motoare_si_cicluri_teoretice.pdf
DESCRIPTION
Motoare si cicluriTRANSCRIPT
1
MOTOARE CU ARDERE INTERNĂ
1 Generalităţi. Clasificare
Motoarele cu ardere internă sunt maşini termice cu rolul de a transforma în lucru mecanic
căldura dezvoltată prin arderea unui combustibil (gazos, lichid, solid – praf de cărbune).
Cele mai importante criterii de clasificare sunt:
a) După numărul de timpi:
-motor în patru timpi ( = 4), la care ciclul de funcţionare se realizează în patru curse ale
pistonului (două rotaţii ale arborelui cotit).
timpii sunt: 1. admisia fluidului proaspăt (aer sau amestec aer + combustibil)
2. comprimare + începutul procesului de ardere
3. sfârşitul procesului de ardere + destindere (singurul timp util)
4. evacuarea gazelor arse
-motor în doi timpi ( = 2), la care ciclul de funcţionare se realizează în două curse ale
pistonului (o rotaţie a arborelui cotit).
timpii sunt: 1. terminarea procesului de ardere, destinderea gazelor, începerea
evacuării gazului ars şi a admisiei de fluid proaspăt.
2. terminarea evacuării şi a admisiei, comprimarea amestecului şi
începerea procesului de ardere.
b) După modul de aprindere a amestecului carburant:
- motor cu aprindere prin scânteie (MAS)
- motor cu aprindere prin compresie (MAC)
c) După modul de mişcare a pistonului:
-cu piston în mişcare liniară alternativă
-cu piston rotitor
d) După numărul de cilindri:
- motoare monocilindrice
- motoare policilindrice, cu cilindrii dispuşi în linie, în “V”, în stea, etc.
2
2. Constructia si functionarea motorului in patru timpi
Figura 1 prezinta schema constructiva a unui motor in patru timpi.
In cilindrul 1 se deplaseaza pistonul 2 antrenat prin intermediul bielei 3 de la manivela 4
a arborelui cotit.Chiulasa 5 asezata in capul cilindrului, contine orificiul pentru supapa de
admisie S.A. si supapa de evacuare S.E., precum si orificiul 6 pentru bujie (MAS) sau injector
(MAC). Incarcatura proaspata din colectorul de admisie 7, patrunde in cilindru prin canalul de
admisie si poarta supapei de evacuare 10, canalul de evacuare 11 si colectorul de evacuare 12.
La partea inferioara a cilindrului si partea inferioara a carterului 15 se formeaza baia de ulei.
3
Functionarea unui astfel de motor, cu aprindere prin scanteie si umplere normala, poate fi
urmarita concomitent pe shema motorului si in diagrama 1 b.
Amestecul carburant din colectorul de admisie patrunde in cilindru prin canalul de
admisie si poarta supapei de admisie, din momentul in care, in cursa de admisie (a-b), presiunea
gazelor arse ramase in cilindru (gaze reziduale) scade sub cea exterioara, p0.
Pentru aceasta supapa de admisie trebuie deschisa cu un oarecare avans (punctul d.s.a)
pentru a putea oferi atunci cand amestecul carburant ajunge la sectiunea maxima de deschidere.
Inchiderea acestei supape se realizeaza cu o oarecare intarziere ( punctul i.s.a) in momentul in
care presiunea gazelor din cilindru atinge valoarea celei din exterior. In acest moment in cilindru
este inchisa o anumita cantitate de gaze provenita prin amestecarea incarcaturii proaspete
(amestecul carburant) cu gazele reziduale.Acest amestec este numit initial.
Procesul de comprimare (b-c)a amestecului initial incepe in momentul terminarii admisiei
si se termina in momentul inceputului arderii (punctul A).Arderea se desfasoara vizibil cu
cresterea puternica a presiunii (A-c-z).Destinderea gazelor arse (g-d) are loc pana in momentul
deschiderii supapei de evacuare (punctul d.s.e) care se face inainte de sfarsitul cursei pentru o
evacuare mai rapida a gazelor arse din cilindru (supapa de evacuare sa ofere o deschidere
maxima ). Inchiderea acestei supape (punctul i.s.e) se face dupa o cat mai completa evacuare a
gazelor arse din cilindru si are loc dupa terminarea cursei, cu toate ca presiunea gazelor din
cilindru scade sub presiunea p0, deoarece trebuie folosit efectul inertional al coloanei gazelor ce
se evacueaza.
Volumul minim ocupat de gazele din cilindru se numeste volumul camerei de ardere sau
de comprimare V0, pozitia corespunzatoare fiind P.M.I.Volumul maxim al cilindrului ocupat de
gaze se numeste volumul total al cilindrului Va, pozitia pistonului fiind P.M.E.
Volumul descris de piston in cursa s, intre punctele moarte se numeste cilindree sau
capacitate cilindrica Vs.
Suma cilindreelor tuturor cilindrilor (cand motorul este policilindric) constittue
cilindreea totala sau litrajul.
stiVV
unde i este numarul de cilindri identici ai motorului.
Raportul dintre volumul maxim al cilindrului si cel minim Va/V0=ε se numeste raport de
comprimare.
4
3. Constructia si functionarea motorului in doi timpi
In figura 2 (a si b) sunt reprezentate schema elementara a unui motor in doi timpi cu
umplere fortata si ciclul sau functional in diagrama p-V.
La acest motor amestecul carburant este introdus in cilindru, din colectorul de baleiaj,
prin luminile ( ferestrele) de baleiaj sau umplere l.b, la o presiune psf superioara celei exterioare.
Presiunea de baleiaj superioara celei atmosferice p0 se creeaza de obicei, printr-o comprimare in
carter de catre piston in cursa descendenta, carterul trebuind sa fie etans. Gazele arse sunt
eliminate din cilindru prin luminile (ferestrele) de evacuare l.e. Incarcatura proaspata ajunge la
carter prin luminile de intrare sau primire l.p.
5
Deschiderea si inchiderea luminilor este comandata de catre piston.
Din momentul in care luminile de evacuare sunt acoperite de catre piston in cursa
ascendenta (punctul i.l.e) incepe procesul de comprimare a amestecului initial. Dupa aprindere
(punctul A), incepe arderea vizibila in diagrama prin crestera insemnata a presiunii gazelor (A-c-
z). Destinderea gazelor arse dureazan pana cand pistonul descopera luminile de evacuare
(punctul d.l.e). Presiunea gaazelor din cilindru scade mult mai pronuntat ca urmare a evacuarii
libere a gazelor in exterior. In momentul in care presiunea gazelor din cilindru devine egala cu
cea la care a fost precomprimata incarcatura proaspata, psf, pistonul descopera luminile de baleiaj
(punctul d.l.b). La deschiderea luminilor de baleiaj, presiunea din cilindru la inceput scade
datorita maririi volumului cilindrului, dar se observa si o tendinta contrara de crestere a presiunii
datorita introducerii incarcaturii proaspete mai mare decat cea din cilindru, tendinta care devine
predominanta, facand predominanta, facand ca presiunea in cilindru sa creasca pana la sfarsitul
cursei (punctul a).
Cand pistonul urca din nou, presiunea creste in continuare in cilindru, dar apropiindu-se
de inchiderea luminilor de baleiaj (punctul i.l.b), incarcatura proaspata la presiune ridicata intra
foarte putina si in schimb face ca presiunea sa scada pana in momentul inchiderii luminilor de
evacuare (punctul i.l.e).
Din cursa “s” a pistonului, numai fractiunea su , este efectiv folosita, pentru comprimare
si destindere, restul servind la admisie si evacuare. Corespunzator, raportul de comprimare real
(util) devine:
a
u
uV
V
Diagramele p-V, trasate in figurile 1 b si 2 b se numesc diagrame reale sau indicate.
4. Ciclurile teoretice ale motoarelor cu ardere interna cu piston
Fenomenele reale, care au loc in timpul functionarii motoarelor cu ardere interna cu
piston, sunt complexe daca se tine seama de modificarea atat a starii, cat si a compozitiei chimice
a fluidului motor, de schimbul variabil de caldura intre fluidul din cilindru si peretii acestuia, de
existenta frecarilor, de schimbarile de directie si de viteza ale fluidului, de fazele de ardere etc.
6
Cu scopul de studia influenta tuturor acestor factori asupra economicitatii motorului s-au
admis anumite ipoteze simplificatoare privind functionarea motorului si comportarea fluidului de
lucru, adica s-au conceput anumite cicluri teoretice de referinta, in asa fel incat parametrii
acestora sa poata fi determinati prin calcul. Dintre aceste ipoteze cele mai importante ar fi:
- Motorul functioneaza cu un gaz perfect, asemanator aerului;
- Caldurile specifice cv si cp sunt constante;
- Cilindrul contine in tot cursul ciclului o cantitate de fluid constanta si cu aceeasi
compozitie chimica;
- Producerea de caldura prin ardere este considerata ca o introducere de caldura din
exterior, iar cedarea de caldura prin evacuarea gazelor arse se considera ca o racire cu o
sursa rece;
- Se presupune ca procesele de comprimare si de destindere sunt adiabate.
Ciclul teoretic reprezinta deci, o schema termodinamica simplificata a ciclului de functionare
a motorului, servind drept termen de comparatie pentru motoarele reale, in scopul aprecierii
gradului de perfectiune al proceselor reale de lucru si a evidentierii mijloacelor necesare pentru
imbunatatirea functionarii motoarelor si a cresterii randamentelor proceselor ciclice.
Alegand drept criteriu natura transformarii prin care se poate introduce caldura in ciclul
motor, ciclurile teoretice se impart in trei grupe:
a). Ciclul cu ardere la volum constant (izocora), caracteristic motoarelor cu aprindere prin
scanteie MAS (fig.3 a);
b). Ciclul cu ardere la presiune constanta (izobara), caracteristic motoarelor cu aprindere prin
comprimare MAC lente (fig. 3b);
c). Ciclul cu ardere mixta (izocora si izobara), caracteristic motoarelor cu aprindere prin
comprimare MAC rapide (fig. 3c).
7
Ciclurile figurate sunt corespunzatoare motoarelor in patru timpi si sunt compuse din
urmatoarele transformari:
- Admisia izobara 0-1;
- Comprimarea adiabata 1-2;
- Arderea 2-3; izocora sau izobara la ciclurile din figurile a si b si izocora si izobara 2-3, 3-
4, la ciclul din figura c;
- Destinderea adiabata 3-4 , la ciclurile din figurile a si b si adiabata 4-5 la ciclul din figura
c;
- Evacuare libera izocora 4-1 la ciclurile din figurile a si b si izocora 4-5 la ciclul din figura
c;
- Evacuarea izobara fortata 1-0.
4.1. Ciclul teoretic al motorului cu ardere la volum constant
Parametrii caracteristici si acestui ciclu (fig. 3 a) sunt:
- Raportul de comprimare:
2
1
0V
V
V
Va
- Raportul de crestere al presiunii in timpul arderii la volum constant:
8
2
3
p
p
Randamentul termic al acestui ciclu se poate determina cu formula generala:
Q
Qt
01
in care Q este caldura primita de la sursa calda, iar 0
Q cea cedata sursei reci (luata in valoare
absoluta, deorece conform conventiei de semne este negativa).
Pentru ciclul dat va fii:
32
141
Q
Qt
Exprimand cantitatile de caldura ce apar in relatie, dupa formule corespunzatoare unor
schimburi de caldura ce apar in timpul unor transformari izocore se obtine:
2332TTmcQ
v;
4114TTmcQ
v sau
1414TTmcQ
v
Inlocuind aceste relatii in expresia randamentului termic rezulta:
23
14
23
14 11TT
TT
TTmc
TTmc
v
v
t
Temperaturile se pot determina din transformarile ce compun ciclul, in functie de
temperatura T1 astfel :
- Din adiabata 1-2
1
22
1
11
kk VTVT
sau 1
1
1
2
1
12
k
k
TV
VTT ;
- Din izocora 2-3
2
3
2
3
p
p
T
T
si 1
1
23TTT k
- Din adiabata 3-4
9
1
44
1
33
kk VTVT
sau 11
3
1
2
1
3
1
4
3
34T
T
V
VT
V
VTT
k
kk
Prin inlocuirea temperaturilor, date de relatiile anteriore in expresia randamentului se
obtine:
1
1
1
1
1
111
11kkkt
TT
TT
Lucrul mecanic produs de motor L, este diferenta dintre cantitatea de caldura introdusa in
ciclu Q2-3 si cea evacuata Q4-1, adica este echivalentul cantitatii de caldura care se transforma:
1432QQL
sau tinand seama de expresiile caldurii rezulta:
111
11
111
11
114231423
k
kk
vvv
k
Vp
Tk
RmTTTTmcTTmcTTmcL
Volumul V1 se poate exprima in functie de cilindree Vs si de raportul de comprimare din
sistemul de relatii:
sVVV
V
V
21
2
1
obtinandu-se : 1
1
sV
V si deci lucrul mecanic va fi :
1111
11 ks
k
VpL
4.2. Ciclul teoretic al motorului cu ardere la presiune constanta
Marimile caracteristice ale acestui ciclu (3 b ) sunt :
- Raportul de comprimare:
2
1
0V
V
V
Va ’
10
- Raportul de injectie:
2
3
V
V
Randamentul termic al acestui ciclu se poate determina cu formula generala:
Q
Qt
01
in care Q este caldura primita de la sursa calda, iar 0
Q cea cedata sursei reci (luata in valoare
absoluta, deorece conform conventiei de semne este negativa).
Pentru ciclul dat va fii:
32
141
Q
Qt
Exprimand cantitatile de caldura ce apar in relatie, dupa formule corespunzatoare unor
schimburi de caldura ce apar in timpul unor transformari izocore se obtine:
2332TTmcQ
p;
4114TTmcQ
v sau
1414TTmcQ
v
Deci randamentul termic va fi :
23
14
23
14 11TTk
TT
TTmcp
TTmcv
t, k fiind exponentul adiabatic.
Exprimarea temperaturilor, ce apar in relatia randamentului se face in mod analog cu
ciclul motorului cu ardere la volum constant, astfel:
- Din adiabata 1-2
1
22
1
11
kk VTVT
sau 1
1
1
2
1
12
k
k
TV
VTT ;
- Din izobara 2-3
2
3
2
3
V
V
T
T
si 1
1
23TTT k
11
- Din adiabata 3-4
1
44
1
33
kk VTVT
sau k
kkk
TTV
V
V
VT
V
VTT
1
1
3
1
4
2
2
3
3
1
4
3
34
Inlocuind valorile astfel gasite se obtine urmatoarea expresie pentru randamentul termic:
1
11
1k
k
tk
Lucrul mecanic produs de un motor ce functioneaza dupa un astfel de ciclu este:
111
11
111
11
114231423
kk
kkk
vvp
kk
Vp
kkTk
RmTTkTkTmcTTmcTTmcL
4.3 Ciclul teoretic al motorului cu ardere mixta
Pentru acest ciclu teoretic (fig. 3 c) se pot defini urmatorii parametrii caracteristici:
- Raportul de comprimare:
2
1
0V
V
V
Va
- Raportul de crestere al presiunii in timpul arderii la volum constant:
2
3
p
p
- Raportul de injectie:
2
3
V
V
Randamentul termic al acestui ciclu se poate determina cu formula generala:
4332
15011
Q
Q
Qt
12
Exprimand cantitatile de caldura, ce apar in relatia anterioara, dupa relatiile
corepsunzatoare unor schimburi de caldura ale unor transformari izocore (Q2-3 si Q5-1) si
respectiv izobare (Q3-4) se obtine:
2332TTmcQ
v;
3443TTmcQ
p;
1515TTmcQ
v;
Inlocuind in relatiile de mai sus rezulta:
3423
151TTmcTTmc
TTmc
pv
v
t
sau facand simplificarile si impartind cu cv:
3423
151TTkTT
TTt
Temperaturile, din punctele caracteristice ale ciclului, determinate in functie de
temperatura T1 sunt :
- Din adiabata 1-2
1
22
1
11
kk VTVT
sau 1
1
1
2
1
12
k
k
TV
VTT ;
- Din izocora 2-3
2
3
2
3
p
p
T
T
si 1
1
23TTT k
- Din izobara 3-4
3
4
3
4
V
V
T
T
si 1
1
34TTT k
- Din adiabata 4-5:
1
44
1
55
kk VTVT
13
sau
k
k
k
kkk
TTTV
V
V
VT
V
VTT
1
1
1
1
1
4
1
5
3
3
4
4
1
5
4
45
Prin inlocuirea temperaturilor date de relatiile anterioare in relatia randamentului rezulta:
1
1
1
1
1
1
1
1
111TTkTT
TTkkkk
k
t
Facand simplificarile se obtine in final:
11
111
1 k
k
kt
Particularizand aceasta expresie pentru ( =1);(V4=V3), obtinem randamentul termic al
ciclului cu ardere la volum constant :
1
11
kt,
iar pentru λ=1 (p3=p2), randamentul termic al ciclului cu ardere la presiune constanta:
1
11
1k
k
t
Ultimele trei relatii indica cresterea randamentului termic odata cu marimea raportului de
comprimare ε.
Comparand expresiile randamentelor termice pentru ciclul cu ardere la volum constant si
la presiune constanta, rezulta ca ele difera numai prin factorul supraunitar:
1
1
k
k
In consecinta, la acelasi raport de compresie ε, randamentul ciclului cu ardere la volum
constant este mai mare decat ak celui cu ardere la presiune constanta.
In practica insa, randamentul ciclului motoarelor cu ardere la presiune constanta este mai
mare decat al celor la volum constant, deoarece la motoarele cu aprindere prin comprimare
MAC, se comprima numai aer, putand fi adoptate rapoarte de compresie mai mari (ε=14.....20),
limitate numai de solicitarile mecanice ale motoarelor si de cresterea frecarilor mecanice.
14
La motoarele cu aprindere prin scanteie MAS, cresterea raportului de comprimare ε este
limitata (ε=6...10) de aparitia fenomenului de detonatie, care este o ardere anormala insotita de o
serie de fenomene ca: prezenta unor socuri (batai) in cilindru, micsoararea randamentului si
puterii mototrului, cresterea cantitatii de caldura degajata prin peretii cilincrului (ceea ce duce la
o incalzire puternica a pistoanelor si a supapelor de evacuare), cresterea presiunii gazelor din
cilindru.
Una din cauzele aparitiei fenomenului de detonatie este natura combustibilului utilizat si
anume natura hidrocarburilor continute si structura moleculara a componentilor combustibilului.
Metoda folosita pentru incercarea combustibilului la o detonatie este adaptata pentru:
- Motoare cu turatie redusa cu cifra cetanica intre 35 si 40;
- Motoare cu turatie intre 1000 si 1500 rot/min intre 40 si 45;
- Motoare cu turatie mai mare de 1500 rot/min, intre 45 si 60.
Cetenul fiind scump si instabil, in locul lui s-a ales cetanul C16H34 in amestec cu
monocetilnaftalina C11H10. Indicele sau cifra cetanica poate varia intre 0 si 100. Aproximativ:
cifra cetenica=8
7cifra cetanica
Coborarea temperaturii de autoaprindere se poate face cu aditivi de tipul cu compusilor
cu azot (azotati, azotiti) precum si compusi peroxidici.
4.4. Parametrii ciclului de functionare
Lucrul mecanic motor al cilcului 1i
L este reprezentat de bucla mare a ciclului din
diagrama indicata a motorului ( A-c-z-d-f-a in fig 1. si A-c-z-f-A in fig.2). Raportand acest lucru
mecanic la cilindreea Vs, se obtine lucrul mecanic specific (produs pe unitatea de cilindree) sau
presiunea medie indicata, care este o marime caracteristica a ciclului:
s
i
iV
Lp 1
2m
N
Cum pentru o turatie data n [rot/min] numarul de cicluri efectuate intr-o secunda este :
30
nN
c [cicluri/s]
15
in care τ este numarul de timpi ai ciclului functional al motorului (τ=4 pentru motorul in patru
timpi si τ=2 pentru motorul in doi timpi), se observa ca puterea indicata, reala a cilindrului este:
t
LP
i
i
1
1 [m]
in care t este timpul in care se efectueaza un ciclu egal cu :
nN
tc
301 [s]
Inlocuind in relatia puterii se obtine urmatoarea relatie:
303030
11
1
nVPnL
n
LP siii
i [W]
Pentru un motor cu i cilindrii identici:
3011
nVPiiPP si
i [W]
Functionarea motorului pretinde consumarea unei energii necesare acoperirii diferitelor
pierderi proprii motorului.
Toate aceste pierderi se apreciaza prin intermediul randamentului mecanic :
i
e
i
mP
P
P
P0 ,
unde Po este puterea efectiva a motorului disponibila la arborele sau cotit, iar Pe este presiunea
medie efectiva, adica lucrul mecanic motor specific disponibil la arborele cotit.
Rezulta ca puterea efectiva a motorului poate fi exprimata prin relatia:
30
nViPPP si
mime [W]
sau, tinand seama de relatia de mai sus:
30
0nViP
P s
e [W]
16
4.5. Caracteristicile motoarelor cu ardere interna
Prin caracteristici ale motoarelor cu ardere interna se inteleg reprezentarile grafice ale
variatiilor unor marimi si indicii caracteristici ai motoarelor (ca de exemplu puterea, momentul
motor, randamentul termic, consumul specific, etc.), in functie de un anumit factor principal (ca
de exemplu sarcina, turatie etc.), considerat ca variabila independenta. Caracteristicile se
determina experimental. La proiectare se pot calcula, cu aproximatia corespunzatoare, unele din
caracteristicile motorului.
Cele mai importante sunt caracteristicile de sarcina, in care variabila independenta este
turatia pastrandu-se constanta sarcina sau incarcarea motorului, cu ajutorul unor frane, prezentate
in figura de mai jos.
Se obvserva ca la motoarele cu aprindere prin scanteie puterea trece printr-un maxim
maxeePP , iar turatia corespunzatoare se numeste turatia de putere maxima (np). Daca n creste
in continuare (n>np) pueterea efectiva incepe sa scada.
Turatia la care are loc valoarea maxima a momentului motor se numeste turatie de
moment maxim nM. Aceasta alura de variatie a momentului motor este foarte putin convenabila
pentru motorul de tractiune, care cere o crstere raprida a momentului motor la reducerea turatiei
pentru ca functionarea motorului sa fie stabila. Transmisiile speciale ce echipeaza automobilele
si tractoarele permit modificarea caracteristicii de moment in concordanta cu cerintele tractiunii.
De aceea cresterea momentului motor de la turatia np (pe
M ) la turatia nM (Memax) constituie si un
indice de performanta al motorului, care se numeste coeficient de adaptabilitate la tractiune:
pe
e
M
Mmax ,
deoarece exprima gradul de adaptabilitate al motorului la cerintele inaintarii autovehiculului. Cu
cat σ este mai mare capacitatea motorului de a invinge rezistentele suplimentare este mai mare.
La MAS, σ=1.15......1.4.
Turatia nM limiteaza domeniul stabil de functionare a motorului pe caracteristica de
turatie, deoarece functionarea motorului pe partea ascendenta a curbei Me este instabila (daca
incarcarea motorului creste, la turatia n<nM motorul nu mai poate face fata cerintelor -curba Me
17
scade si motorul se opreste). De aceea turatia minima stabila nmin este in apropierea lui nM, dar
ceva mai unica.
Turatia la care minee
cc se numeste turatie economica intotdeuna nec<np, ceea ce
constituie un dezavantaj inerent al MAS-ului.
Caracteristica de turatie la sarcina totala a MAC-ului are o alura asemanatoare cu a MAS-
ului cu observatia ca Pe creste initial mai lin, iar punctul de varf al puterii nu este atins.
Coeficientul de adaptabilitate este mai mic decat al MAS-ului, σ=1.1-1.15, ceea ce constituie un
dezavantaj al MAC-ului.
Spre deosebire de MAS, la care turatia maxima admisibila poate depasi (iar la
autoturisme e indicat sa se depaseasca) turatia de putere maxima
a incercarilor comparate, la care intr-un monocilindru, cu caracteristici standardizate si raport de
comprimare variabil, este folosit combustibil de incercare si un amestec format dintr-un
combustibil standard si un combustibik echivalent. La probe, amestecul se formeaza prin
adaugarea de combustibil echivalent. La probe, amestecul se formeaza prin adaugarea de
combustibil echivalent in combustibilul standard, in asa fel incat amestecul rezultat sa aiba
aceleasi cantitati antidetonante, ca si cele ale combustibilului incercat, obtinandu-se detonatii de
intensitati egale, apreciate fie dupa auz (loviturile din cilindru), fie cu ajutorul detonametrului,
sau dupa temperatura chiulasei, masurata cu un termocuplu.
Masura de apreciere a calitatii de antidetonanta se exprima prin procentul volumetric al
combustibilului echivalent in amestec cu cel standard. Combustibilul standard trebuie sa aiba o
tendinta de detonatie mai mare ca a oricarei benzine si aceasta a fost ales heptanul normal
(C7H16), iar combustibilului echivalent sa aiba cea mai mica tendinta spre detonatie si a fost ales
izooctanul (C8H18).
Continutul procentual volumetric de izooctan in amestecul de izooctan si heptan serveste
la aprecierea calitatii antidetonante a benzinei si se numeste indice cetanic sau cifra cetanica,
care poatre varia intre 0 si 100. Benzinele folosite astazi au cifra cetanica peste 60, cele de
18
aviatie, apropiata de 100. Cu cat cifra cetanica a combustibilului este mai ridicata cu atata
aparitia fenomenului de detonatie se face la rapoarte de comprimare ε mai mari.
Pentru a mari rezistenta la detonatie a combustibililor acestia se amesteca cu
antidetonanti cum ar fi tetrastilul de plumb.
Si la motoarele cu aprindere prin comprimare, natura combustibilului lichid joaca un rol
important in procesul de ardere prin temperatura de autoaprindere.
La aceste motoare este indicat ca temperatura de autoaprindere a combustibilului injectat
in aerul cu temperatura inalta, rezultat al comprimarii lui, sa fie cat mai coborata, realizandu-se
astfel o autoaprindere usoara, un proces de ardere controlat si complet, deci o functionare linstita
a motorului.
Calitatea combustibilului folosit pentru motoarele cu autoaprindere se estimeaza (dupa
comportarea lui la autoaprindere) pentru determinarea careiua se folosesc metoda indicelui
cetanic si metoda indicelui cetanic.
Pe un motor monocilindric, cu raport de compresie variabil, se compara combustibilul de
cercetat si un amestec format dintr-un combustibil standard si altul echivalent, in asa fel incat
autoaprinderea acestui amestec sa fie de acelasi ordin ca si aceea a combustibilului incercat,
pentru acelasi raport de comprimare. Calitatea autoaprinderii se determina dupa durata intarzierii
la aprindere, adica intervalul scurs intre inceputul injectiei combustibilului in motor si momentul
autoaprinderii (care se poate aprecia, mai usor, dupa zgomotul produs de esaparea gazelor arse).
Combustibilul standard, ce se autoaprinde foarte greu este mesitilena aromatica
C6H3(CH3)3, caruia i s-a atribuit, conventional, cifra cetanica zero, iar combustibilul echivalent
este cetanul C6H32, avand o foarte mica intarziere la autoaprindere, caruia i s-a atribuit, pentru
cifra cetenica valoarea 100. Procentul volumetric, de ceten in amestec cu mesitilena, se numeste
indice sau cifra cetanica, expresie a calitatii la autoaprindere a combustibilului incercat.
Un combustibil cu cifra cetanica mare inseamna un combustibil care se autoaprinde usor.
19