza doua fenomenedistincte: fenomenul inertial !?i fenomenulondulatori~.Primul estedeterminatde inertia coloaneide gaz din conducte,urmatorul, de elasticitateacoloaneide gaz. Cele doua fenomeneactioneazasimultan,dar, In anumiteconditii, unul sau altul estepreponderent,ceeaceimpunecercetarealor distincta.Proiectantulle puneIn folosulschimbuluidegaze In doua feluri ~i anume: 1) spre sflr~itulprocesuluide admisiuncserealizeazaIn poarta supapeide admisiune0 cre~terede presiunecare inten-

92

sifidi postumplerea;2) spre sflr~itulpro-cesului de evacuare (perioada ~CXd8)serealizeazain poarta supapeide evacuareo depresiunecare u~ureazaevacuareaga-zelorde arderesau baleiajul cilindrului.

Fenomenulinerlional estedeterminatde deplasareagazeior prin conductecuviteze variabiJe, generate,in esenta,demodificareacontinua a ariei orificiuluioferit desupapa(v. fig. 2.6,b, ~i2.14,b).Se consideracoloana de fluid proaspatdin conductade admisiune ca un gazincompresibil.Asupra coloanei de gazactioneaza,la 0 extremitate presiuneaatmosfcricaPo' iar la cealaltil extremitate,in poartasupapeideadmisiune,presiuneaPP8a,diferita de presiunea Pua' ~1i~carcacoloaneide gazestedescrisade ecuatialui Newton:F = ma sau

(2.90)LC1.0SApmi pme

unde: ~PP8" = Po- Ppsa;d," - diametrulconductei de admisiune;W,a-viteza inconducta;mea- masadefluiddin conducta.

La inceputul admisiunii cre~tereadWeaestepozitiva, coloanase accele-reaza,PP8"

2) se elaboreazaun criteriude similitudinepe bazaecuatiei(2.90),carese coreleazaapoi cu datele experimentale. '

In primul caz,pentruun intervalmic ex- (ex- H),H fiindpasuldeinte-grare, rezulta

dWc,,(ex)Jdex= (Wc,,(ex)- Wc,,(ex- H)JH,iar vitezala un momentdat Wc,,(ex),rezultadin ecuatiadecontinuitateWca== WsaAsaJAca,W.a fiind 0 necunoscutain sistemulde ecuatii diferentiale(tab. 28.8), care se determinala fiecarepas. In al_doilea caz se consideraurmatoarele dependente: AWca",Wca= (DJdca)2Wp = D2SnJ30d~a;A.. == ~"'-J6n,undeAex= f(Aexa).adicaeste0 functiede durataprocesuluide ad-misiune;mca=poVca=PoL7td~aJ4;Po= PoJRTo, iar pentruPo = ct, din relatia(2.37)rezulta Po'" 1/aJp' Se obtine:

AP '" Vn2 . VS.psa f(Aexa)aJpVca

Se nume~tecriteriulde similitudineal efectuluiinertional,grupul adimen-sional

1 = Vn2 Vs .alp Vca

Pentru Vs= 0,31, Vca=580.10-;1m3,L=0.5 m, n=5 000rot/min. alp=330 m/s, rezultaEI = (0.52.50002/3302)(0,3.10-3/580.10-6)=29,7.

Cercetareaexperimentalaa aratatca dacaseurmare~tevariatialui "I)"fatade 0 valoare de referinta "l)voexista 0 dependentaA"I)v="I)"- "1)0= f(1),carese arata in figura 2.53,a.

L117v

0,15

aos

0,0

0,0

10 20 30 40 Ef

c

(2.91)

n

Fig. 2.53 Corelatii caracteristicedatorate fenomenelordinamice din con-ducta de admislune.

d

94

)

t

)

Elt

"l32

20I . . . .

10 20 30 40 El 30 SO 90 flilSAa t)

b

I~

Se observaca exista0 valoareoptimaElopt pentrucareefectuIinertionaIestemaxim.Intrudt EI depindede turatie,nu sepoateobtineefectulmaximdedt la un singurregim de functionare.Apoi, EI depindede L ~i Vea. Laun motor cu 8 ciIindri in V cu conducte cu L ~i Veil distincte, pentrugrupuride doi cilindri, au rezuItat valori distincteale graduIui de umplere,vaIorileextremefiind 0,77~i0,86.Diferenta s-a ameIioratdnd s-au reaIizatconducteegaIe.Intrudt APpall= f(AlXa),s-aobtinutexperimentaldependentadin figura 2.53, b, care permite sa.se evaluezeintr-o prima aproximat1edimensiuniIeconductei de admisiune.

Eieetul oodulatoriu. 10 cazuI unei conducteIungi (fig.2.53,c), cre~tereaA"fju cuEI estesimiladi,darinregistreazaperturbatiicaresepunpeseamaefectuIuionduIatoriu,care se suprapuneaid pesteefectuIinertional.

Excitatia produsa de cilindru la 0 extremitate a conductei genereazaundedepresiunecaresepropagain coloanadegazcu vitezasunetuIui.

In procesuIde admisiune,la inceput, are loc 0 scaderea presiunii il1~i:Iindru, careproduce0 depresiunein poarta supapei.Depresiuneasepropagain conducta.(fluid compresibilsauelastic)cu vitezasunetuIuia,p ~ 330m/s.Depresiuneaprodusala inceputuladmisiuniise reflecta.la extremitateacon-ducteide admisiunecu schimbarede semn~ise reintoarcein poarta supapeide admisiuneca 0 suprapresiuneAppaacareintensificapostumplerea(post-umplereonduIatorie).La un motormonociIindricse calcuIeaza.lungimeacon-ducteiL pentruca0 undadepresiunesaajungala sfir~ituladmisiuniiin poartasupapei.Durata de propagarea pcrturbatici de presiune, dus-intors, este" = 2 Lla,P' unde "t'= A1X/6n,adidi

L = AIX'a,P em]. (2.92)12n

I,

95

La un motoreun =5000 rot/min pentru !::.rt.a=2300RA rezultl1 L = 230.330/12.5000 ==1,26m; la turapa de moment maxim nllf =3000 rot/min. L =2,1 m. Condueteeu ase-menealungimenu sint aeeeptabilepe motoarelede autovehieule.\

I

Relatia(2.92)se corecteaza,in sensuIca AIX

/;

M

'0;--, 1.30,

.~~~~Po

:

. q,

0)0

qS5

pme pmi pmeC1Fig. 2.54 Variatia presiunii in conducta de evaCuare.

pme 120 pmi

tura gazelorde evacuare.Presiuneaprodusa la capatul conductei de eva-cuarese reflecta cu schimbarede semn~ise intoarcein poarta supapeicao unda de depresiune.Frecventa fundamentalaa unei unde stationarein-tr-un tub inchis, care simuleazaconducta de evacuare,este If = age/4L(age- viteza sunetului in gazele de evacuare). Pentru age= 500m/s~iL = 2 m rezultaIf = 63 osc/s.Daca 1t= 2000 rot/min= 33,5rot/s, rezultaca in 0 rotatie, apar 63/33,5~ 2 osc/rot, ceeace se confirmaexperimental(fig. 2.54,a). In acestcaz, in pmi sose~te0 unda de presiunecareimpiedicaevacuareagazelorde ardere.La turatia de 4000 rot/min rezulta 1 osc/rot(fig. 2.54,b),ceeaceproducein pmi, 0 depresiune,careintensificaevacuarea.Pentru a obtineunda de depresiunesepune aceea~iconditieca in admisiune~ise gase~telungimeaconductei,folosind relatia (2.92).$i in acestcaz sintnecesarecorectii de forma.6.cx< .6.cxe(durataevacuarii).Traseulde evacuarecuprindedouatronsoane.Primul independentde lungimeaL *; al doileacomunpentru mai multi cilindri (v. fig. 2.51).Pentru lungimeaL* s-a gasit prinexperimentarirelatia

L* = 8,5' 10-3.6.cxeS(D/dce)2em]. (2.94)

Pentru 5 = 80 mm, .6.CXe= 240, D = 65 mm, dce= 40 mm, rezulta:L* = 8,5' 10-3.240.80. 10-3(65/40)2= 0,43 m. Experimentari efectuatepe un motor cu doua conducte (fig. 2.54, c) au aratat ca in cazul L * = 250 mmse obtine 0 depresiunein pmi, care permite cre~terealui "f)vcu 11% ~i aputerii cu 10%, fata de cazul L* = 125mm.

2.1.7.CALCULUL PROCESULUI DE ADMISIUNE

Schimbareagazelor este descrisade un sistem de ecuatii diferentiale,rezolvabil numai cu ajutorul calculatoarelornumerice.Sistemul este tratatin capitolul28. Pentru proiectareesteinsa nevoie~ide 0 metodade calculsimpla,operativa,caresa ofereinformatii asupraparametrilorde starede lasflr~ituladmisiunii (Pa, Ta) cu scopul de a se dezvoltacalculul termic.Me-toda de calcul se bazeazape urmatoareleipotezefundamentale:1) in cursade admisiunepresiuneain cilindruesteconstanta(P= Pa);2) admisiunea

incepein pmi,perioadadedeschideresimultanaa supapelorestenula;3) lainceputuladmisiuniiin cilindruseaflagazerezidualela presiuneaPg,defi-nit5-de rezistentelegazodinamiceale traseuluide evacuare;4) se ia inconsiderarefenomenuldepostumplere,decisupapadeadmisiuneseinchidecu intirzierefata de pme; 5) fluidul proaspatse incalze~tein contactcuperetii(conducta,chiulasa,ciJindrul,pistonuletc.);6)la sf1r~ituladmisiuniiincilindruseaflaunamestecomogendegazedeardere~ifluid proaspat;gazelereziduale~ifluidulproaspatsint gazeperfecte,inertechimic;7)parametriivariabiliAw Wga,Wsa'fLsaetc.au valorimedii.Prin calcul,se determinastareafluiduluimotorla sflr~itulcurseideadmisiune,in punctula al ciclului(v. fig. 2.7,c).

~Ietodadecalculsebazeazapeecuatiile1...5 (tab.2.4),definitein acestcapitol.

Tabela2.4Relatii pentru ealeulul admislunil

97

*) UnitAti de masura.: P in daN/cm2; Tin K; P in kg/m3; Wp, a,p in m/s ; 1Zin rot/min ;Llcc,.in oRA; SLsa in m2/1;D, doain mm; daca.seaplica.relatiile (2.54)sau (2.54*)se introduceUS". in m2RA, USLsa in m2RA/1.

7- c. 582 23

I Relatia de calcul*) INumAruIdeordinedintext

1 Pa To e: 1 2.34'1),,=-.-'-.Po Ta e:- 1 1- cPpu+Yr

2 (D2 180 r-2 2.45Pga =Po- 0,5.10-5(1+ a)Polp-. -1)v Wpd8a Llocaka

[ ka - 1('1)" r n2 r-12.54**

3Pa=Pga 1- 18.1O-6 -;:- 2 2 sau

alP ILsa tJ.a:aSLsa 2.54,2.54*

46 [ 1 1 pg

Ta = To ka(1 - cppu)+- - . - -1- CPpu+Yr '1),,6e:- 1 Po1 2.70

_ ka - 1 . ]1),,6 PoPg To 15 Yr =- - 2,73Po Tg '1)v(e:- 1)

-

6 Pa =Po'1),,6ka(e:- 1)(1- cppu)+ Pg

1+ ka(e:- 1)-

7 Po'1)v6k(e:- 1)(1- cppu)+ Pg

(D2 180 r - =Po - 0,5.10-5(1+ a)PoIP-.- '1)" wi>da Lloca -, rka

[ ka - 1( '1)v r n2 ra-1=[I+ka(e:-l)] 1-18.10-6-- alp ILsa Llcx;SLa

Sistemulde ecuatii cuprinde21 parametri.Un grup de opt param~trinu depindede proceselede schimbarea gazelor:Po' To. ka.alp, e:,D. n. Wp;un grup de opt parametrise alegepe baza datelor statistice:Pv. Tv. e. "iJ:.a,

------------- fmi

2.2.SCHIMBAREAGAZELOR LA IIOTOARELE INDOl TIMPI

Principiul derealizare. Analiza tcrmodinamidi a cielurilor motoarelorcu ardere intern1iaratAca,pentrua menpne la un nivel ridicat pedormantelede economicitate~iputere, doidin cei patru timpi ai unui motor sint indispensabili:comprimarea prealabilaa indirdituriiproaspete(v. par. 3.1), care asigura0 valoareridicata a randamentuluitermic ~idestindereagazelor.de ardere,carepermite obpnereaunui lucru mecanicuti!. Astfel, pentru a se obpneo puteresporitape unitateade cilindree,reducereanumaruluide timpi se poate realiza numaiprin eliminareacurselorde admisiunenormala~ievacuarefortata..0 asemeneasolupe devinepracticposibila daca funcpa de pompa pe care 0 indepline~tepistonul unui motor in patrutimpi estepreluata.de 0 instalatiespecialade pompaj. tn acestscop, motoarelein doi timpisint prevazutecu agregatesuplimentare,care asigura umplereafortata a cilindrului. Pentruevacuareagazelorde ardere~i umplereacilindrului cu gazeproaspete,se afecteazafractiunidin curselededestindere~icomprimare.Evacuareagazelordeardere~iadmisiuneaserealizeazaprintr-un ~irde fante sau lumini, executatela partea inferiol\ra a cilindrului (fig. 2.55, a).cecace permiteeliminareadistributiei prin supape~isimplificareaconstructivaa motorului.

Fluidul proaspat comprimat intr-o suflanta.la presiuni P8 reduse,de ordinul a 1.3at.ajungeprin luminile de baleiaj in cilindru. Gazele de ardere sint evacuatedin cilindru prin

luminilede evacuare.tn timpul evacuarii,presiuneain galeria de evacuarePgeeste teoreticconstanta ~imai midi decit presiunea, teoretic constanta., a gazelor proaspete P8' Diferenta de pre-siune P =P8 - Pge face posibila umplerea fortata a cilindrului. Deschiderea ~i inchiderealttminilordebaleiaj~ievacuaTe(lumini de distribupe) sint controlatede piston, care, indepli-nind 0 functiesuplimentara,de sertar de distributie, estesupus unor conditii de funcponaremai greledecit cele in care lucreaza.pistonul unui motor in patru timpi. Evacuarea gazelorde arderedin cilindru se efectueazaliber ~i fortat, inultimaetapaprin dislocarealor de catregazeleproaspete,prin baleiaj.tn conditii teoreticeesteexclusa.amestecareagazelorde arderecu fluidul proaspat~astfelincit sepresu-pune di acesta din urma acponeazaca un piston. tnrealitate,amestecareanu poatefi evitata, din cauza di-fuziei moleculare~iturbulente.

Procesulde baleiaj poate avea loe numai dadi pre-siuneain ci1indru esteeel mult egala cu presiuneaflui-dului proaspat P8' Ca ~ila un motor in patru timpi, ~iLa un motor in doi timpicielul defuncponareestetrun-chiat.tntrucit destindereaprelungitAa gazelorde arderepina la presiuneaPa nu esteposibila, este necesarca inmomentul deschiderii luminilor de baleiaj, DLB (fig.2.55,b). presiuneain cilindru sa. fie teoretic egala cu

presiuneaPa' Aceasta condipe se realizeazanumai dadideschiderealuminilor de evacuare (DLE) se produceinainteadeschideriiluminilor de baleiaj; in felul acestaare loc sdipareain exterior a unei cantitati de gazedearderecaredetermina0 sdidere rapida a presiunii pina

la presiuneaP8' tn acestscop se prevede 0 sporire ainiHpmii luminilor de evacuareHe in raport cu inaltimealuminilor de baleiaj H /J'

Evacuarealibera a gazelor de ardere determina lamotorul in doi timpi cu distributie prin lumini un de-zavantaj important. Astfel, dupa ceopistonul a inchis

17

a~

I

b

Fig. 2.55.Luminile de distributie(a) ~i fazele de distributie (b) la

un motor in doi timpi.

99

luminile de baleiaj. comunicatia cilindruluicu exteriorulnu se intrerupe (in intervalul!3flLE-!3clLB) deoareceluminile de evacuarese inchid cu intirziere; aceasta are dreptconsecinta sdi.pareafluidului proaspat inexterior.

Baleiajul cilindrului. Frocesul de eva-cuare fortata a gazelorde ardere de catrefluidul proaspatnu estecunoscut, in pre-

zent, in toate amanuntele.Un rol exceptionalin evacuareafortata a gazelordeardererevinemodului de deplasarea curentiJor de fluid proaspat.C'1.retrebuie sa fie astfel incit sa asi-gure 0 dislocarespatiala a gazelorde ardere, sa.mic:;;orezela minimum gradul de amestecareturbulenta cu gazelede ardere :;;isa.previna scapareain exteriorprin luminile de evacuarea fluidului proaspat.

Pentru a urmari deplasareacurentilor in cilindru, au fost efectuatecercetaripe modelecarepermit filmareaprocesuluide baleiaj. Au fost imaginatemodelede diferite tipuri: planesau spatiale, statice sau dinamice, cu actiune continua sau monocic1ica..Imaginile obtinuteprin fotografiereaprocesului de baleiaj pe un model plan (reprodusschematicin fig. 2.56)arata ca, initial, chiar la 0 deschidereredus1\.a ferestrelorde baleiaj :;;iindependentde inc1i-narea lor, curentul de fluid proaspat patrunde in cilindru paralel cu axa lui :;;itangent lapereteleadiacentluminii de baleiaj (a). Apoi, curentul sufera 0 inclinare fata de axa cilin-drului (b) dar directiasa de deplasareestetot ditre partea superioaraa cilindrului. 0 deschi-deresuplimentaraa luminilor de baleiaj (c) mare:;;teinc1inareacurentului de fluid proaspat,care tinde sa formeze un virtej in partea superioaraa cilindrului. Ultimele secventearatao divizare a curentului de fluid proaspat (d); 0 ramura a lui se deplaseazaspre partea supe-rioara a cilindrului :;;iproduce un virtej in sensuI de rotatie al acelor ceasornicului;cealaltaramura,de forma unui arc, se indreaptacatrelumina de evacuare,prin care scapain exterior.

In prezent, dirijarea curentiJor de fluid proaspat in cilindrul motorului, in vedereaspo-ririi eficienteiproceselorde evacuare:;;ide admisiunefortata,seefectueazain mai multe feluri.Dupa traiectoriaparcursa de curentul principal de fluid proaspat in cilindru, se disting douatipuri fundamentalede baleiaj: 1) baleiaj in bucld; 2) baleiaj in echicurent.Fiecare tip debaleiaj se realizeaza,la rindul lui, in mai multe variante. Baleiajul in buc1ase realizeazalamotoarelein doi timpi cu distributie prin lumini, a:;;ezatenumai la 0 singura extremitate acilindrului. Denumireaacestuitip de baleiaj vine de la forma traiectoriei parcursa de curen-tul principal de fluid proaspat. Variantelede baleiaj in bucla sint grupate in doua c1aseprin-cipale, denumite: baleiaj in bucld deschisd:;;ibaleiaj in bucldinchisd.

In figura 2.57,a se prezinta un tip de baleiaj cu buclddeschisd.Pentru a mari eficientabaleiajului,uneoricapul pistonului seprofileazaadecvat,sub forma unui deflector, care diri-jeaza curentul de fluid proaspat spre partea superioaraa cilindrului :;;iimpiedica.,totodata,sca.pareaacestuia direct prin luminile de evacuare.Deflectorul introduce insa dificultatila executiapistonului :;;inu permiteoptimizareaarhitecturiicamereide ardere. Pentru a impie-dica partial scapareafluidului proaspat direct prin luminile de evacuare,se evita plasareaacestorain fata luminilor de baleiaj (fig. 2.57,a, jos).

In figura 2.57,b seprezintaun tip de baleiaj cu bucldinchisd. Curentul principal de fluidproaspatesteorientat c1i.trecapul pistonuluiprin inclinarealuminilor de baleiaj. Datorita pro-filului concav al capului pistonului, curentul se ridica pe partea opusa a cilindrului :;;iseintoarce apoi pe aceea:;;iparte a cilindrului pe care se gasescluminile de baleiaj. 0 asHelde traiectorie a curentului principal este favorabila impiedicarii sc1i.pariide fluid proaspatin exterior :;;iprevenirii aparitiei de pungi de gaze dl' ardere.

Principia!, sistemuldebaleiajin echicurentse rea1izeazaprin deplasareafluidului proaspatin cilindru numai intr-o singura directie :;;ianumedupa axa cilindrului. In acest scop, orga-nele de distributie sint plasate la ambele extremitati ale cilindrului, a,stfelincit printr-o

Fig. 2.56. Schematizarea curentilor de fluidproaspat in cilindrul motorului in doi limpi.

100

t

t

I

a

/

@/.~

./'v _. . j,

- .. --timpi (anumitiindici tehnico-economiciai motoruluiin doi timpi se raportcaza.inlipsindlucrul mecanic de frecare produs in doua.'curseale pistonului. Dar, la comparareaunui motor in doi timpi cu unul in patru timpi indicelc principal de comparatiese consi-

dera cilindreeamotoruluiVS' In acest caz. indicele de presiunemediese modifica dezavan-tajos la motorul in doi timpi. Daca se noteazacu Piu presiuneamedie indicata a unui motorin doi timpi dezvoltatape cursautila a pistonului~icu Pi - presiuneamedie indicata dezvol-tata. pe intreaga cursa. rezulta ca lucrul mecanicindicat dezvoltat la 0 rotatie a arborelui-cotit va fi:

Se nume~tecoeficientulcurseiutile cu (sau gradul de utilizare a cursei totale a pistonului)raportul

I~

Se observa ca presiuneamedie indicata reala.Pi raportata la intreagacursa.a pistonu-lui estenumai 0 fractiune din presiuneamediePiU care este practic egala in valoare cu pre-siunea medie indicata a unui motor in patru timpi. Intrucit coeficientulcursei utile variazaintre 0.7 ~i 0.85. rezulta ca lucrul mecanicindicat pe unitatea de cilindree la motorul indoi timpi. este cu 15...30% mai mic decit acela~iindice de performantaal motorului inpatru timpi. Se deduceca la aceea~ituratie n. la aceea~icilindree totala.i Vs ~i la presiunimedii indicate practic egale (PH =Piu) se obtine

...

adica putereaindicata a unui motor in dol timpi este cu numai 40...70% mai mare decit

putereaindicata a unui motor in patru timpi.

Inlluenta sullantel asupra procesuluide bnlelaj. Un tip de sufIanta utilizata la motoa-

rele in doi timpi estesufIantacu piston. Aceastapoate ii cu piston comun cu pistonul moto-

rului sau cu piston independent.

La sufIantele cu piston comun. pistonul motorului indepline~te0 functiune suplimen-

tara. In acest scop (fig. 2.59.a) carterul motorului se executa.etan~~ieste prevazut cu unt

1-1. .1-1

..~a b c

FIg. 2.59. Tlpuri de suflante pentru motoarelein dol timpi.

102

~orificiucontrolatdepistonprin carepatrunde fIuidul proaspat. Carteru1este de tipu1 "uscat".Admitereafluidu1ui proaspat in carter se produce 1a dep1asareapistonu1uide 1apme 1apmi,.comprimarea1uiseproducein cursadedestindere.Asemeneamotoarese numescmotoarecu baleiajprin carter. Avantajul principal al baleiaju1uiprin carter iI constituie simplitateaconstructiva.Dezavantaju1principal iI constituieimperfectiuneabaleiaju1ui.Vo1umu1de fluidproaspatadmis in carter este teoretic ega1cu cilindreeamotoru1ui;in realitate. din cauzapierderilor.volumul real estemai mic. La suflantelecu piston se remarca.faptu1ca.presiuneade refulare varlaza putin cu turapa.

SufIantelecu rotoareprofilate (fig. 2.59.b ~ic) cu doi sau trei lobi. de tip Roots, respee-

tiv eu rotor elie9idal se earacterizeazaprin simplitate eonstruetiva~idurabilitate ridicata;avind turatii mai ridieate. au dimensiunide gabarit reduse. Se utilizeaza curent pe motoa-

rele de puteremica ~imedie.pentru autovehieu1e.

UneJeeoneJuzllcu prlv1rela tJpnrlle debalelaJ. Baleiajul mixt in eehicurentare 0 eficienta

ridicata ~icunoa~teraspindire1amotoare1emari de autovehicu1e.Avantajele pe care Ie pre-

zinta.motoru1cu aeesttip de baleiai, in comparatiecu un motor in patru timpi sint diseu-tabiIe. deoareeebaleiajul mixt presupunedistribupa prin supape.

Motoareleeu baleiaj in bue1ii.inehisa.cu sufIanta. datorita efieienteiprocesu1uide baleiaj

~i simplitatii constructive, sint preferate. Experienta a aratat ca.tipu1 de baleiaj in buc1A

Inehisa.poate realiza performante identice cu tipul de baleiaj mixt, cfnd acestadin urma.are 0 distributie simetrlca..

Baleiajul in buda prin carter are 0 eficienta redusa.,dar 0 mare simplitate constructiva..

de aceearepJ'ezintaaproapeunica solutiepentru motoare1emid in doi timpi. destinateturis-melor de mic litraj. motoretelor.

BIBLIOGRAFIE

1. A b a ita n ('e i, R. ~i R a d u, G h. Influenla fazelorde distributieasupra performan-lelor motorului de alltomobil.Hul. Institutului politehnic, B~ov, Vol. X, 1968.

2. A ram a. C. ~i G r ft n w a I d, n. llfotaare eu ardereinterna. Procese~i caraeteristici.Bueure~ti.Edit. tehnicii. 1966.

3. B a k a lei n i k, A. ~I. (ii Ga" r i I 0v, A. A. Vliame faz gazoraspredelenia,Vorp.Motorostr. Vladimir. 1971.

4. Bel a y que, M. P. Aspects gem!rauxdu prob1emedes eeoulementsgazeux dans lesmoteurs. SIA, lng. de I'automobile, 4, 1974.Paris.

5. Be k man, V. Y. Gonoeinfeavtomobili.Izd. Ma~inostr.Lit. Leningrad, 1969.

6. Dan e s e u, A., $ t e f ii n e s e u, D., Pet res e u, S. ~.a. Tratat de termodinamiciJ.vol. X, Litografia 1.P.B., 1976.

7. Dr a ga n 0 v, B. H. Issledovanieprolessa napolneniia. Dvig. Vnutr. Sgor. Vip. 8.Harkov, 1969.

8. G r ftn w a I d. B.. And r e e s eu, C., L i cue e s c u, D.. M i h a e s c u, Mo, Milo /1.I., 0 pre an. M., Pan d u, T. Consideralii asupra maririi puterii motorului care eehi-peaza autoturismulDacia 1300. Construetiade ma~ni. II, 1972.

9. G r ftn w a I d, B., G h e 0 r g h i u, V. Caleulul sehimbului de gaze la motoarelecuarderc intcrna eu piston. Litografia I.P.B., 1980.

10. G r ti n w aId, B., ~i G h e0 r g h i u. V. Contribulii la studiul sehimbuluide gazedin motoareleeu ardereinterna.Buletinul IPB nr. 4, 1979.

103

11. G r 0.n w aid, B., Vi 0 rea nu, M., Bon co i- Vi 0 n e a n u, M. Cercetariprivindprocesulde admisiela motoarelede autovehiculen patru timpi. Buletinul IPB, Seria Me-canica.,3, 1978.

12. G r ii nwr"1d, B. ~i ~0 i man, M. Calculul schimbuluide gazela motoareleenardere interna pe baza diagramelor de presiune. Constructia de :na~ini, 12, 1980

13. K a s t n er, L. 1. ~.a.Poppe Inlet Valve Charact.Proc. Instn. Mech. Engrs. 1963-1964,vol. 178.

14. La i 0 k, V. V. Infl. deiparamod. distrib. a e geom,del collet.A.T.A., septembrie,1968.15. Len i n, 1. M. ~.a.Avtomobilnei traktornfedvigateli.Ciasti 1. Izd. "Vis~aia ~kola",

~Ioscova,1976.

16. S a v i u c, S. Studii privind influenfafazelorde distribufie.Tezadedoctorat. I.P.B., 1979.17. S m i t h, P. H. ~i M 0 r r i son, J. C. The Scientific Designof Exhaust and Intake

Systems,Whitefr, Press Ltd. London, 1971.

18. S t rat u 1a t, M. ~i M u n tea n u, S. D. Incercarea motoarelorcu ardereinternd,Bucure~ti.Edit. tehnica.,1966.

19.~0 i man, M. ~i G r ii nw aid, B. Cercetareaexperimentalaa schimbuluide gazela motoarelecu ardere interna. Buletinul I.P.B., 3, 1980.

20. T a y lor, C. T. ~.a.Dynamics in the Inlet Systemof an Engine. Transaction of theASMF, 1955.

21. T a y lor, C. F., The internal - CombustionEngine in Theory and Practice, Mass,Inst. of. Tech., 1967.

-

3.

PROCESUL DE COMPRIMARE

'3.1.NECESITATEA PROCESULUI DE COM-PRIMARE

Procesulae comprimareindepline~tetrei functiuni: 1) spore~teranda-mentultermical motoarelor;2) permiteaprindereacombustibilului,faptfundamentalpentruMAC.; 3) genereazami~diriorganizateale fluiduluimotorin cameradeardere,faptdeprimaimportantapentrurealizareatura-tiilor ridicate,caracteristicemotoarelorde serie., Sporirearandamentuluitel'mieprin comprimareaprealabilaa fJuiduluimotora reprezentataceadescoperirehotarttoarecarea asiguratinccputuldezvoltariirnodernea motoareloreu ardereinterna.Randamentulredusalmasiniieu abur (4...6%) a generatla inceputnlsecoluluitrecutintreba-rea'fundamentala:cum se poateeonstruiun motortermiccu un randa-mentmai mare? Car not formuleazapentruprima dataraspunsullaaceastaintrebare.Pe bazacicluluicare-ipoartanumele,el exprimaprinci-piulfundamentalal motoruluitermic,potrivitearuiarandamentultermodi-namicdepindenumai de temperaturilesurselorde caldura: 'r)c= 1- TilT;cumtemperaturasurseireci To estelimitatala temperaturamediuluiambi-ant,sporirearandamentuluiesteposibilanumaiprin ridicareatemperaturiisurseicaldeT.

Primul motor eu ardere interna, construit de Len 0 i r in anul 1860functiona dupa

un eiclu in doi timpi (fig. 3.1.). Amestecu1de aer ~igaz de iluminat era aspirat in eilindrulmotoruluiin prima jumatate a eurscipistonului (evolutia 1 - 2), apoi era aprins prin declan-~areaunei scintei ~iardeateoretieinstantaneu (evolutia2 - 3); in a doua jumatate a eurseipistonuluise produceadestindereagazdor (evolutia 3 - 4), iar a doua eursa.a pistonului eradestinata.evaeua.riifortate a gazelor.Motorul lui Leonir nu a ajuns un eoneurental ma~iniieuabur,deoareeerandamentullui ramineasub nivelul aeesteia.Cauzaprineipala.a randamen-tului seazut0 eonstituiaaprindereaamestecului la temperaturamediului ambiant, astfel incit

temperaturilemaximedin ciclu atingeauun nivel redus. Sepot atingetemperaturimaximemairidicate?La aceastaintrebareraspundeB e a u d e Roc has prin ciclul pe eare-l imagineaza

(eicl~lcu ardereizoeora)realizat cu suceespentruprima data.de 0 t t 0, in 1876*).Prin ciclul

*) In (mul 1976s-asarbatorit 100deani de existe~taa motoruluieuaprindereprinscinteie.

105

j-

p .1

1___ 2

pm!

1//?v

pme V pm!

pIf

---pm! . -pme

Fig. 3.1.Ciclul Lenoir.

v a bFig. 3.2.Ciclurile teoretice Beau de Rochas, cuardere la volum constant (a) ~iDiesel, cu ardere

la presiuneconstauta(lI).

lui Beau de Rochas se trece de la motorul in doi timpi la motorul in patru timpi. Sporirea nu-

marului de timpi a fost necesara.pentru a rcaliza comprimarea prealabila. a fluidului proaspa.t(evolutia a-c, fig. 3.2.) ceea ce a permis sporirea temperaturii lui cu cUeva sute de grade

inainte de declan~area scinteii. Temperaturite maxime din ciclul ideal ajung la 3000. . . .tOooC,

de cUeva ori mai mari decit acelea realizate de ma~ina cu abur.

CiclulCarnotestealcatuitdin douaadiabate~idouaizoterme(tempera-turilesurselorde caldurasint presupuseinvariabile).Ciclul ideal* al lu iBeaudeRochasfig.3.2,aestealcatuitdindouaadiabate(a - c ~iY ~ u)~idouaizocore(c- y, u - a). Izocorac - y estedetemperaturavariabila,deaceeapentrusimplitatearationamentelor,temperaturamaximadin cicluT1/ seconsideratemperatura.reprezentativaa evolutieideardere,echivalentacu temperaturaT a surseicaldedin ciclul~iformulalui Carnotpentrurandament.Randamentulcicluluiidealeste'Y)t= (Qar- Qeo)/Qar,unde Qarestecalduraprimitade fluidul motorprin ardereiar Qev- calduracedatadefluidulmotorsurseireci,prin evacuare.Se consideraca in cicluse arde.la volumconstant1 kg de combustibilcu 0 cantitatede aerALm1n[kg]**Masafluiduluimotoreste1+ALm~lI[kg]iar caldura degajata esteputereacalorica inferioaraQ, =41850 kJ/kg ( = 10000kcaljkg). Caldura Q~ser-ve~tenumailavariatiaenergieiinternepeevolutiac - y, adicaQi = /lUCY == (1 +ALm~n)cv(T1/- Tc), de unde rezuWi ca temperatura maxima inciclu (Tmaz= T1/) este

(3.1)

*) Ciclul ideal se construie~te pe baza a doua clase de ipoteze. 0 clasa de ipoteze; serefera. la fluidul motor care 1) este un gaz perfect (caldurispecifice independente de tem-

peratura); 2) are compozitie invariabila. A doua elasa de ipoteze se refera. la cielu ~ianume:1) masa fluidului motor este invariabila. pe cielu, ceea ce elimina procesele de schimbare

a gazelor; 2) aportul de ca.ldura de la izvorul cald decurge instantaneu - izocora c-y;3) cedareade caldura.di.tresursarecedecurgeinstantaneu- izocorau-a; 4) comprima-rea (a-c) ~idestinderea(i--u) sint adiabate ~i izentrope.

**) Spre deosebirede cielul termodinamicconstruitpentru 1kg defluid motor,cielulpentru 1kg de combustibilpune in evidenta.~iinfluenta lui A.

106

\'1),=1- 1/ek-1. (3.4)Raportul dintre presiuneamaxima din eiclu ~ipresiuneala finele eom-

primariisenume~teraportuldecre~tereapresiunii,senoteazaeu1t ~ieste1t = PmaxlPc,undePcpebazalegiiadiabateestePcV~=PaV:,Pc= Paek.Pe dealtaparte,peevolutiaizoeorac - y rezulta1t= TmaxlTc; eurelatiileante-rioare se obtine. Pmaz =Pa[l +Qe/(1+ALmen}cI1Taek-I].ek. (3.5)

In fine, presiuneamedie a ciclului ideal estePed= Lid/V sunde Lid =='1),Qe iar Vs = (1+ALmen}/Po,adicavolumulfluiduluimotorpretinsde ar-dereaa 1 kg eombustibil; deci

PM = '1),'poQd(1 +ALme.}. (3.6)

Temperatura Tc se obtine pe baza legii adiabate TcV~-1 = TaV:-1 sauTc= Ta(Va/Vc}k-1unde k este exponentul adiabatic (k = cplcl1)' Tinindseamade relatia (1.3)rezulta

Tc = Taek-t, (3.2)

temperatura 1'41pentru ciclul ideal fiind 1'41= To = 273 K. Substituindrela-tia (3.2) in (3.1) rezulUi di l' mazere~teeu :;:eeeaee, potrivit principiuluial doileaal termodinamicii(graduldetransformarea caldurii in lueru meea-nie este eu aUt mai inalt eu dt temperaturamaxima estemai ridicata),.trebuie sa eondueala un randamentsuperior. In adevar, '1),= 1- QeI1IQ"iarQevesteegaleuvariatiaenergieiinternepeevolutiau - a,Qeo= IJ.U"a=.={1+ALmen}c.,(T"- Ta}.TemperaturaT"rezuWidinlegeaadiabatei1'"V~-1=.= TyV:-I, 1'"= Ty/ek-1sau,eu relatii1e(3.1)~i(3.2)

1'"= 1'41 +Qd(l +ALmin} Cl1ek-1.Randamentul termic devine '1),= 1 - (1'" - Ta}/(TII- Tc) sau en

re1atiileanterioare

(3.3}

in tabela3.1se precizeazainfluentaraportuluide eomprimareasupraparametrilor~iperformantelorprincipaleale ciclului* determinatepentru

*) Valoriledintabela3.1sintde2. . .3 orimaimaridecitcelereale,dreptconseeintAa ipotezeloreucareseeonstruie~teciclulideal.Aici esteesentiaIAvariatiaparametriloreu e.

107

Tabe143.1

DependenJade&aunorparametricarecaracterizeazaciclnlidealenardereizocora

- c I\ I I

4 8 12 16I

20

Tc[K] -482 6040 756 851 932-TII' [K] -4136 -4295 -4411

4506 -4587--T", [K] 2342 1830 1592 1446 1343

Pma:r.[daN/cm2] 60 126 194 264 336

7r 8,58 6,71 5.83 5.30 4.92

Ped,[daN/cm2] 14.5 19,32 21.3 23 24

,;'0.43 0.57 0.64 0.68

I"I),[%] 0 32 49 58 65

A = 1,To= 273K, Po= 1daNfcm2,Lmj,.= 15kgfkg.Concluziafundamen-tala esteca '1)1cre~tecu e:,ceeace confirmaideeaca '1),trebuie sa creascacu Tmaz.0 a douaconcluzieimportantaesteca,cre~terealui '1),esteasimpto-tie[ (dnd e:cre~tecu 4 unitati, ~'1)1ere~tecu 32% in intervaJul 4... 8 ~ieu 7% in intervalulI6.. .20), din careeauzamarirealui e:esteeu deosebireinteresantapina in jurul a 12unitati. A treia concluzieesteca prin marirealui e:ere~teluerul meeanicspecifical ciclului (Peel)'A patra eoncluzieestec[ prinmarirealui e:cre~tesensibilPmaz, ceeaceimpunemarireadimensiu-nilor organelormotorului sau imbunatatirea calitatii materialelor. 0 altaeoncluzieimportanta pentru practica este c[ temperaturala finele destin-derii, prin urmare~itemperaturagazelorde evacuare,scadeeu marirea luie:,adicaestecu aUt mai redusacu dt gradulde destinderea fluidului motorestemai mare.

Cre~terearandamentuluitermic ~ia luc:o:aluimecanicspecificcu e:explica.tendinta dema.rirea lui e:la MAS. In primele doua decenii ale secoluluinostru, la MAS, e:era cuprinsintre 3 ~i4 unitati ~iera limitat de rezistenta materialului. La inceputuldeceniului al treileas-a incercat0 sporirea lui e:; drept urmare,a aparut in motor un fenomennou, necunoscutpina atunci, care a primit denumireade detona{ie(v. par. 5.3.) Fiind extremde daunator, elconstituieprincipala limitare fizica a lui e:la MAS. Cuno~tinteleobtinute despredetonaticaupermiscapina la sfiqitul deceniuluial patrulea e:sa ajunga la 5 ~i6 unitati. In prezent, da-torita progreselorrealizate in cunoa~terea~i~ontroluldetonatiei, e:a ajuns curent la 8,5.... . .9 unitati. Este rationala utilizarca unor rapoarte de comprimare mai ridicate, la MAS,~tiindc;'\71,~iPitt cresclent iar Pmazse amplifica mult? Cercetarileau aratat ca marirea lui e:ra.mineinca avantajoasa.sub aspecteconomic,deoarecedevine preponderent1i.acpunea exer-citata.asupra fenomenelorfizico-chimiceale arderii (v. par. 5.5.3), de~iefectul termodinamical temperaturii scade in importanta.

Aprindereacombustibiluluiin contactcuaerulcald,comprimatin prea-labil, reprezintaideeafundamentalapropusade R udol f Die s e1 inanul1893,pentruunnoutip demotor,motorulcare-ipoartanumele.Aprin-dereaesteposibila numaidacatemperaturafluiduluimotorin momentulinjectiei,pentru.si1m?litatetemperaturaTc la finelecomprimarii,atingeo valoareridicataimpusade proprietatilecombustibilului.Aceastavaloareseatingepentruunraportminimdecomprimare,deaproximativ12unitati.Pentrufunetionareastabilaa MAC-ului, temperaturaaeruluiin momentulinjectieitrebuiesa depa~eascacu 200...300Ctemperaturade aprindere.Pe de alta parte, aprinderease desfa~oarain timp ~idurataei depindetot deTc.Motoarelepentruautovehiculepretinddurateredusede aprindere,cuatitmaimicicudt turatiaestemai ridicata.Se spore~tetemper~turaTcnumaidad e:>12(e:= 15...23la motoarelepentru.autovehicule).Cre~te-rea lui e:conducela presiunimaximefoartemari,eu solicitariinaccepta-bilepentrupiese,dacaardereadecurgeinstantaneu.Motoruldiesela devenittotu~irealizabildeoareceprincipiul de functionareincludeposibilitatealimitariipresiuniimaxime.R. Diesela imaginatcacombustibilulseaprinde~iardetreptatpemasurace esteinjectatin cilindru,incepinddin punctulmortinterior,ceeacefaceposibilsaseconducaardereala presiuneconstanta.Astfel, noul motoral lui Dieselincorporanu numaiun principiunou deaprindere,dar~iun ciclunou,ciclulcu ardereizobara,care-ipoartanumele.Ciclul idealpropusde Diesel(fig. 3.2,b) sedeosebe~tede ciclulprecedentprin aceeaca evolutia izocoracy se transformain evolutiaizobaracy'iar Pmas= Pc'

108

(3.9)

Principial,randamentulciclului cu ardereizobaraestemaimic decitalcicluluicuardereizocora,deoareceaportuldedildurasaudilduradegajataprin ardereserve~tesimultanpentrucr~tereaenergieiinternea gazelorf1Ucv'~ipentruproducereadelucrumecanicLCI/"Pentru1 kg decombustibilrezultaQt= (1+ALmtn}c,,(TI/'- Te)+(1+ALmln}Pe(V,/ - Vel.$tiindcaPJVI/' - Ve}= (1+ALmtn}R(TI/' - Te) ~ica c"+R = Cp'rezultaQt=(1+ALmin}cp(TI/' - Te) sau

(3.7)

undeTmax= T1/'. In comparatiecuciclulcuardereizocora,ciclulcuardereizobadiatingetemperaturimaximemaimici~idecirandamentemai redusedin douamotive: 1) in expresia(3.7) fata de (3.1)apare cp=kc"= 1,41c"datoritaarderiiizobare;2) la motoruldiesel,principiuldeformarea ames-tecului ~i arderepretinde un excesimportant de aer, f..> 1. De aceea,comparatiaintreceledouacicluriseva efectuain conditiidistincte,apro-piatede celereale~ianume:pentru cic1ulcu ardereizocorasementineconditiaf.. = 1,darpentrucic1ulcuardereizobaraseadmitef.. = 1,5.Expre-sia randamentuluidevine '1)1= 1- QetlQt= 1- (1+ALmin).c,,(Tu- Ta}1(1+ALmia}cp(TI/' - Te) = 1- (Tu - Ta}lk(TI/' - Te).

Temperatura Tu rezult:a.dinlegeaadiabatei TuV~-l= TI/"V~;-l= TI/,(VI/" Ve/Ve)le-lsau Tu = TI/'[(VI/'/Ve)(Ve/Vu)]le-l. Cu notatiile din figura 3.2,b, Tu= TI/" (3p/e)lc-l;TI/'/Te =Vl/,lVe sau TI/' = Te' 3p = Ta ele-l 3p' de unde

Tu = Ta 3:

iar, pc bazarelatiilor(3.7)!ii (3.2)rezulta.

~p=1+Qi/(l +ALmts)cl1Toek-1.

(3.8)

unde3psenume~teraportdedestindereprealabila!iiseadeeu ere~terealui A.

Substituind temperaturilein expresialui '1)1 se obtine:

ole- 1p ..k('Sp- 1) (3.10)

relatiecarearataca e:influenteazarandamentultermicin acela~imod cain ciclulcu ardereizocora,dar caefectulluiestemic~orat,deoareceop> 1.Dacaf..cre~tede la 1 la 1,5rezulta0 reducerea lui 01'dela 3,93la 3,0pentru:::= 16,ceeace spore~terandamentulcu 6,7%.

1n tabela3.2searatadependentade:::a principalilor parametri~i indiciai cicluluicu ardereizobara.Se observa,in primulrind, ca temperaturamaximadin cic1uesteaproximativ1/2din Tma:eatinsain cic1ulcuardereizocora,din carecauza~irandamentulestecu aproximativ'30%maimic;lucrulmecanicspecific(Pta) se reduceaproximativcu 50%, ceeace seexplicaaUt prin efectulrandamentuluicit ~iprin efectulexcesuluide aer(relatia3.6,aceea~i~ipentruciclulcu ardereizobara).Se retine,in fine, catemperaturaTu, deci~itemperaturade evacuarea gaze10restemai micain acestcic1u.Aceastarealitateesteinsaconsecintadirectaa excesuluideaerdin amestec(f..= 1,5).

109

ITabela 3.2

Dependenta de e: a unor pnrametri eare caraeterizeaza ciclul ideal en ardere izobara

Motoarelecu aprindereprin comprimarecareechipeazaautovehiculelemodeme,functioneazadupaun ciclu diferit de ciclulDiesel.0 schemati-zaresimplaa arderii(fig.3.3)ducela un ciCltiideal(ciclulSeiliger),cuarderemixta, partial izocora (c - y), partial izobara (y - y' ). Aceste motoarefunctioneazadupa principiul lui Diesel,de aprinderea combustibilului,dar nu respectaciclulidealpropusdeeJ.Astfelseexplicaceledouadenumiripe careIepoarta:motoaredieselsaumotoarecu aprindereprin comprimare.In ciclulcu arderemixta,se apeleazala doi parametripentrucaracteriza-reaschematizarii,1t~i8.1"careiau valori intermediare:1

rcaracteristieefiedirei c1asede motoare.MAS-uJ tindesa se apropiederapoarteledeeomprimarealeMAC-uluipentrua functionacu "I)t mare,darestelimitatdedetonatie;MAC-ultindesase apropiede rapoartelede com-primarealeMAS-uluipentrua functionacuPmaxredus,dar estelimitat deaprindereacombustibilului.Progreseledin ultimeledouadeceniiin cunoa~-tereafenomenelordeaprindere~idetonatie,in domeniulrealizarilortehniceprivindcombustibilul~icameradeardere,au apropiatmult domeniilecelordouaclasedemotoare.

Diferentelecaresementin incaaratacaatuncidndse comparaeeledouac1asedemotoaretrebuiesaseaibain vedereca elefunctioneazacu rapoartede comprimarediferite, dupa cic1uridiferite, cu coeficientide dozajaiaeruluidearderediferiti.Ca urmare,un MAS (punctula) arerandamentulmaimicdedtun MAC (punctulb), deciconsumurispecificede combustibilmaimari,pentrucautilizeazaun raportdecomprimaremai redus,dar vafi unmotormaiu~orpentruca arecilindreeamaimica (A= 1,0)~iatingepresiunimaximemaimici.Dezideratulgeneralramineinsain continuaredeintrepatrundereaeelordouadomeniipentruaridicaeconomicitateaMAS-uluila nivelulMAC-ului~ia reducemasaMAC-uluila nivelulMAS-ului.

Mi~carileilnidului motor, generatein camerade arderespresfir~itulprocesuluide comprimaresint hotadtoarepentru reducereatimpuluideformarea amestecului~ia eoeficientuluidedozajA; impreunacn mi~dirilegeneratein cursade admisiuneelese trateazain eapitolul4.

3.2. INVESTIGATIA PROCESULUI DE COMPRIMARE

Diagramadepresiunereprezintainstrumentulprincipalde investigatie.Cu ajutorulunui receptordepresiune(v. fig. 2.5)se inregistreazavariatiapresiuniiP in cilindru,in functiede unghiulIX(fig.3.5,a).

Prin comprimare,lucrul mecanicefectuatde pistonse transformainenergiainternaa fluiduluimotor(denumitin aeeastapartea cicluluiames-tecinitial,deoarececuprindefluidulproaspat~igazelereziduale).Transfor-mareaesteinfluentatadedouafenomenespecifice:1)pierdereade substanta,2) schimbuldecaldura.Scapariledegazesintrezttltatulimperfectiuniietan-~ariisegmentilor;se evalueazaprin masurareapresiuniiin carter~ia debi-tului de gazedin carter.Schimbulde calduraesterezultatulcontactului4!ntreamesteeulinitial(detemperaturaT) cuperetti,de temperaturamedieT'P'diferitadeT. Procesuldeeomprimarearelocpe1/2dincursade compri-mare.Comprimareaincepedin momentulISA (punctula') ~idureazapinala declan~areaarderticare seproducecu avansfata de pmi (punctuld)(fig. 3.5,a).

Schimbulde calduraintre amesteeulinitial ~imediulexteriorse efec-tueazaprin peretiicilindrului,chiulasei,capuluidepiston.Exeeptlndregi-muldepornirela rece,la inceputulcomprimarii,amesteculinitialare0 tem-peraturainferioaratemperaturiiperetilor,deaceea,elprime~tecaldura(Q'P)a'x;spre sfir~itulprocesuluide comprima.!:e,temperaturaamesteeuluiinitialdevinemai maredecit temperaturaT'P din carecauzael pierdecaldura(Q'P)xtl.La momentul x (fig. 3.5,b) areloc eonditia (Q'P)a'x= (Q'P)xtt.Pro-cesulesteaparentadiabatic(~Qp=0); nu esteadiabaticin senstermodi-namic,adicafara schimbde caldura.Sensul~iintensitateaschimbuluide

111

Fig. 3.5. Varia1;ialll10rmii.rimicaracteristicepr8cesuluide com-primare,In func1;iede(a)~iV(b).

dildura se evalueazaprin intermediulvalorilor momentane,ale exponentu-lui adiabatic ~i politropic. Exponentul adiabatic, k = 1+const./C,,(T),(v.reI.4.61),semic~oreazain procesuldecomprimareintrudt C. cre~tecuT(fig. 3.5,b). Exponentuladiabaticin comprimarese determinaen urma-toarelerelatii(cuerorisub1%) tinindsea.made eompozitiafluiduluimotor*

- aer: k = 1,434- T/lOl (3.13)- fluid proaspat:k = 1,627-64,7.1O-3yt1.25+ O,06(A- 1) (3.13*)

Exponentulpolitropicmomentansedeterminadin diagramaP(rx)scriindlegeapolitropeipentrudouapuncteinvecinate1 ~i2 (fig-.3.5,a), pentruun intervaltlrx= 1 3RA, adicaP1Vr = P2V'2'de unde:

(3.14)

Seobserva(fig.3.5,b) cala inceputulcomprimariim > l~,adicaQ", > 0;la sflr~itul comprim1iriim < k adica Qp < O. Se ~tieca in evolutiile decomprimarem variazain limitele0 ~ m ~ 00; evolutiilein care 0 ~ m ~ k,au loc cu cedarede caldura;evolutiile in care k ~ m~ 00 au loe cu aportde caldura.

Sehimbulde caldurase evalueazala proiectare,dnd nu se c.unosctoateparticularitatile constructiveal motorului, pe baza exponentului mediupolitropical comprimarii,me.definitpeintervalula - csaua' - d de relatia

(3.15)

Relatia(3.15)serve~tetotodatain cercetarepentruculegereainformatiilordesprevalorilelui mepe bazadiagrameiP(rJ.).

Sehimbulde caldura dintre fluidul motor (amestecinitial)~iperete,in comprimare,sedeterminapebazaecuatieidiferentialea bilant11luiener-getic al fluidului motor

dQ"=dUal +dL[kJJ; dQ",=dUal +AdL [kealJ, (3.16)

-) Beuina din fIuidul proaspats-aechivalat eu octanul.

112

...s-O.98Jmm

9 S =7G,Jmm" Qp[= 7,5

8 (I=2fJOOrof/mini?,;=19.oe./o-G/mli07 A =0.276 m,1.=0.9 kGIl.r=174,?IO-Zk.//cic!v

[.0.2J9Reo//dc/v)5PTc'....

+

J

21 -if

--c=rJi,oJ?O.m 280?Gil240afRA]

I I Ipm;

, ISA pmeVa b

undeQp estedildura momentanasehimbataeu peretii (negativa.cind esteeedatade fluidulmotor);Ua,- energiainternamomentanaa amesteeuluiinitial; L -luerul meeanicmomentanefectuatde piston (pozitiv. cind esteefectuatde fluidul motor). Se admiteea amesteeuJinitial esteinert ehimic.demasainvariabila.Eeuatia diferentiala(3.16)se integreazape evolutiaa'd;intrucit nu are solutii analiticese apeleazala 0 metodanumerica.In aeestseop se serie viteza de variatie a marimilor elementare,prin impartireaeeuatieidiferentiale (3.16) eu unghiul elementardlXdupa care se treeeladiferentefinite

(3.17)

unde .l1Xreprezinta "pasul" de integrare.Se noteazaeapeteleintervaluluieuIX, ~iIXt+!~isealegepasul.l1X=IXt+!- IXt = 1...3RA.$tiindcadL== pdV se obtine:

(3.18)

undepeste ill daNfem2~i V in dm3(v.Anexa 2). Presiuneap se cite~tepediagramaexperimentalaiar V seealeuleazaeu relatia(10.10).Variatiaelementarade energieinternaeste,prin definitiedUat= VatCvatdT.undeVatestenumarul de kilomoli de amesteeinitial, iar CM, - ealduraspecificareala. a amesteeuluiinitial (v. par. 4.5).Diferentade temperatura.IT== TH1 - T, se determinape baza eeuatieide starepV =va,RT astfe!di se obtine: .

(3.19)

undeCVII!~iR sint in kJfkmolK, p in daNfem2;V in dm3(v.Anexa2).Relatia (3.17)se transerie~isub forma(7.1*), in carese substituiek

din (3.13)~i (3.13*).

Exemplul Rumerie 3.1. Sa se calculezeviteza transferuluide caldura in comprimare,lamotorul cucaracteristiciledin figura3.5,a.Din diagramadepresiunesecite~te:P333'= 7,9daNffcm2;P336'= 8,3 daN/cm2.

R. Cu relatia (10.10)se ca1culeazaV333.= 129,14.10-3 dm3~iV33S'= 123,6.10-3dm3.Din relatia (3.18)rezultil AL/!:,,,x= 0,1(8,3+ 7,9)(123,6-129,14)/2.2= -2,24 [kJrRA] sauAL/Aoc= -2,24/4,185 = -0,535 kcaWRA. Din ecuatiade stare (PV = VRT) rezulta tempe-ratura T33S'= 8,3,105,123,6,10-6/8,314,103,19,08,10-6= 646 K ~iT333'=642 K. Cillduraspecificarealil pentru amestecinitial, la T = 644 K ~i A = 0,9 este Cv = 28,081kJ /kmol K(= 6,710 kcal/kmolK). Din relatia (3.19) rezultil AU/Aoc = 0,1(28,081/8,314)(8,3'123,6-- 7,9.129,14)/2= 0,957 [kJ/oRA] (sau 0,228kcaWRA). Viteza unghiularil de transfer este!:J.QplAoc= 0,957- 2,24= -1,283 [kJrRA] = 0,306[kcaWRA].

Caldura elementaradQp.sehimbatade fluidul motor eu peretii este

(3.20)

unde Cpoleste ealdura specificamolara pe 0 evolutie de exponentpolitro-pic m. Daea meeste exponentulmediu politropic, atunei CpOl= Ovat(me-

8- c.582 113

ZQ.

a -y b .,Fig. 3.6.Variatia exponentiloradiabatic~i politropiccu

dildura transferat:lla perete:a- MAS(e=8); b- MAC (e=17).

- ke){(me- 1), iar dildura schimbatape evolutiaa' - d se obtineprinintegrare~ieste

(3.21)

Relatia {3.21}serve~tefie pentru calculul lui 'Nte,fie pentru calculul1ui Qp.

Exemplul numeric 3.2. Sa sedetermineexponentulpolitropic mediual evolutieide com-primare pentru motorul cu caracteristicilearMate in figura 3.5, a.

R. Prin intermediulrelatiei (3.17)s-a determinatc1Udurapierdutii.pe intervalul a'd carereprezintii.- I, 1% din caldura disponibila pe cicIu !Jaw Din diagramade presiunese cite~tePa' = 1,35daN/cm2 (cxa'= 2400RA); Pa = 10,44daN/cm2 (cxa= 3400RA).Aplicind formula(10.10) rezultii. Va' =554,2.10-3 dm3; Va = 111,4'10-3 dm3. Din ecuatia de stare a gazelor{PV =~R1) rezulta.Ta' = 1,35.105.554,2.10-5/8314.19,08.10-;= 472 K; analog Ta == 663K. Temperaturamediepe evolutieeste T =567 K pentru care se obtine C" == 27,08 kJ/kmolK (fluid proaspat cu A = 0,9) iar ke = 1+ 8,314/27,08= 1,307.Din re-latia (3.21) rezultii.: me - ke =6.me = - 0,011 . 1,742 .(me - 1)/19,08 . 10-6. 27,08.. (663-427)= -0,0416,de unde me= 1,3070-0,0416= 1,265.Dacaseaplicarelatia(3.15)

se obtine: me=19(IO,44/I,35)/lg(554,2flll,4)= 1,275.

S-a evaluatinfluentaschimbuluidecaldura,in procente(fe%) din cal-dura disponibilaQat.'asupraexponentuluipolitropicmediudin compri-marc.TinindseamacaTe= Taemc-1,relatia(3.21)setransformaintr-oecua-tie transcendentain me'

S-a admisdi Qat.estecalduradisponibilaprin ardereaunui kilogramdecombustibil(la MAS, A= 0,9,iar Qat.= 37749kJ/kg, ardereafiind incom-pleta;laMACA=1,5, iarQat.= Q(= 41850kJ/kg). Rezultate1esint aratateIn figura3.6.La calcululcomprimariisealegeadeseake= 1,41(pentruaerla To= 273C)sausealegemeprin comparatiecu 1,41.Se observaca sim-plificareanu estejustificata.La MAS, combustibiluldin amesteculinitialreducesensibilvaloareamediea exponentuluiadiabaticke~iprin urmare,metrebuieraportatla el. PentruIe = 3%,diferentaIme- keI = l1meestede0,1061aMAS ~idenumai0,04711aMAC,inprimulcaz l1mese raporteazala ke= 1,33~ireprezinta8%,inaldoileacaz,easeraporteazala ke= 1,378~i reprezinta3,4%.Cind pierderilede caldurareprezinta3% din Qat.pre-

114

\ siunea~i temperaturalafinelecomprimariiscadcu18%la MAS ~i cu 11% 12la MAC (fig. 3.7) ceea /Ice influenteaza sensibil"10aprindereacombustibilului.~~La motoarele rapide, in ~ 7regim nominal, tempera-~6tura medie in comprimare"'-5(v.reI3.44) este mai mica t,decittemperaturamedieasu- 3prafetelorcalde(v. reI. 3.33), ~dincarecauza,rezultafrec-ventQp>{) sauAme> 0,adicame>ke. fnsa, la sar-cini~ituratiireduseme

mul rind de tipul ~inivelul racirii. TemperaturaT'J1estemai mare la moto-rul racit cu aer, deci Qp scade.Un rol deose.!>itil aretemperaturaTplapornireamotoruluirece.Pe timp de iarnaTp coboarasubOC;dacaseadauga efectul suplimentaral turatiei redusede pornire,Ql1cre!?teIn ase-meneamasuralncit me~ I, ceeace eliminapracticefectulde comprimareprealabila.Ca urmare, pornirea motorului rece devine imposibila (mai alesla ::\IAC) daca nu se prevad masuri speciale(v. cap. 23).

Supra/ata de schimbde caldura, A, amplifica pierderile de caIdura, Invaloare absolut1i.,ceea_ce este de lnteles. Dimensionalse poate scrie diA,...,(V)2/3(mai simplu A,...,V~/3).

Arhitecturacamereideardereintensifica pierderilede caIduraprin pereteatunci cind genereazami!?cariale tluidului motor, spre finele cursei de com-primare. Camerelede arderecareproducmi!?cariintensecreeazadificultatisuplimentarela pornirea motorului rece.

1

3.4. CALCULUL TRANSFERULUI CONVECTIVDE CALDURA

SchimbuldecaIduracuperetiisecalculeazapebazaecuatieidiferentiale(3.23),carepresupunelnsa cunoa!?tereacoeficientuluide convectie.ExistaIn prezentmaimulterelatiipentrucalcululcoeficientuluide convectie[5J,dar nici una nu da satisfactiedeplina.Pentruprimadatacoeficientuldeconvectiea fostexprimatdeW. Nusseltsubformarelatiei(I), tabela3.3,

Tabela 3.3ReJotii pentrueoefielentuJdeeonveetle

_ 1 Unitati de masura: Ce in kJ {m2hK( :4.185kcal{m2hK);p in daN{em2; T in K;Wp, We in m{s;A in kJ{mh K; pin kg{m3;T)in Ns{m2;Din m;

2 b =o.. .0,IS pentrucamerede ardereunitare; b= 0,15...0,30pentrucamereCSV;b= 0,25...0,40pentrucamereCSP.

3 C1= 6.18in curseledeadmisiune~ievacuare;C1= 2,28in curseledecomprimare~i destindere; C2= 3,24'lO-3m{sK pentrucamereunitare; C2= 6,22.lO-3m{SK pentrucamerele CSP (C2 =0 numai in perioadaarderii); T, p. V marimi de stare in pme, la sfir~itulcursei de admisiune; Vs= cilindreea,in acele~i unitati cu V; p+ in daN{cm2estepresiuneain cilindrul motorului antrenat la turatia de functionare.in cursade destindere.

4 Pentru We. determinateu relatia (3.32 ), rezulta B = 1,9, b = 0,4 (v. Exemplulnumeric 3.3); Le, Lepme.in m, din relatia (3.31).

116

Rela!ia 1I

Specifica!iiI

Autorul

Co =4,14(1+1,24Wp) -Vp2T (I) - W. Nusselt

Ce= 4,14(2,45+ 0,185Wp) -Vp2T (2) - N.R.Brilling

Ce=A VpIT)YWp{D (3) Motordiesel i A. A. Cirkov

pO,7W7(4) Motordiesel2 G. SitkeiCe =87(1+ b)---03,2D .

po.s[ (T ) TSCe= 460 C1WP+C2Vs - (P-p+) (5)Motor diesel3 G. WoschniTO.53DO.2 PV pmeCe = 311

pO'S(We)o.s

B(LmerMotoare pentru B. Griinwald

.646L,2 (6)autovehicule4

valabilapentruun gazin nemi~carecontinutintr-unvasinchis.in cilindrulmotoruluiexistainsami~cariintense,organizatesau(~i)turbulente.in acestcaz, Ceesteinversproportionalcu temperatura,ceeacepunein evidentaanomaliaformuleilui Nusseltsau a formulelorde tip Nusselt(relatia2).o solutiea problemeia fostpropusain 1962[2J,[1OJ,adopttndu-se0 relatiedefomlaNu=c(Re)Z(Pr)II(Nu,Re, Pr criteriilelui Nusselt,respectivReynolds~iPrandtl)utilizatain generalpentrutransferulde ciilduraprin convectiela curgereaturbulentaa unuifluidprin conducta.$tiindca Nu = CeL/Aiar Re = WL/v rezulta*

(3.24)

unde ), este conductibilitatea gazului, v - viseozitateacinematica,Le-lungimeacaraeteristica.Un grup de ineerdiria aratatulteriorca x = 0,8,deeiesteapropiatsauegaleuvaloareastabilitapentrueonducte.La apli-carearelatiei(3.24)in cilindrulmotoruluise intlmpinadificultatiprivind:1)preeizareaeonstanteide proportionalitatec; 2) preeizareavitezeicarae-teristieeW; 3) precizarealungimiicaracteristiceLe.Autorul a evidentiat~io a patradificultate:relatia(3.24)da satisfactiepentruregimulstabilizatde eurgeredin condueta;se ~tieinsa ea in regimnestabilizat,la intrareailuiduluiin conducta, relatia(3.24)se inmulte~tecu un factorde corectie.A~adar,4) precizareafactoruluide instabilitatepentrurelatia(3.24).

Aplicarea relatiei (3.24)la cilindrul unui motor,in formaceamai simpla.,s-a a.cutiden-tificind: 1)viteza caracteristica. W cu viteza medie a pistonului Wp; 2) lungimea caracteristica.Le cu alezajulD (analogiadintre diametrulconducteii?idiametrul cilindrului - relatiile 3,4,5,tab. 3.3). Pentru constantac se propun valori diferite, in functie de tipul motorului, ceeacearatiicala confruntarearelatiei(3.24)cuexperientanuseobtine0 coincidentasatisfa.dl.toare~iestenecesaril.,defiecaredata, 0 alta.corcctie.0 anomaliesuplimentara.Q.aparut la aplicarearelatiei (3.24)in comprimarei?idestindere.Dacil.in destinderese obtin rezultateapropiatede

experienta.,in comprimare discrepantaesteenorma(deexemplu,Qpaedeterminat experimen-tal pentruun motor - v. fig. 3,5,a - era de2% din Q'ff' ; cu relatiile3,4,5**,tab. 3.3 seobpne0,12%, adica de 16,6ori mai putin [7]).

Dificultaple provin din modul in care se face analogiaintre cilindrulmotorului ~iconducta[1J. Diferentelefundamentale intre celedoua sistemesint determinatede 1) modulin carese organizeazaturbulenta in cilindru;2) geometriavariabila a cilindrului; 3) regimul nepermanentde transferde ciildura (amortizareami~carilorinduse in cilindru). Prezenta in cilindrulmotorului a unor pulsatii turbulente de intensitateridicata, evidentiateinparte in ultimii ani prin masuratori directe, da procesuluide schimb decalduraprin convectiedin cilindrul motoruluicaracterulunui procesde trans-fer turbulent. Se consideraca schimbulde ciildura din cilindru esteidenticcu cel din conductadnd intensitatea~iscara pulsatiilor turbulentein celedouasistemeesteaceea~i. '

Pr =vIa- a fiindcoeficientuldedifuzibilitatetermicit,adic1l.a = Alcpp[m2jS];rezuW\.Pr =TjCpIA.PentrugazebiatomicePr = 0,72,pentrugazetriatomicePr =0,8~iestepracticindependentde temperatura..tntrucity ~0,25...0,33rezulta(Pr)Y~ 1i?iseelimina.din relapa(3.24).

** In relapa(5)al doileatcrmendin parantezadreapta.reprezinta.un termencucaracterformal,detip empiric,careilustreazainfluentaarderiiasupracoeficientuluiCe,variaza.in cursadedestindere~ireprezinta.,in medie30.. .60% din valoareaprimuluitermeR(C1'WP)'

117

Sursa principala de turbulenta din cilindrn este mi~careagazului prin orificiul oferitde supapade admisiune(v. par. "1.3.2).Deci intensitateaturbulenteigenerata.in cursa de ad-misiune esteproportionala cu viteza Wsa' Relatiile criteriale din conducte nu sint scrise infunctie de intensitateaturbulentei,de aceeanici aplicarealor in motor nu poate fi Hi.cuta ca.atare.Astlel, viteza echivalenta.Wea mi~carilordin cilindru sedeterminain ipotezaca energia.cineticaa acestormi~cariesteaceea~icu energiacinetica.a mi~ca.rilorinduse, adica tnW~/2=

= ~ tJI/;Wf/2,cind existaksursedemi~care.In formacea mai simpla k = 1,iartn/pW~/2= Ea'unde Ea esteenergiacineticamediea fluidului proaspat (m/p), indusa in cilindru in cursa de-admisiune.Energia cineticaEa se determina.simplu dadi. se admite: 1) ca fluidul proaspa.tcurgeprin orificiul oferit de supapii.cu 0 viteza medieWsa (definita.de una din relatiile 2.53.2.55,2.55.); 2)ca.easeamortizeazapartial pina.lainchidereasupapeide admisiune. momentul

r:1./SApe ciclu. Se noteaza.cu 1'afactorul mediu dereducerea vit(;zei prin efect de amortizare-in procesuldeadmisiune~iseobtine Ea = m/p(raW~a)/2,care define~te0 viteza medie echi-valenta. Wta in cursa de admisiune Wea = raWSa' Dupa. inchiderea supapei de admisiune.presupunindca.nu mai intervin alte surse de mi~care.viteza echivalenta.devine We = 1'Wetar fiind factornl momentandereducerea vitezeipentru restul ciclului.

Dadi analogiaestecondusacorectsepoateadoptaintegralformuladetransferdin conducte.Aceast5.idee a fost dezvoltatade autor.Folosindrelatiageneralade transferde calduraprin conducte

Nu ' 0,023 (Re)O,8, (3.25)

se eliminaproblemacoeficientuluide proportionalitate(c= 0,023).Apoirelatia(3.25)secorecteazacu un factordeinstabilitate~iseobtine

(3.26)

Se~tieca A '" Tb'"fj '" yc ("fj- viscozitateadinamica),v = "fj/psau v'"'" PHIP. Din [5J rezulta,pentruun intervalde 2000 K:

A [kJ/mhKJ = 130.1O-syor76[:4,185 kca1/mhKJ,

"fj[daNs/m2J= 5,87'1O-sTo,62[:0,981kgfs/m2],

(3.27)

(3.28)

v [m2/s]= 1,69'1O-8T1162fP,

undepeste in daN/cm3( 10,981kgf/cm2).Ca urmarerelatia(3.26)devine

(3.29)

Cc[kJfm2hK]= 311pO.8WeO.8

TO,546L~.2(3.30)

undepeste in daNfcm2,T in K, Lc in m, We in m/s.Cindsefaceanalogiadintrecilindru~iconductase admitecurent(v. reI.

3, 4, 5, tab. 3.3)Lc = D, ceeace rezultadin calcululdiametruluiechiva-lent al unei conducte:Dee=4AIP (A - ariasectiuniitransversale;P-perimetruludat),adicaDec= 4(7tD2/4)/7tD= D = Lc. Totu~icilindrulunuimotorsedeosebe~tede0 conductaprin aceeaca are0 geometrievariabila,

118

carerezuWiprin deplasareapistonului.RezuWidi, in fiecaremoment,cilin-drultrebuieasemanatcu 0 conductacu alteparticularitatigeometrice,adicao conductacu un aU diametruechivalentor, egalitateaLc= D nu satis-faceaceastacerinta.De aceea,autorula propus,pentrucalculullungimiiLcsa se in]ocuiascaaria sectiuniitransversalea cilindrului,cuaria seetiuniilongitudinale.In eazulgeneralal camereide ardereeu eupain pistonsauchiulasa,lungimeaearacteristicadevine(v. fig. 10.4):

L =4 Dl +DcheII 2D +2l +2hc

=2 l +aile1+ (l +hc)ID (3.31)

undel estepreeizatderelatia(10.19).Cindnu existaeupa,a = 0, iar Lc == 2ll(1+ lID). Din relatia(3.31)rezultaea Lc variazape ciclu,scadelaapropiereapistonuluide pmi. Intr-un anumitsens,lungimeacaracteristidisepoateinterpretaca0marimedeterminanta pentrusearamaximaa turbu-lentei.In motorulcu ardereinterna,scaraturbulenteisemiqoreazainevi-tabil,odatacu apropiereapistonuluide chiulasa,iar Lc trebuiesa urma-reascaaceastamodificare,ceeaceseobtineprin relatiapropusa.

La intrebarea:in ce masura'yitezaW. estemai reprezentativadedtvitezaWp?seraspundecavitezaWeestelegatadirectde sursacaregene-reazaturbulenta,decidepart~ularitatilec~nstructivealeorganelorde dis-tributie,depierderi;in plusWediferadeWI" prin factorulde am~tizare,variabilpe ciclu,ceea_cediferentiazaprincipialeonditiaWe= r(r..W,..) deconditiauzualaW. =Wp.Apoi,trebuieadaugatca prin intermediulvitezeiWe'devineposibiHiintroducereasurselorsuplimentarede mi~caredin jurulpmi, We=((2/mfp)+~mI;WU2)0,5.Intrudt in relatia (2.55+),W,..""n, rezult5.ca Ce"" nO,s,ceeace justifica observatiadin paragraful precedentprivindinfluenta lui n asupra lui Qp.

Pe bazamasurarilorefectuateintr-un recipientcilindric in care s-a industurbulenta,s-a stabilit relatia dintre lungimeacaraeteristicaLe ~ilungimeaKolmogorovll;(v. par. 4.3.2.): Lelll;= 1,73(Re)O,7.Relatiaafostdezvoltatade autor[3J pentru cilindrul motorului ~ia condusla 0 expresiegeneralapentru factorul de amortizarea a mi~cariiturbulente, W = Wola, Wo fiindvitezala un moment initial TOsau /Xo.lnversullui a reprezintafactorul deredueerea vitezei W = rWo, definit de ecuatia

(Ot- Ot vO,2

)-0,5

r= 1+18 o.-(rWo)O,S,6n L~.2

careeste 0 ecuatietranscedentain r, rezolvabilaprin metodeleanalizeinumerice.Cindseaplicaecuatia(3.32)in calculul"pascu pas" al transfe-rului de dUdurape cicluse obtine0 simplificare,dacala sfir~itulfiecaruipasde calculse introducein membruldrept valoarealui r de la sfir~itulpasuluiprecedent.Cind pasul de calculestede 1... 2RA, eroareaesteneinsemnata,deoarecer se modificain limitelea 1...3%.

Calcululvitezeiechivalente~iimplicita faetoruluide reducerea vitezeise efectueazape intervalede timp carecorespunddurateieelorcincipro-cesecaraeteristiceale ciclului.

In procesulde admisiune,fluidul curgecu vitezamedieW,..,iar facto-rulmediudereducereavitezeir reprezintamediaaritmeticadintre0 valoareinitialaro'determinatainmomentuldeclan~ariicurgeriifluiduluiproaspat,care,

(3.32)

119

pentrusimplitate,se alegecindpistonulestela pmi (eto= OORA,Ct- Cto==0, deci ro= I), ~i0 valoare finala rISA, care corespundemomentului deinchiderea supapeide admisiuneaCtISA,adica

fa = 0,5(1+rISA)'

Cind momentulcurent estedepartede origine, ceeace corespundecazu-lui in diseutie(CtISA~Cto),in membruldrept al eeuatiei(3.32)primul termenal sumei,adieaunitatea,esteneglijabil in raport eu al doilea.Astfel, eeua-.tia (3.32)devine 0 eeuatiealgebricain r ~ise obtine

rISA =(3 .CtISA y1's~_wo.8)-0.357

n L~.2 sa ,(3.32*)

i~r vit~za eehiy-alentain proeesul de admisiune devine0 marime medieWe=Wea=raWsa.

In procesulde comprimare,dateleinitiale ale mi~carii sint: viteza We..~iorigineatimpului CtISA;eeuatiafactoruluideredueerea vitezei in compri-mare ia forma

(Ct Ct yO.2

)-0.5

r = 1+3 - ISA ISA (rW )0.81~ L~.2 ea ,

iar viteza echivalentaesteWe= rWea.In procesuldeardere,seconsidera0nouaorjgine a timpului Cttl- momen-

tul declan;;ariiarderiirapide(v. par. 5.1, 6.1); vitezainitialaestevitezaeehivalentade la sfir~itulprocesuluide comprimareWee;iar vitezaechi-valentacurentaesteWe=rWecoSeproeedeazain modanalogpedestindere~i~vaeuare.

Calcululvitezeieehivalentepe intervaleestejustificatde faptul ca seintemeiazape analogiadintre cilindrul motorului~irecipientulcilindriccarea servitpentrudeterminareaexperimentalaa graduluide amortizarea mi~earii.In recipientproeesulrealizeazaun anumittip de instabilitate.In cilindru,conditiilein careareloc mi~earasemodifieade la un proeesla altul,deaeeea,un anumittip de instabilitatesementinepe un intervalredusde timp,in raporteu origineafiecaruiproees.

Corectiadeinstabilitatei-a fostsugerataautoruluidefenomenultransfe-ruluinestationardecaIduracareaparela intrareaunui fluid intr-o conducta.~icaresementinepe0lungimel depina la 50 od diametruld al conductei.Se constataexperimentalea Cc este inversproportiona,lcu raportullid.Cindpistonulestela pmecilindrulunuimotorse aseamanacu 0 conductaeu raportullid ~ 1, dar, dnd pistonulestela pmi, cilindrulse aseamanacuparteadinconductapentrucarelid ~ 1.Corectialui Cc in conductefiindde tipul (lid):/:s-a eautat.odependentaasemanatoare~ipentru eilindrulmotorului.In acestseops-a definitfaetorulde instab1litateprill.raportula douadimensiunispecificecilindrului,careilustreazasehimbareageome-triei, prin asemanareacu 0 eondueta~ianume:

fin =B(LcpmeILc)bundeLcpmeestelungimeacaracteristicain pme,iar Lc estelungimeacarac-teristicamomentana.Seobservadi lapme,Lc= Lcpm..iarItn = B, aSOOlenea

126