Cum este influenţat viitorul de descoperirile trecutului?

Jangu Valentin

Motoare

Mai prezintă interes motoarele termice pentru noi?

Ce este un motor termic si cum functionează?

Motoarele termice cu piston, transformăenergia termică (caldura) rezultată prin arderea combustibililor în lucru mecanic şi în energie calorică disipativă (căldurăpierdută).

Lucrul mecanic se manifestă sub forma mişcării rectilinii şi alternative a pistoanelor, care este,la rândul ei, transformată în mişcare de rotaţie a arborelui cotit cu ajutorul mecanismului bielă-manivelă.

MotorEnergie Lucru mecanic

Căldur

ăpierdut

ă

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

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

Puterea calorica a combustibililor solizi si lichizi se exprima in J (Joule)/kg sau,iar a celor gazosi in J /m 3

m

Qq

Puterile calorice ale câtorva substanţe

Combustibilul Puterea calorică

Benzina 43,698 * 10 6J/ kg

Motorina 42,569 * 10 6J/ kg

Păcura 39,7 * 10 6J /kg

Butan 45,720 * 10 6J /kg

Lemn (umiditate 40%) 12* 10 6J /kg

Clasificarea motoarelorCriteriu Denumire

Natura combustibilului

motoare cu benzină

motoare cu motorină

motoare cu gaz

Realizarea ciclului motor

motoare în patru timpi.

motoare în doi timpi

Modul producerii amestecului carburant

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

motoare cu formare interioară a amestecului carburant (motoare Diesel).

După felul aprinderii amestecului carburant

motoare cu aprindere prin scânteie (prescurtat MAS).

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

Alcătuirea unui motor

Supapa de admisie (IV),

Supapa de evacuare (EV),

Pistonul (P),

Camera de combustie (CC),

Tija de conectare (CR),

Roata (CS)

Bujie (SP).

Care sunt caracteristicile unui

motor?1. Consumul de carburant: cantitatea medie de carburat

consumata la deplasarea pe distanta de 100 km

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

3. Turatia: numarul de rotatii pe minut

4. Puterea dezvoltata de motor: lucru mecanic efectuat in unitatea de timp

5. Randamentul : lucrul mecanic efectuat raportat la energia consumata

6. Demaraj: durata necesara pentru a atinge viteza de 100 km/h

Funcţionarea motoarelor

Motorul Otto si

Motorul Diesel

Motorul Avantaje Dezavantaje

Diesel Mai robust

Combustibil mai ieftin

Demaraj dificil

Pornire dificilă

la temperaturi

scăzute

Otto Demaraj rapid Combustibil

scump si

poluant

Electric Combustibil nepoluant Cost ridicat

Comparaţii

Putina istorieSec II i.C.HERON din Alexandria a construit o turbina cu reactie1707 Demis Papiu construieste o masina cu vapori pe care o instaleaza pe o corabie. 1765, scotianul James Watt perfectioneaza masina cu vapori, dandu-i forma definitiva sub care functioneaza si astazi.De-alungul timpului turbinele cu vapori s-au dezvoltat 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 aceea trebuie sa intre in paletele turbinei cu o viteza mult mai mare. Aceasta viteza ajunge uneori la 1 km/s iar presiunea la 200 at.

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

Puţină istorie

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

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

Fabricanţi celebri de automobile

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

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

În loc de concluzii

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

Bibliografie