or lucrari pcmai 3ar 2009-2010

ÎNDRUMĂTOR LUCRĂRI PRACTICE DE

LABORATOR 3 A.R.

Ş.l. dr. ing. Mariaşiu Florin Drd. ing. Doru Băldean

Laborator P.C.M.A.I. Drd. ing. Doru Băldean

2

Cuprins Îndrumător de lucrări 1. PROTECŢIA MUNCII ŞI PREZENTAREA LUCRĂRILOR ...................................................................... 4

1.1. PROTECŢIA MUNCII ÎN ACTIVITATEA DE LABORATOR ....................................................................................... 4 1.2. LISTA LUCRĂRILOR DE LABORATOR P.C.M.A.I. .............................................................................................. 5 1.3. CERINŢE ALE DISCIPLINEI ÎN PRIVINŢA LABORATOARELOR P.C.M.A.I. ............................................................ 5

2. ORGANOLOGIA ŞI FUNCŢIONAREA M.A.S. .......................................................................................... 6

2.1. TERMINOLOGIE ÎN DOMENIUL M.A.I. ............................................................................................................... 6 2.2. ORGANOLOGIA MECANISMULUI MOTOR ........................................................................................................... 6 2.3. DESCRIEREA INSTALAŢIEI EXPERIMENTALE ŞI A ECHIPAMENTULUI NECESAR ................................................. 11 2.4. MERSUL LUCRĂRII .......................................................................................................................................... 11 2.5. INTERPRETAREA REZULTATELOR ................................................................................................................... 11

3. ORGANOLOGIA ŞI FUNCŢIONAREA M.A.C. ....................................................................................... 12

3.1. CLASIFICĂRI MAI .......................................................................................................................................... 12 3.2. PROCESE FUNCŢIONALE LA MAC ................................................................................................................... 14 3.3. DESCRIEREA INSTALAŢIEI EXPERIMENTALE ŞI A ECHIPAMENTULUI NECESAR ................................................. 20 3.4. MERSUL LUCRĂRII .......................................................................................................................................... 20 3.5. INTERPRETAREA REZULTATELOR ................................................................................................................... 20

4. ORGANOLOGIA ŞI FUNCŢIONAREA INSTALAŢIEI DE ALIMENTARE LA M.A.S. CARBURATOARE .............................................................................................................................................. 21

4.1. TIPURI DE INSTALAŢII DE ALIMENTARE PENTRU M.A.I. ................................................................................... 21 4.2. GENERALITĂŢI PRIVITOARE LA INSTALAŢIILE DE ALIMENTARE M.A.S. ......................................................... 21 4.3. ELEMENTELE COMPONENTE ALE INSTALAŢIEI DE ALIMENTARE M.A.S. ......................................................... 22 4.4. DESCRIEREA INSTALAŢIEI EXPERIMENTALE ŞI A ECHIPAMENTULUI NECESAR ................................................. 28 4.5. MERSUL LUCRĂRII .......................................................................................................................................... 28 4.6. INTERPRETAREA REZULTATELOR ................................................................................................................... 28

5. ORGANOLOGIA ŞI FUNCŢIONAREA INSTALAŢIEI DE ALIMENTARE LA M.A.C. CU POMPE DE INJECŢIE ÎN LINIE ............................................................................................................................................ 29

5.1. CONSIDERAŢII GENERALE ............................................................................................................................... 29 5.2. INSTALAŢII DE ALIMENTARE CU POMPĂ DE INJECŢIE CU ELEMENŢI ÎN LINIE ................................................... 31 5.3. DESCRIEREA INSTALAŢIEI EXPERIMENTALE ŞI A ECHIPAMENTULUI NECESAR ................................................. 39 5.4. MERSUL LUCRĂRII .......................................................................................................................................... 39 5.5. INTERPRETAREA REZULTATELOR ................................................................................................................... 39

6. ORGANOLOGIA ŞI FUNCŢIONAREA INSTALAŢIEI DE ALIMENTARE LA M.A.C. CU POMPE ROTATIVE. INJECTOARE ................................................................................................................................ 40

6.1. CONSIDERAŢII GENERALE PRIVITOARE LA POMPELE DE INJECŢIE ROTATIVE ................................................... 40 6.2. INJECTOARELE ................................................................................................................................................ 47 6.3. DESCRIEREA INSTALAŢIEI EXPERIMENTALE ŞI A ECHIPAMENTULUI NECESAR ................................................. 48 6.4. MERSUL LUCRĂRII .......................................................................................................................................... 48 6.5. INTERPRETAREA REZULTATELOR ................................................................................................................... 48

7. DETERMINAREA CARACTERISTICII DE REGLAJ ............................................................................. 49

7.1. NOŢIUNI GENERALE ........................................................................................................................................ 49 7.2. DETERMINAREA CARACTERISTICII DE CONSUM DE COMBUSTIBIL ................................................................... 49 7.3. DETERMINAREA CARACTERISTICII DE DOZAJ .................................................................................................. 50 7.4. DETERMINAREA CARACTERISTICII DE AVANS LA PRODUCEREA SCÂNTEII ELECTRICE ..................................... 51 7.5. DETERMINAREA CARACTERISTICII DE AVANS LA INJECŢIE ............................................................................. 53 7.6. DESCRIEREA INSTALAŢIEI EXPERIMENTALE ŞI A ECHIPAMENTULUI NECESAR ................................................. 53 7.7. MERSUL LUCRĂRII .......................................................................................................................................... 54 7.8. INTERPRETAREA REZULTATELOR ................................................................................................................... 54

8. DETERMINAREA CARACTERISTICII DE TURAŢIE LA M.A.S. ......................................................... 55

8.1. NOŢIUNI GENERALE ........................................................................................................................................ 55 8.2. DETERMINAREA CARACTERISTICII DE TURAŢIE LA SARCINĂ TOTALĂ ............................................................. 55 8.3. DETERMINAREA CARACTERISTICII DE TURAŢIE LA SARCINĂ PLINĂ ŞI SARCINI PARŢIALE ............................... 55 8.4. DETERMINAREA CARACTERISTICII DE TURAŢIE LA MERS ÎN GOL .................................................................... 57 8.5. PRELUCRAREA ŞI INTERPRETAREA REZULTATELOR ........................................................................................ 57


3

8.6. DESCRIEREA INSTALAŢIEI EXPERIMENTALE ŞI A ECHIPAMENTULUI NECESAR ................................................. 59 8.7. MERSUL LUCRĂRII .......................................................................................................................................... 59 8.8. INTERPRETAREA REZULTATELOR ................................................................................................................... 59

9. DETERMINAREA CARACTERISTICII DE TURAŢIE CU REGULATOR LA M.A.C. ......................... 60

9.1. NOŢIUNI GENERALE ........................................................................................................................................ 60 9.2. PRELUCRAREA ŞI INTERPRETAREA DATELOR MĂSURĂTORILOR EXPERIMENTALE ........................................... 61 9.3. DESCRIEREA INSTALAŢIEI EXPERIMENTALE ŞI A ECHIPAMENTULUI NECESAR ................................................. 62 9.4. MERSUL LUCRĂRII .......................................................................................................................................... 62 9.5. INTERPRETAREA REZULTATELOR ................................................................................................................... 63

10. DETERMINAREA CARACTERISTICII DE SARCINĂ LA M.A.I. .......................................................... 64

10.1. NOŢIUNI GENERALE ........................................................................................................................................ 64 10.2. PROCESAREA ŞI INTERPRETAREA DATELOR MĂSURĂTORILOR EXPERIMENTALE ............................................. 65 10.3. DESCRIEREA INSTALAŢIEI EXPERIMENTALE ŞI A ECHIPAMENTULUI NECESAR ................................................. 67 10.4. MERSUL LUCRĂRII .......................................................................................................................................... 67 10.5. INTERPRETAREA REZULTATELOR ................................................................................................................... 67

11. DETERMINAREA CARACTERISTICII COMPLEXE A UNUI M.A.I. ................................................... 68

11.1. NOŢIUNI GENERALE ........................................................................................................................................ 68 11.2. PROCESAREA ŞI INTERPRETAREA DATELOR MĂSURĂTORILOR EXPERIMENTALE ............................................. 68 11.3. DESCRIEREA INSTALAŢIEI EXPERIMENTALE ŞI A ECHIPAMENTULUI NECESAR ................................................. 69 11.4. MERSUL LUCRĂRII .......................................................................................................................................... 70 11.5. INTERPRETAREA REZULTATELOR ................................................................................................................... 71

12. DETERMINAREA CARACTERISTICII DE PIERDERI A UNUI M.A.I. ................................................ 72

12.1. NOŢIUNI GENERALE ........................................................................................................................................ 72 12.2. PRELUCRAREA ŞI INTERPRETAREA DATELOR .................................................................................................. 72 12.3. DESCRIEREA APARATURII EXPERIMENTALE ŞI A ECHIPAMENTULUI NECESAR ................................................. 74 12.4. MERSUL LUCRĂRII .......................................................................................................................................... 74 12.5. INTERPRETAREA REZULTATELOR ................................................................................................................... 74

13. RIDICAREA ŞI PLANIMETRAREA DIAGRAMEI INDICATE. DETERMINAREA PARAMETRILOR INDICAŢI AI UNUI M.A.I. ................................................................................................................................. 76

13.1. NOŢIUNI GENERALE ........................................................................................................................................ 76 13.2. POSIBILITĂŢI DE RIDICARE A DIAGRAMEI INDICATE ........................................................................................ 76 13.3. DETERMINAREA PARAMETRILOR INDICAŢI ..................................................................................................... 77 13.4. INTERPRETAREA REZULTATELOR MĂSURĂTORILOR EXPERIMENTALE ............................................................ 80

14. DETERMINAREA BILANŢULUI ENERGETIC AL UNUI M.A.I. .......................................................... 81

14.1. NOŢIUNI GENERALE ........................................................................................................................................ 81 14.2. PRELUCRAREA ŞI INTERPRETAREA DATELOR .................................................................................................. 82 14.3. DESCRIEREA APARATURII EXPERIMENTALE ŞI A ECHIPAMENTULUI NECESAR ................................................. 83 14.4. MERSUL LUCRĂRII .......................................................................................................................................... 83 14.5. CONCLUZII. INTERPRETAREA REZULTATELOR ................................................................................................ 83

15. DETERMINAREA COEFICIENTULUI DE UMPLERE A UNUI M.A.I. ................................................. 86

15.1. NOŢIUNI GENERALE ........................................................................................................................................ 86 15.2. DESCRIEREA APARATURII EXPERIMENTALE ŞI A ECHIPAMENTULUI NECESAR ................................................. 86 15.3. PRELUCRAREA ŞI INTERPRETAREA DATELOR .................................................................................................. 87 15.4. MERSUL LUCRĂRII .......................................................................................................................................... 87 15.5. CONCLUZII. INTERPRETAREA REZULTATELOR ................................................................................................ 88

16. ÎNCHEIEREA ŞI VERIFICAREA LUCRĂRILOR. TEST ........................................................................ 89

16.1. CERINŢE IMPUSE PENTRU ÎNCHEIEREA LUCRĂRILOR DE LABORATOR LA P.C.M.A.I. ...................................... 89 16.2. VERIFICAREA LUCRĂRILOR ............................................................................................................................ 89 16.3. TEST ............................................................................................................................................................... 89 16.4. CALCULUL NOTEI DE LABORATOR .................................................................................................................. 90

ANEXA I – RELAŢIILE DINTRE UNITĂŢILE DE MĂSURĂ ......................................................................... 91

ANEXA II – LIMITELE DE VARIAŢIE A UNOR PARAMETRII LA M.A.I. ................................................... 92

BIBLIOGRAFIE .................................................................................................................................................. 93


4

1. PROTECŢIA MUNCII ŞI PREZENTAREA LUCRĂRILOR

1.1. Protecţia muncii în activitatea de laborator

1.1.1. Pericole mecano-fizice Activităţile de laborator presupun folosirea unei diversităţi considerabile de aparaturi şi

scule. Atât studenţii şi tehnicienii cât şi cadrele didactice care folosesc aparatura şi instrumentarul din laborator, trebuie să cunoască modul corespunzător de utilizare şi să fie conştienţi de pericolul de vătămare care apare la mânuirea necorespunzătoare şi la întrebuinţarea neadecvată a obiectelor cu muchii ascuţite, tăioase şi a tuturor obiectelor rigide de altfel. Motoarele în funcţionare au piese în mişcare, iar gazele de evacuare ating temperaturi de până la 700÷800˚C. Există o serie de ministanduri şi piese de mărimi şi mase variate în cadrul laboratorului, care printr-o instrumentare necorespunzătoare pot să producă leziuni corpului uman, în special în zona membrelor, prin scăparea lor pe picioare sau mâini. Gropile standurilor sunt de asemenea periculoase, deoarece pot conduce la luxarea membrelor.

De aceea folosirea oricăror obiecte rigide, de metal sau din lemn, precum şi a sculelor cu grad sporit de periculozitate (şurubelniţe, pile, cuţite etc.) trebuie să se facă doar de către cei care au o anumită experienţă în folosirea lor, iar cei care le folosesc pentru prima dată să o facă sub supravegherea şi în prezenţa persoanelor calificate, ţinând seama de indicaţiile utile primite sau de instrucţiunile de utilizare corespunzătoare.

1.1.2. Pericole chimice

Activităţile de laborator presupun de asemenea şi utilizarea combustibililor, uleiurilor

(lubrefianţilor), acizilor (din baterii) şi a altor substanţe cu grad de risc ridicat. Unele dintre acestea atacă suprafeţele cu care vin în contact prin pătare, altele corodează sau ard obiectele cu care intră în contact. Alte substanţe au un caracter uşor inflamabil existând pericolul incendierii spaţiilor de laborator. De aceea în cadrul laboratoarelor îmbrăcămintea şi pielea trebuie protejate în mod special şi sursele de flacără trebuie îndepărtate obligatoriu sau ţinute sub control strict. Iar întrebuinţarea oricăror substanţe chimice trebuie să se facă doar de către cei care au experienţă în folosirea lor, iar cei care le folosesc pentru prima dată să o facă sub supravegherea şi în prezenţa persoanelor calificate. Vestimentaţia şi protecţia corpului trebuie să fie corespunzătoare şi conformă NTSM. Nu se va utiliza nici o sursă de foc şi nu se va fuma în incinta laboratorului.

1.1.3. Pericole electrice

Riscul de electrocutare în cadrul laboratorului apare în utilizarea surselor de energie electrică

sau a componentelor instalaţiilor electrice aflate sub tensiune. În cadrul laboratorului există atât interfeţe pentru alimentarea cu energie electrică la o

tensiune de 220 V, cât şi pentru curent trifazat de 380 V. Alte pericole de electrocutare există la instalaţiile electrice ale motoarelor de pe standurile şi de pe automobilele pe care se execută lucrările practice de laborator. Partea de joasă tensiune a unei instalaţii de aprindere a unui motor nu constituie un pericol major până la tensiunea de 24V, însă partea de înaltă tensiune poate trece cu uşurinţă de 10000 V, şi constituie un pericol chiar dacă valorile intensităţii curentului sunt relativ reduse. De aceea utilizarea oricăror elemente ale instalaţiilor electrice trebuie să se facă doar de către cei care au o anumită experienţă în folosirea lor, iar cei care le folosesc pentru prima dată să o facă sub supravegherea şi în prezenţa persoanelor calificate.

Obs.: Fiecare student va semna fişa de protecţia muncii, pe care cadrul didactic responsabil

de coordonarea activităţilor practice de laborator este obligat să o pună la dispoziţie.


5

1.2. Lista lucrărilor de laborator P.C.M.A.I.

1. Protecţia muncii şi prezentarea lucrărilor. 2. Organologia şi funcţionarea MAS 3. Organologia şi funcţionarea MAC 4. Organologia şi funcţionarea instalaţiei de alimentare la MAS. Carburatoare 5. Organologia şi funcţionarea instalaţiei de alimentare la MAC cu pompe de injecţie în linie 6. Organologia şi funcţionarea instalaţiei de alimentare la MAC cu pompe rotative. Injectoare 7. Determinarea caracteristicii de reglaj 8. Determinarea caracteristicii de turaţie la MAS 9. Determinarea caracteristicii de turaţie cu regulator la MAC 10. Determinarea caracteristicii de sarcină la MAI 11. Determinarea caracteristicii complexe a unui MAI 12. Determinarea caracteristicii de pierderi a unui MAI 13. Determinarea coeficientului de umplere a unui MAI 14. Determinarea bilanţului energetic al unui MAI 15. Ridicarea diagramei indicate şi a parametrilor indicaţi a unui MAI 16. Încheierea şi verificarea lucrărilor. Test

1.3. Cerinţe ale disciplinei în privinţa laboratoarelor P.C.M.A.I. - Semnarea fişei de protecţia muncii - Ora începe la fix, nimeni nu mai intră după cadrul didactic - Prezenţa este obligatorie - Problemele obiective care determină o absenţă se anunţă din timp - Absenţele trebuiesc recuperate (una se permite, fără recuperare) - Dosar complet (coperta, lista de lucrări, chenar, concluzii şi interpretări) pt. notă - Implicarea tuturor studenţilor la rezolvarea lucrării (lucru individual şi în echipă) - Prezenţa de spirit/atenţie sporită - Nu se mănâncă/bea/fumează în incinta laboratorului - Rezolvarea individuală a sarcinilor de laborator deoarece notarea se face individual - Rezultatele şi activitatea unei lucrări de laborator se interpretează personal şi individual - Elaborare de concluzii - Calculator de buzunar - Riglă, creion, radieră (desenele se realizează cu linear şi creion) - În cadrul lucrărilor de laborator se va pune accent pe partea practică, pe analiza şi studiul

pieselor, ansamblelor şi subansamblelor motoarelor cu ardere internă, studentul având obligaţia să întrebe şi să ceară lămuriri şi să i se preyinte piesele din cadrul laboratorului

- Fiecare lucrare de laborator trebuie sa conţină cel puţin câte două desene, figuri, schiţe - Partea scriptică se va rezuma la ideile principale, câteva definiţii, denumirile pieselor şi

părţilor componente - Nota obţinută la activităţile de laborator are o pondere de 20÷30% din nota finală


6

2. ORGANOLOGIA ŞI FUNCŢIONAREA M.A.S.

2.1. Terminologie în domeniul M.A.I. - MAS – motor cu aprindere prin scânteie (aprindere comandată) - MAC – motor cu aprindere prin comprimare (autoaprindere) - PMS – punct mort superior (nou – Transilvania); TDC – top dead center - PMI – punct mort inferior (nou – Transilvania); BDC – bottom dead center - PMI – punct mort interior (învechit – Bucureşti) - PME – punct mort exterior (învechit – Bucureşti) - Dimensiuni fundamentale (SxD): cursa x alezajul

2.2. Organologia mecanismului motor Motorul constituie sursa de energie a automobilului, fiind de fapt o maşină de forţă care

transformă o formă oarecare de energie (termică, electrică, solară etc.) în energie mecanică. Motorul care transformă energia termică, degajată prin arderea unui combustibil, în energie

mecanică se numeşte motor termic. Dintre aceste motoare, cel la care procesul de ardere a combustibilului şi transformarea energiei termice în energie mecanică au loc în interiorul motorului se numeşte motor cu ardere internă.

Motoarele cu ardere internă sunt de mai multe feluri, clasificându-se după mai multe criterii. Criteriul care diferenţiază cel mai mult motoarele cu ardere internă din punct de vedere

funcţional (şi în mare măsură şi constructiv) este modul de aprindere. Din acest punct de vedere, motoarele cu ardere internă sunt:

• motoare cu aprindere prin scânteie (MAS), care realizează aprinderea amestecului carburant în cilindru prin declanşarea unei scântei electrice (Fig. 2.1);

• motoare cu aprindere prin comprimare (MAC), care realizează aprinderea amestecului carburant prin autoaprindere.

Modul de realizare a ciclului funcţional permite clasificarea în motoare în patru timpi (la care ciclul funcţional se efectuează la patru curse ale pistonului sau la două rotaţii ale arborelui cotit) şi motoare în doi timpi (la care ciclul funcţional se efectuează la două curse ale pistonului sau la o rotaţie a arborelui cotit).

Viteza medie a pistonului clasifică motoarele în: lente (wpm<6,5 m/s), semirapide (wpm=6,5...10 m/s) şi rapide (wpm>10 m/s).

Un motor cuprinde 2 mecanisme şi cel puţin încă 5 sisteme şi instalaţii auxiliare, după cum urmează:

- mecanismul motor, - mecanismul de distribuţie,

o sistemul de ungere o instalaţie de răcire, o sistemul de alimentare o sistemul de pornire o sistemul de aprindere

Mecanismul motor – mecanismul fundamental al motorului care realizează transformarea energiei termice în lucru mecanic – este alcătuit la rândul lui din două părţi şi anume:

- partea mobilă numită mecanism bielă-manivelă, care preia forţa exercitată de presiunea gazelor din cilindru, tranformând mişcarea rectilinie a pistonului în mişcare de rotaţie a arborelui cotit. Construcţia mecanismului bielă-manivelă este prezentată în figura 2.2;

- partea fixă (figura 2.3) – cu rol de susţinere a celei mobile, formată din blocul cilindrilor, carterul, chiulasa si elementele de îmbinare. Prin carcasă, motorul se fixează de şasiul autovehiculului.

Aparatura de comandă şi control este constituită din blocul electronic de comandă şi control, senzori, termometre, manometre, turometre etc.

Laborato

F

1-piston

Simp

or P.C.M.A

Fig. 2.1. Sch

nul; 2-segm

Ccarbu

lu corp

A.I.

hema de cl

Fig. 2.2. Pmenţii; 3-bol

u urator

Dublu

asificare a

Partea moblţul; 4-biela

MotoaOtto (M

corp

M.A.S. în f

bilă a mecaa; 5-arborele

are MAS)

Directă

GDI, FS

M

funcţie de s

anismului me cotit; 6-cu

Cu injecți

ă

SI

Monopun

Drd

sistemul de

motor [16] uzineţii biele

e

Indirectă

ct M

Continuă

d. ing. Doru

e alimentar

ei; 7-capacu

Multipunct

Disc

u Băldean

7

re

ul bielei.

continuă

7


8

Fig. 2.2. Partea fixă a mecanismului motor [16]

1-capac chiulasă; 2-garnitură; 3-chiulasă; 4-garnitură de chiulasă; 5-blocul cilindrilor; 6-garnitură de etanşare; 7-carter inferior.

Elementele caracteristice generale ale motoarelor de autovehicul sunt prezentate în figura

2.4.

Fig. 2.4. Părţile principale ale motorului [16]

1-chiulasa; 2-galeria de admisie; 3-supapa de admisie; 4-camera de ardere, 5-piston; 6-cilindru; 7-biela; 8-arborele cotit; 9-bolţul; 10 – segmenţi; 11- canalizaţie de răcire; 12-supapa de evacuare; 13-

galeria de evacuare; 14-axul cu came; 15-culbutor


9

Punctul mort inferior (PMI) este poziţia corespunzătoare volumului maxim ocupat de fluidul motor în cilindru.

Alezajul (D) reprezintă diametrul interior al cilindrilor motorului. Cursa pistonului (S) este distanţa parcursă de piston de la punctul mort superior la punctul

mort inferior, măsurată pe axa cilindrului. Cilindreea unitară sau volumul util (Vs) este volumul generat de piston atunci când se

deplasează de la punctul mort superior la punctul mort inferior. Se măsoară în cm3 sau litri. Cilindreea totală sau capacitatea cilindrică (Vt) este dată de suma cilindreelor unitare a

tuturor cilindrilor unui motor. Volumul camerei de ardere sau de comprimare (Vc) este spaţiul închis din interiorul

cilindrului, corespunzător poziţiei pistonului în punctul mort superior. Raportul de comprimare (ε) este raportul dintre volumul total (Va) al unui cilindru al

motorului (cilindreea unitară + volumul camerei de ardere) şi volumul camerei de ardere:

ε = VaVc

= Vs + VcVc

= VsVc

+ 1 . (2.1)

Raportul de comprimare arată de câte ori se reduce prin comprimare volumul amestecului carburant atunci când pistonul se deplasează de la punctul mort inferior la punctul mort superior.

Puterea motorului reprezintă lucrul mecanic produs în unitatea de timp; lucrul mecanic se produce prin deplasarea pistonului datorită presiunii rezultate din arderea amestecului carburant în timpul cursei active.

Puterea efectivă a motorului (Pe) se determină cu relaţia:

Pe = peVsni30.000τ

[kW] , (2.2)

în care: pe este presiunea medie efectivă din cilindru (Anexa 2), în N/m2; Vs - cilindreea unitară, în m3; n - turaţia arborelui cotit al motorului, în rot/min; i - numărul de cilindri ai motorului; τ - numărul de timpi ai motorului.

În practică puterea se exprimă şi în cai putere (CP). Specifică fiecărui motor este puterea maximă determinată la o anumită turaţie: 54 CP la 5250 rot/min pentru motorul autoturismului Dacia 1300; 106 CP la 5800 rot/min pentru motorul autoturismului Daewoo Nubira, 163 CP la 5300 rot/min pentru motorul autoturismului Mercedes SLK 200 etc.

Consumul specific efectiv de combustibil (ce) este dat de cantitatea de combustibil consumată pentru a produce o unitate de putere:

ce = ChPe

, [kg/kWh] sau [kg/CPh] , (2.3)

unde Ch este consumul orar de combustibil. Cu ajutorul consumului specific de combustibil se poate aprecia economicitatea motorului

cu ardere internă. La motoarele de autovehicul, consumul specific minim de combustibil, foarte diferit în funcţie de tipul motorului, poate avea valori cuprinse între 200 şi 500 g/kWh, uneori chiar mai mici.

Sarcina reprezintă puterea dezvoltată de motor şi preluată (consumată) de autovehicul, la un moment dat. Sarcina se reglează prin pedala de acceleraţie (la MAS se reglează cantitatea de amestec, iar la MAC cantitatea de combustibil). Aprecierea sarcinii se poate face prin raportul dintre puterea efectivă Pe dezvoltată de motor la o anumită turaţie şi puterea efectivă continuă Pec, la aceeaşi turaţie, raport numit coeficient de sarcină:

χ = PePec

. (2.4)

Încărcarea motorului este reprezentată de acţiunea exterioară aplicată motorului de către consumator (autovehicul sau frână la încercarea pe ştand).

Succesiunea proceselor care se repetă periodic în cilindrul unui motor se numeşte ciclu motor. Partea din ciclul motor care se efectuează într-o cursă a pistonului se numeşte timp. Un motor care execută un ciclu complet în patru curse se numeşte motor în patru timpi; dacă ciclul se


10

execută în două curse atunci motorul se numeşte motor în doi timpi. Din cele patru curse ale pistonului (două la motorul în doi timpi), doar una este destinată producerii de lucru mecanic, şi anume cursa de destindere, din care cauză ea a primit denumirea de cursă activă, iar timpul corespunzător ei, timp motor.

Cei patru timpi ai motorului sunt: timpul I - admisia; timpul II - comprimarea; timpul III- arderea şi destinderea; timpul IV - evacuarea.

Ciclul funcţional (diagrama indicată) al unui motor în patru timpi este redat în figura 2.5.

Fig. 2.5. Schema unui MAS şi diagrama indicată


11

2.3. Descrierea instalaţiei experimentale şi a echipamentului necesar Pentru desfăşurarea unor activităţi experimentale în cadrul lucrării de laborator se vor folosi

cel puţin următoarele instrumente: - pistoane de diferite motoare (MAS), - cilindrii (MAS), - biele (MAS), - arbori cotiţi (MAS), - şubler (cu posibilitate de măsurare interior/exterior), - micrometru, - ceas comparator cu dispozitiv de fixare.

2.4. Mersul lucrării Pentru realizarea lucrării de laborator se vor avea în vedere următoarele obiective: - se vor trece în revistă ideile principale ale lucrării de laborator după indicaţiile cadrului

didactic responsabil (conspect succint), - stabilirea motorului căruia îi aparţine piesa analizată (τ=2 sau τ=4), - determinarea prin măsurare (cu şublerul şi micrometrul) a dimensiunilor piesei

mecanismului motor, - evidenţierea numărului de segmenţi de pe piston, - studiul configuraţiei canalelor tuturor segmenţilor, în special la segmentul de ungere, şi a

celui de pe mantaua pistonului dacă există, - analiza capului pistonului şi a părţii interioare a acestuia, - realizarea de către studenţi a unor schiţe ale pieselor primite de la cadrul didactic, - realizarea unui desen al unei piese din mecanismul motor pe calculator (facultativ), - elaborarea concluziilor în urma activităţilor derulate, - verificarea şi evaluarea lucrărilor studenţilor individual de către cadrul didactic, - comunicarea temei pentru întâlnirea următoare.

2.5. Interpretarea rezultatelor Lucrarea de laborator trebuie să aibă la final un set de concluzii care să evidenţieze pe scurt

travaliul desfăşurat în timpul şedinţei experimentale, precum şi observaţiile principale legate de piesa mecanismului motor studiată de fiecare student.

Interpretările activităţii trebuie să aibă un caracter concis, exprimate fiind printr-un ansamblu de idei concluzive, care vor puncta următoarele chestiuni:

- motorul de provenienţă al piesei (timpi, alimentare, etc.), - numărul de canale pentru segmenţi practicate pe circumferinţa pistonului, - starea tehnică (nou/uzat), - dimensiuni (comparaţie cu valorile nominale), - materiale folosite pentru piesele studiate în laborator, - ce sunt cilindrii amovibili, - ce este capacul de bielă şi ce rol are, - ce este un arbore cotit demontabil, - care sunt diferenţele între fusul maneton şi fusul palier.

Tabelul 2.1

Temă de casă: Caracteristici tehnice ale unor MAS-uri produse în România

Motor Nr. cilindri, i

Turaţie maximă [rot/min]

Puterea max. [kW]

Moment max. [Nm]

Presiunea pe[daN/cm2]


12

3. ORGANOLOGIA ŞI FUNCŢIONAREA M.A.C.

3.1. Clasificări MAI După destinaţie motoarele sunt: de autovehicul, de tracţiune feroviară, navale, de avion şi

industriale. Alte criterii de clasificare a motoarelor sunt redate în tabelul 3.1. Tabelul 3.1

Clasificarea motoarelor cu ardere internă [16] Criteriul de clasificare

Denumirea motorului Observaţii

După procedeul de aprindere

Motor cu aprindere prin comprimare (MAC)

Aprinderea are loc datorită temperaturii rezultată prin comprimarea încărcăturii proaspete (aer + gaze reziduale)

Motor cu aprindere prin scânteie (MAS)

Aprinderea se face de la o scânteie electrică.

Motor cu cap de aprindere (cu cap incandescent)

Aprinderea are loc datorită comprimării încărcăturii proaspete şi datorită temperaturii locale a unui perete cald.

Motor convertibil Prin unele modificări poate fi transformat din MAC în MAS.

După starea combustibilului

Motor cu combustibil lichid Funcţionează cu combustibil lichid

Motor cu gaz Funcţionează în principal cu combustibili în stare gazoasă

Motor policarburant Motor care, fără modificări constructive, poate utiliza combustibili având diferite proprietăţi de aprindere

Motor cu gaz şi injecţie pilot

MAC la care combustibilul principal este gazos iar combustibilul lichid este utilizat pentru aprindere

După procedeul de formare a amestecului

MAS cu carburator (motor cu carburator)

Amestecul aer + combustibil se realizează în afara cilindrilor, în carburator

MAS cu injecţie de benzină Combustibilul este injectat fie în tubulatura de admisie a aerului fie direct în cilindru

MAC cu injecţie de motorină (motor Diesel)

Aerul este comprimat în cilindru, iar combustibilul este injectat în fiecare cilindru spre sfârşitul comprimării

Motor cu amestecător (motor cu gaz)

Amestecul aer + gaz se realizează în exteriorul cilindrului, în amestecător

După ciclul motor

Motor în patru timpi Ciclul de lucru se realizează la patru curse succesive ale pistonului sau la două rotaţii complete ale arborelui cotit

Motor în doi timpi Ciclul de lucru se realizează la două curse succesive ale pistonului sau la o rotaţie completă a arborelui cotit

După procedeul de răcire

Motor răcit cu lichid Cilindri şi chiulasa sunt răcite cu lichid Motor răcit cu aer Cilindri şi chiulasa sunt răcite cu aer

După modul de acţionare a pistonului

Motor cu simplu efect Arderea are loc de o singură parte a pistonului

Motor cu dublu efect Arderea are loc alternativ de o parte şi de alta a fiecărui piston

Motor cu pistoane opuse (în general în doi timpi)

În fiecare cilindru există câte două pistoane legate mecanic, având între ele fluidul de lucru

Motor cu cap de cruce Efortul lateral este transmis în afara cilindrului prin capul de cruce


13

Criteriul de clasificare

Denumirea motorului Observaţii

Motor reversibil Sensul de rotaţie poate fi schimbat prin utilizarea unui sistem de comandă.

Motor cu pistoane libere

Pistoanele nu sunt legate mecanic între ele. Puterea nu este transmisă unui arbore cotit (motor). Ea poate fi furnizată sub formă de gaz cald. Motorul poate fi utilizat ca generator de gaze cu pistoane libere etc.

După dispunerea cilindrilor

Motor vertical Cilindri sunt situaţi deasupra arborelui cotit

Motor orizontal Cilindri sunt situaţi în acelaşi plan cu arborele cotit

Motor inversat Cilindri sunt situaţi sub arborele cotit Motor în linie Cilindri sunt dispuşi pe un singur rând

Motor în V Cilindri sunt dispuşi pe două linii, în V, pe un singur arbore cotit

Motor cu cilindri opuşi (motor boxer)

Două rânduri paralele de cilindri situaţi în acelaşi plan şi dispuşi de o parte şi de alta a arborelui cotit

Motor înclinat Axele cilindrilor sunt înclinate faţă de un plan vertical

Motor în stea Motor cu unul sau mai multe grupuri de cilindri, fiecare grup având un număr impar de cilindri dispuşi uniform în jurul arborelui cotit

Motor în X Motor cu patru rânduri de cilindri şi un singur arbore cotit

Motor în H Motor cu doi arbori cotiţi, având patru rânduri de cilindri dispuse în două planuri paralele

Motor în poligon

Motor cu pistoane opuse, cu trei sau mai multe linii de cilindri dispuse astfel încât să formeze un poligon, fiecare arbore cotit constituind vârful poligonului.

Transformarea energiei termice a amestecului carburant în energie mecanică (lucru mecanic), la motorul cu ardere internă, se realizează printr-o serie de procese termochimice care au loc în interiorul motorului, respectiv în cilindri (Fig. 3.1).

Fig. 3.1. Funcţionarea motorului cu aprindere prin comprimare (MAC) în patru timpi [16]

Această transformare, care are loc de-a lungul unui ciclu motor, la MAC se produce astfel: în cilindrul motorului este admis fluidul motor proaspăt care în acest caz este constituit numai din aer. Ajuns în cilindri, aerul este comprimat. În punctul i (v. fig. 2.5) se injectează în cilindru un jet


14

de combustibil fin pulverizat, care, la temperatura înaltă din interiorul cilindrului se autoaprinde. În timpul arderii se produce o creştere rapidă a presiunii şi temperaturii, iar gazele apasă asupra pistonului, făcând ca acesta să se deplaseze în lungul cilindrului şi să antreneze arborele cotit prin intermediul mecanismului bielă - manivelă.

Timpul I - admisia. Prin deplasarea pistonului de la PMS la PMI se face admisia aerului în cilindri, datorită depresiunii care se creează.

Pentru ca admisia să se facă mai uşor, supapa de admisie începe să se deschidă chiar spre sfârşitul cursei de evacuare (punctul dsa), astfel că în momentul în care pistonul ajunge la PMS, supapa este deschisă. În acest fel se îmbunătăţeşte într-o oarecare măsură şi evacuarea gazelor arse din cilindru, prin împingerea acestora de către aerul proaspăt admis în cilindru.

Închiderea supapei de admisie (îsa) se face cu întârziere, după ce pistonul a trecut de PMI. Aceasta permite ca aerul, care intră cu o anumită viteză în cilindru, să-şi continue drumul spre interiorul cilindrului şi după ce pistonul a pornit spre PMS şi a început cursa de comprimare. Avansul la închiderea supapei de admisie este de 5...40 ºRAC (rotaţii arbore cotit) iar întârzierea la închiderea supapei de 4...70 ºRAC.

Timpul II - comprimarea. De la PMI, pistonul îşi continuă mişcarea deplasându-se spre PMS. În acest interval, supapa de admisie se închide. Prin ridicarea pistonului se realizează comprimarea aerului (până în punctul i, unde se produce injecţia combustibilului) şi, în acelaşi timp, micşorarea volumului său (la sfârşitul comprimării, în cilindru presiunea amestecului are valoarea de 25...45 şi chiar 55 daN/cm2, iar temperatura acestuia ajunge la 600...700 uneori până la 900 ºC). Datorită acestui fapt are loc omogenizarea şi creşterea temperaturii amestecului carburant. Comprimarea propriu-zisă începe abia după închiderea supapei de admisie.

Timpul III - arderea şi destinderea. La capătul cursei de comprimare, când pistonul ajunge aproape la PMS, se produce injecţia combustibilului (punctul i), care se autoaprinde ca urmare a temperaturii ridicate din camera de ardere. Prin arderea amestecului carburant (arderea având loc până în punctul z) cresc brusc atât temperatura (până la 1500...2000 ºC) cât şi presiunea gazelor din cilindru (până la 45...80 daN/cm2).

Pentru ca arderea să nu se prelungească prea mult în timpul cursei pistonului de la PMS la PMI, este necesar ca autoaprinderea să aibă loc înainte ca pistonul să ajungă la PMS.

Distanţa între poziţia pistonului corespunzătoare momentului când se produce injecţia combustibilului şi poziţia când acesta se găseşte la PMS (unghiul pe care îl face braţul arborelui cotit cu axa cilindrului în momentul când se produce injecţia) se numeşte avans la injecţie şi se măsoară în ºRAC.

Destinderea gazelor începe după ce a fost atins punctul de presiune maximă. În acest timp, gazele exercită o presiune asupra pistonului şi efectuează un lucru mecanic util (cursa activă). La sfârşitul cursei de destindere, presiunea este de 2...4 daN/cm2 iar temperatura de 600...900 ºC.

Timpul IV - evacuarea. În punctul dse are loc deschiderea supapei de evacuare şi începe evacuarea gazelor arse, mai întâi liber, datorită diferenţei de presiune, urmată de evacuarea forţată a gazelor la deplasarea pistonului de la PMI la PMS, până în punctul îse unde are loc închiderea supapei de evacuare, ciclul repetându-se.

Pentru asigurarea evacuării cât mai complete a gazelor arse din cilindru, supapa de evacuare se deschide cu un avans faţă de PMI de 35º...70 ºRAC. De asemenea, supapa de evacuare se închide cu o întârziere de 20...30 ºRAC, pentru a se folosi inerţia pe care o au gazele în timpul evacuării.

3.2. Procese funcţionale la MAC Procesele funcţionale ale unui motor cu ardere internă se urmăresc prin intermediul

diagramelor indicate, în coordonate p–v sau p–ϕ. Succesiunea proceselor funcţionale este: admisia, comprimarea, arderea, destinderea şi

evacuarea. Comparând procesele funcţionale reale cu cele teoretice (v. fig. 2.5), se observă că procesele

de admisie şi evacuare, denumite şi procese de schimb de gaze, depăşesc cursele corespunzătoare teoretice, iar procesele de comprimare şi destindere se desfăşoară pe intervale mai mici. Procesul arderii are loc parţial în cursa de comprimare şi parţial în cursa de destindere.


15

Pentru a facilita analiza proceselor funcţionale (reale) ale motorului Diesel, este util a face câteva referiri la ciclurile teoretice.

Procesele funcţionale ale unui motor cu ardere internă se urmăresc prin intermediul diagramelor indicate, coordonate p–v sau p–ϕ.

Succesiunea proceselor funcţionale este: admisia, comprimarea, arderea, destinderea şi evacuarea.

Comparând procesele funcţionale reale cu cele teoretice, se observă că procesele de admisie şi evacuare, denumite şi procese de schimb de gaze, depăşesc cursele corespunzătoare teoretice, iar procesele de comprimare şi destindere se desfăşoară pe intervale mai mici. Procesul arderii are loc parţial în cursa de comprimare şi parţial în cursa de destindere.

Pentru a facilita analiza proceselor funcţionale (reale) ale motorului Diesel, este util a face câteva referiri la ciclurile teoretice (Fig. 3.2).

Fig. 3.2. Diagrama indicată și ciclul teoretic pentru MAC [16]

Din analiza ciclurilor teoretice se desprind următoarele concluzii: posibilitatea măririi

randamentului termic şi a presiunii medii prin creşterea raportului de comprimare şi a exponentului adiabatic (mărirea conţinutului de aer a fluidului motor); posibilitatea măririi presiunii medii, deci a puterii motorului, la aceeaşi cilindree, prin mărirea presiunii în cilindrii la sfârşitul admisiei.

Concluziile obţinute pe baza ciclurilor teoretice arată doar direcţiile în care trebuie acţionat, aceasta deoarece procesele reale de funcţionare ale motoarelor sunt cu mult mai complexe, iar posibilitatea influenţării lor pentru obţinerea unei eficienţe maxime sunt condiţionate de cunoaşterea aprofundată a acestor procese în interdependenţa lor.

O comparaţie prin suprapunere între ciclul teoretic cu procesul real de funcţionare al motorului Diesel este redată în fig. 3.3.

Fig. 3.2. Comparaţia diagramei indicate (reale) cu ciclul teoretic al motorului Diesel [16]


16

În cazul real, reluarea fiecărui ciclu de lucru este posibilă numai prin evacuarea gazelor după destindere şi introducerea unui fluid motor proaspăt, apărând astfel diagrama de pompaj (aria 1), care reprezintă un consum de lucru mecanic de 1...3%. Procesul de comprimare în realitate se desfăşoară după o transformare politropică, având loc un schimb de căldură cu pereţii proporţional. În procesul de ardere, prin faptul că se desfăşoară într-un timp finit, cu disociaţii şi schimb de căldură, apar pierderi proporţionale cu aria 3, care pot atinge 4...6%. Pierderile din timpul destinderii (aria 2) sunt cele mai importante, ajungând până la 15...20%.

Deschiderea cu avans a supapei de evacuare conduce la o pierdere de 2 ... 3%, proporţinală cu aria 4.

În cazul proceselor reale de funcţionare apar şi alte fenomene (modificarea proprietăţilor fizico-chimice ale gazelor cu temperatura etc.) care complică şi mai mult studiul.

La M.A.C. amestecul se formează la sfârşitul cursei de comprimare, când aerul din interiorul cilindrului are o temperatură şi o presiune mult mai mari decât la admisie, moment în care motorina începe să fie injectată în această masă comprimată de aer.

Formarea amestecului la M.A.C. începe odata cu injecţia combustibilului (punctul i), cu avansul la injecţie βi şi durează până la sfârşitul arderii (puncul z). Injecţia combustibilului trebuie să se termine când presiunea din cilindru atinge valoarea maximă (Fig. 3.2).

aa

T

B

i

6045301515304560 PMS

500

700

900

K

c

T

T

40

50

20

30

60

10

70

0

βi

Y

ZA

daNcm 2

p

ϕ, [RAC] Fig. 3.2. Diagrama indicată, în p-φ, la M.A.C.

La M.A.C. durata de formare a amestecului este foarte scurtă 15÷25oRAC (în comparaţie cu

motorul pe benzină 120÷180oRAC). La M.A.C. apar particularităţi esenţiale faţă de motorul pe benzină datorită formării amestecului, autoaprinderii şi arderii.

Pentru a facilita autoaprinderea combustibilului temperatura aerului din cilindru Tc în momentul începerii injecţiei trebuie să fie mai mare cu cel puţin 40oC decât temperatura de autoaprindere a combustibilului Taa.

Factorii care influenţează formarea amestecului sunt: penetraţia, dispersia, mărimea particulelor, numărul de picături (Fig. 3.3). Aceştia sunt de altfel parametrii jetului de combustibil.

Picăturile pulverizate ale jetului injectat sunt, distribuite neuniform: picăturile mici în zonele periferice, picăturile mari în zona centrală. Arderea se iniţiază la exterior (picăturile mici vaporizându-se primele), apoi se aprind şi picăturile mai mari din zona mediană a jetului. Injectarea combustibilului continuă şi după iniţierea arderii (,,ardere principală"). Dacă o particulă de motorină arde incomplet la prima ardere, sau dacă întârzierea la aprindere este prea mare, arderea are loc violent, cu explozie (fenomenul fiind cunoscut sub numele de detonaţie), iar motorul funcţionează neuniform, cu zgomote metalice puternice.

Pentru formarea unui amestec aer-combustibil cât mai omogen, motorina trebuie pulverizată în picături foarte mici, vaporizată rapid şi amestecată complet cu aerul admis în motor. Întrucît motorina se vaporizează relativ greu, pulverizarea trebuie făcută cât mai fin posibil. Pulverizarea


17

fină a motorinei se obţine prin injecţia acesteia în camera de ardere a motorului, utilizând în acest scop un echipament de injecţie format din pompă de injecţie, conducte de înaltă presiune şi injector.

Fig. 3.3. Caracteristicile specifice ale jetului de motorină.

Vaporizarea motorinei are loc în interiorul cilindrului motorului, imediat după declanşarea

injecţiei, la temperaturi de circa 2,5…3 ori mai mari decât temperatura mediului ambiant. Sub efectul mişcărilor aerului (Fig. 3.4) admis în cilindru prin supapa de admisie (mişcarea turbulentă, mişcarea axială, mişcarea de rotaţie şi mişcarea radială), motorina deja vaporizată se amestecă cu aerul, formând tranşe de aer care se autoaprind şi ard.

Vaporizarea motorinei continuă în timpul arderii, la temperaturi mari. Picăturile de motorină sunt înconjurate de o anvelopă de flacără cu temperatura de circa 2500 K. flacăra intensifică vaporizarea prin transfer radiant de căldură. Motorina vaporizată în aceste condiţii, datorită mişcărilor intense din cilindrul motorului, se amestecă cu aerul neutilizat, formând noi tranşe de amestec care se aprind şi ard.

Autoaprinderea este aprinderea combustibilului (sau, mai corect, a amestecului) de la temperatura înaltă a aerului (Tc>>Taa).

Tc = 500÷530 (2.1) TMAS = 3000 K; (2.2) TMAC = 2000 K; (2.3)

pMAC = 60÷80 daN/cm2; (2.4) pMAS = 35÷40 daN/cm2; (2.5)

aW

i

50

40700

900

T2

daNcm

ϕ, [RAC]

p

SWIRL

K

a

Fig. 3.4. Mişcările aerului, presiunea şi temperatura de autoaprindere la M.A.C.

Forma capului de piston (Fig. 3.5) de la MAC trebuie să faciliteze arderea, fiind determinată

de tipul motorului şi al camerei de ardere. Condiţiile funcţionării pistonului pentru MAC sunt determinate de tipul motorului, respectiv

de particularităţile proceselor de umplere, formare a amestecului, aprindere sau autoaprindere şi ardere, de solicitările termo-mecanice etc.


18

Fig. 3.5. Construcţia pistonului MAC [16]

Arhitectura camerei de ardere, prin faptul că influenţează în mod hotărâtor procesul arderii

în MAC, a fost şi este foarte mult studiată, deoarece se pare că mai există rezerve de perfecţionare în această direcţie.

Injecţia combustibilului lichid se poate face în interiorul cilindrului motorului (Fig. 3.6) sau în afara acestuia (Fig. 3.7).

a. b. c.

Fig. 3.6. Tipuri de camere de ardere unitare pentru MAC cu injecţie directă

La motoarele Diesel cu camere de ardere divizate (separate) jetul de combustibil este injectat într-un compartiment separat de camera de ardere propriu-zisă din cilindru (Fig. 3.7). În această categorie intră:

a) Motoare cu cameră de vârtej (turbulenţă) La care camera separată (de formă cilindrică sau sferică) comunică cu cilindrul printr-un canal de forma unui ajutaj, dispus tangenţial la camera separată. Astfel, în timpul comprimării în camera separată în care are loc injecţia, se produce un vartej puternic care măreşte viteza de ardere. Acelaşi vârtej produce în cilindru o mişcare circulară a aerului. Favorabil extinderii rapide şi uniforme a frontului de flacară. Prin această circulaţie se asigură arderea în cilindru a combustibilului care s-a aprins iniţial în camera de vârtej. Volumul camerei de vartej reprezintă 50-80% din volumul total al camerei de ardere.

b) Motoare cu antecameră (cameră de preardere), la care injecţia are loc într-o cameră separată, de formă cilindrică, tronconică sau sferică, reprezentând 25-40% din volumul total al camerei de ardere, şi care comunică cu cilindrul prin unul sau mai multe orificii de secţiune redusă care au rolul unor diuze.

Clasificarea camerelor divizate se face după cum urmează (Fig. 3.7):


19

- CSV - cameră separată de vârtej, - CSP - cameră separată de preardere, - CSRA - cameră separată cu rezervă de aer.

a. b. c.

Fig. 3.7. Tipuri de camere de ardere divizate pentru MAC cu injecţie indirectă

Un dezavantaj al camerelor de ardere nedivizate îl constituie înrăutăţirea economicităţii o dată cu creşterea turaţiei, ceea ce limitează turaţiile nominale la aceste motoare la valori n1<4000 rot/min, în timp ce la camerele de ardere separate unde economicitatea este mai puţin influenţată de turaţie se pot alege turaţii nominale n2> 4000 rot/min (Fig. 3.7).

ID

CS

C

n

e

Fig. 3.8. Variaţia comparativă a consumului specific efectiv în cazul camerelor de ardere

unitare şi a camerelor de ardere separate în funcţie de turaţie

Din analiza fenomenelor caracteristice fiecărei faze a reieşit că asupra procesului arderii şi mersului liniştit al motorului, o influenţă deosebită o exercită întîrzierea la autoaprindere şi realizarea unui amestec cât mai omogen. De aceea în vederea dirijări convenabile a procesului, pentru a obţine randamente ridicate (arderea completă cu un exces minim de aer şi postarderea redusă) cît şi durabilitatea sporită (evitarea funcţionării dure şi asupra sarcinilor), trebuie avut în vedere următoarele: reducerea întârzierii la autoaprindere precum şi a cantităţii de combustibil injectate în această fază, pentru a evita dezvoltarea arderii rapide; reducerea cantităţii de aer de care dispune combustibilul la începutul arderii pentru a favoriza autoaprinderea; reducerea cantităţii de combustibil care arde în destindere; organizarea mişcării aerului în vederea omogenizării amestecului.


20

3.3. Descrierea instalaţiei experimentale şi a echipamentului necesar Pentru derularea lucrării experimentale în cadrul activităţii de laborator se vor utiliza

următoarele instrumente: - pistoane de la diferite motoare (MAC), - cilindrii (MAC), - biele (MAC), - arbore cotit (MAC), - şubler (cu posibilitate de măsurare interior/exterior), - micrometru.

3.4. Mersul lucrării Pentru finalizarea lucrării de laborator se vor avea în vedere următoarele obiective: - se vor trece în caietul de laborator ideile principale ale temei de laborator după indicaţiile

cadrului didactic responsabil (conspect), - stabilirea motorului căruia îi aparţine piesa studiată (τ=2 sau τ=4), - determinarea prin măsurare (cu şublerul şi micrometrul) a dimensiunilor piesei, - evidenţierea numărului de segmenţi de pe piston (în RPS şi pe mantaua pistonului), - studiul configuraţiei canalelor segmenţilor, în special la segmentul de ungere, şi a celui

de pe mantaua pistonului dacă există, - analiza capului de piston şi a părţii interioare a acestuia, - realizarea de către studenţi a unor schiţe ale pieselor primite de la cadrul didactic, - realizarea unui desen al unei piese din mecanismul motor pe calculator (facultativ), - elaborarea concluziilor în urma activităţilor derulate, - verificarea şi evaluarea lucrărilor studenţilor de către cadrul didactic, - comunicarea titlului lucrării pentru întâlnirea următoare şi a temei de casă.


munca desfăşurată în timpul şedinţei experimentale, precum şi observaţiile principale legate de piesa studiată de fiecare student.

Consideraţiile pe marginea activităţii desfăşurate trebuie să aibă un caracter concis, exprimate fiind printr-un ansamblu de idei concluzive, care vor puncta următoarele chestiuni:

- tipul motorului de la care provine piesa (timpi, alimentare, etc.), - numărul de canale pentru segmenţii de compresie/ungere practicate pe circumferinţa

pistonului, - starea tehnică a piesei (nou/uzat), - dimensiuni (comparaţie cu valorile nominale), - materiale folosite pentru piesele studiate în laborator, - dacă există cilindrii amovibili la MAC, - cum este capacul de bielă constituitşi ce rol are, - ce diferă la un arbore cotit de MAC faţă de unul de MAS, - care sunt diferenţele între fusul maneton şi fusul palier.

Tabelul 3.2 Temă de casă: Caracteristici tehnice ale unor MAC-uri produse în România

Motor Nr. cilindri, i

Turaţie maximă [rot/min]

Puterea max. [kW]

Moment max. [Nm]

Presiunea pe[daN/cm2]


21

4. ORGANOLOGIA ŞI FUNCŢIONAREA INSTALAŢIEI DE ALIMENTARE LA M.A.S. CARBURATOARE

4.1. Tipuri de instalaţii de alimentare pentru m.a.i. În vederea clasificării instalaţiilor de alimentare pentru m.a.i. se face apel la următoarele

criterii: - după tipul motorului (combustibilului):

• MAS, • MAC,

- după modul de formare a amestecului: • carburaţie, • injecţie:

i. benzină, ii. motorină,

- după locul de formare a amestecului: • în interiorul cilindrilor (injecţie directă), • în exteriorul cilindrilor,

a. carburator, b. injecţie indirectă,

i. monopunct, ii. multipunct.

4.2. Generalităţi privitoare la instalaţiile de alimentare M.A.S. Funcţionarea motoarelor de automobile şi tractoare, precum şi dezvoltarea indicilor

energetici (puterea, momentul etc.) şi economici (randamentul efectiv şi consumul specific efectiv de combustibil) optimi sunt condiţionaţi de starea şi perfecţionarea instalaţiei de alimentare.

Printre cerinţele care se impun instalaţiei de alimentare se amintesc: asigurarea cantităţii necesare de combustibil şi aer la toate regimurile de funcţionare ale motorului; asigurarea calităţii combustibilului; asigurarea pornirii rapide a motorului în orice condiţii de temperatură; funcţionarea sigură, fără întrerupere şi silenţioasă, cu consum de combustibil cât mai redus şi noxe minime în gazele de evacuare. De asemenea, părţile componente să fie rezistente la uzură şi să prezinte durabilitate ridicată, să se recondiţioneze uşor (comod), să nu prezinte pericol de incendiu.

Instalaţiile de alimentare se diferenţiază în funcţie de tipul motorului şi în funcţie de modul de formare a amestecului. La MAC, unde combustibilul se injectează în cilindru, se consideră că amestecul se formează în interiorul cilindrului, iar la MAS, unde formarea amestecului începe în carburator, se consideră că amestecul se formează în exteriorul cilindrului.

MAS cu injectie de benzină se poate încadra în ambele grupe în funcţie de locul unde este plasat injectorul (injecţia producându-se în ţeava de admisie sau direct în cilindru).

În figura 4.1 se redă schema unei instalaţii de alimentare a unui MAS, prin carburaţie, iar în figura 4.2 a unui MAS prin injecţie de benzină, în ţeava de admisie (Fig. 4.2., a) sau direct în cilindru (Fig. 4.2., b).

Carburatorul trebuie să asigure iniţierea procesului de vaporizare a combustibilului şi amestecarea cu aerul. Amestecul carburant la un motor cu carburator se formează pe intervalul a mai mult de 3600 RAC. El începe înainte de a intra în cilindru, încă din difuzorul carburatorului, şi continuă în timpul admisiei şi comprimării, adică pe parcursul a doi timpi (a câte 180 de grade RAC fiecare) ai unui ciclu motor. La sfârşitul comprimării este iniţiată scânteia, şi în timpul arderii se poate considera că amestecul carburant a ajuns în faza finală de amestecare şi începe să ardă.

Camera de nivel constant (CNC), difuzorul, obturatorul şi clapeta de pornire (4, 5, 6, 9) formează carburatorul.

Observaţie: Capătul pulverizatorului este mai sus decât nivelul benzinei din CNC. Utilizarea sistemelor de injecţie în locul carburatoarelor conduce la o economie de

combustibil de 10...15%, în aceleaşi condiţii de trafic. În acest caz, prin faptul că fiecare cilindru


22

este prevăzut cu injector (plasat fie direct în cilindru, fie în spatele supapei de admisie), se asigură o distribuţie mai bună a combustibilului. Prin injecţia combustibilului se obţin şi alte avantaje: puterea maximă a motorului creşte cu până la 20%, datorită eliminării rezistenţelor de curgere ale carburatorului, se reduc emisiile poluante, flexibilitatea mai mare a motorului la trecerea de la un regim la altul; posibilitatea utilizării unor benzine cu cifră octanică mai redusă; eliminarea givrării.

4

32

1

8

9

5

6

7

Fig. 4.1. Instalaţia de alimentare cu carburator a unui MAS.

1 – rezervor de combustibil, 2 – pompă de combustibil, 3 – filtru, 4 – cameră de nivel constant, 5 – difuzor, 6 – clapeta obturatoare, 7 – supapa de admisie, 8 – filtru de aer, 9 – clapeta de pornire.

b.a.

Aer Aer4

4

32

1

Fig. 4.2. Instalaţia de alimentare cu injecţie de benzină indirectă (a) şi în cilindru (b).

1 – rezervor de combustibil; 2 – filtru; 3 – pompa de injecţie; 4 – injector.

Presiunea de injecţie a benzinei este cuprinsă în intervalul 2÷5 daN/cm2. Diferenţa între cele două tipuri de injecţie pe benzină constă în presiunile diferite din locurile unde se face injecţia. La injecţia în galeria de admisie presiunea aerului este apropiată sau mai mică decât presiunea atmosferică, în vreme ce la injecţia directă de benzină în camera de ardere presiunea aerului atinge valori cuprinse în intervalul 5÷20 bari.

4.3. Elementele componente ale instalaţiei de alimentare M.A.S. Rezervorul trebuie să asigure la autoturisme un parcurs de minim 500÷700 km, iar la

autocamionae şi mai mult. Forma rezervorului trebuie să corespundă formei caroseriei. El nu are o formă impusă. Forma rezervorului trebuie corelată cu celelalte subansamble ale autovehiculului, astfel încât să se asigure funcţionalitatea, durabilitatea şi siguranţa în funcţionare.


23

Rezervorul conţine şi un traductor pentru măsurarea nivelului combustibilului şi un filtru – sită (plasat în racordul de alimentare).

OBS.: Din construcţie se asigură ca în rezervor să rămână o anumită cantitate de combustibil ce nu va fi folosită pentru că aici vor fi depuse impurităţile din combustibil. De asemenea rezervorul are pereţi interiori veriticali, care diminuează balansul masei de combustibil, reducând astfel zgomotul produs de acesta şi eliminând posibilitatea agitării impurităţilor.

b)a) Fig. 4.3. Rezervorul de combustibil.

a – labirint lateral; b – labirint vertical.

Buşonul - la MAS (în particular) rezervorul trebuie prevăzut cu un capac de construcţie specială. Supapa de aer 1, este reglată la o depresiune de (0,01...0,04).105N/m2, care permite intrarea aerului pe măsură ce se consumă benzina, iar supapa de vapori 2, este reglată la o suprapresiune de (0,1...1,15) daN/cm2, care are rolul de a proteja rezervorlu faţă de creşterea presiunii interioare, pe timp de vară.

Când depresiunea din rezervor depăşeşte o anumită valoare, supapa de aer se deschide şi lasă aerul în rezervor. Dacă acest lucru nu s-ar întâmpla, în momentul în care depresiunea ar creşte suficient de mult, alimentarea motorului ar fi afectată (oprită), iar motorul s-ar opri.

Fiindcă în condiţii de temperaturi ridicate combustibilul se evaporă, în rezervor se crează o anumită presiune. La presiuni prea mari, va fi împins mai mult combustibil din rezervor în instalaţia de alimentare, mărindu-se în acest fel consumul fără a fi însă necesar sau util acest lucru. Aici intervine rolul buşonului. La o anumită presiune, se deschide supapa de vapori, şi refulează surplusul de vapori în atmosferă. Deşi aceşti vapori sunt poluanţi, este totuşi mai convenabil să se facă acest lucru decât să se producă alte fenomene nedorite.

21 Fig. 4.4. Capacul rezervorului de combustibil.

1 – supapă de admisie pentru depresiune; 2 – supapă de refulare la suprapresiune.

Carburatorul elementar - compus din: camera de nivel constant CNC, camera de amestec CA şi tubul portjiclor TPJ.

Camera de nivel constant, constituie rezervorul de combustibil al carburatorului, în care trebuie asigurat un nivel constant, ceea ce se realizează prin plutitorul P şi cuiul-ventil CV, astfel construit încât la deplasări foarte mici ale lui oferă secţiuni mari de curgere a combustibilului, asigurând prin aceasta fluctuaţii reduse ale nivelului de combustibil în timpul funcţionării.

Laborato

CamDifuzorul modificat)

În fcare curenrăspândite,

Comb.

Obtconstituie o

Tubdozează co

Vitaerului car

Parpulverizareaprinderea

Carexces de ae

or P.C.M.A

mera de aeste consti. funcţie de d

ntul de aer p, şi carburat

Aer

Amesteccarburant

a.

turatorul (corganul de rbul portjiclombustibilu

teza de curgre este 50.. .rametrii de ea şi vaporşi arderea.

racteristicaer (Fig. 4.6)

A.I.

amestec, cutuit dintr-u

direcţia de cpoate fi asctoare orizon

t

Fig

a

clapeta de reglare a salor, este prl la trecerea

Fig. 4

gere a combu150 m/s. curgere ai

rizarea com

a carburato).

uprinde difun tub cilin

urgere a aercendent (Fi

ntale (Fig. 4Aer

Amesteccarburant

b. g. 4.5. Clasi– ascendent; b

acceleraţiercinii motorrevăzut cu a din CNC î

4.6. Schema

ustibilului d

combustibimbustibilulu

orului elem

fuzorul D dric cu sec

rului prin dig. 4.5., a) .5., c).

Comb.

ificarea carb – descenden

), comandarului. o piesă de

în CA, în fu

a carburato

din TPJ este

ilului şi aerui, cât maî

mentar - se

şi obturatocţiune varia

difuzor se desau descen

Aer

rburatoarent; c – orizont

at din exte

e secţiune uncţie de dep

orului elem

e de circa 2.

rului trebuiuniform î

obţine urm

Drd

orul (clapetabilă, în lun

eosebesc candent (Fig.

c. elor. al.

erior prin p

calibrată, dpresiunea d

mentar.

.. .6 m/s, ma

ie aleşi astfn masa de

mărind vari

d. ing. Doru

ta de accengul axei (

arburatoare v4.5., b) car

pedala de

denumită jicdin difuzor (

ai redusă fa

fel încât săe aer, facili

iaţia coefic

u Băldean

24

eleraţie) O.tub venturi

verticale, lare sunt mai

Amesteccarburant

acceleraţie,

clor J care(Fig. 4.6).

aţă de viteza

ă se asigureitând astfel

cientului de

4

. i

a i

,

e

a

e l

e


25

Fig. 4.7. Caracteristica carburatorului elementar comparativ cu caracteristica optimă

Dispozitive pentru corectarea caracteristicii carburatorului elementar - Formarea

amestecului optim la fiecare regim de funcţionare a MAS presupune un carburator complex, compus din dispozitivul principal, care asigură formarea unui amestec economic la sarcini mijlocii (20...85%), dispozitivul de pornire, care asigură formarea unui amestec bogat, necesar pornirii motorului; dispozitivul de mers în gol şi progresiune, care asigură formarea amestecului, la mers în gol, sarcini mici şi progresive (0-20%); dispozitive de putere (economizorul, econostatul şi supraalimentatorul), care intră în funcţiune la sarcini mari şi suprasarcini (85...110%), completând dispozitivul principal; pompa de acceleraţie, care asigură îmbogăţirea amestecului la regimul tranzitoriu de accelerare. Unele carburatoare mai sunt prevăzute cu limitatoare de turaţie, corectoare de altitudine etc.

Dispozitivul de frânare pneumatică (Fig. 4.8) se bazează pe principiul că benzina nu este antrenată sub depresiunea totală din difuzor (Δpd) ca la carburatorul elementar, ci sub acţiunea unei depresiuni mai reduse. Dispozitivul principial cu frânare pneumatică cuprinde: tubul de aer TA care comunică printr-o secţiune calibrată cu atmosfera (prin jiclorul tubului de aer) JTA, tubul de emulsie TE, cu extremitatea în secţiunea minimă a difuzorului şi jiclorului principal de combustibil Jp.

Fig. 4.8. Corectarea caracteristicii carburatorului elementar prin frânare pneumatică

În figurile 4.9...4.12 se prezintă dispozitivele şi modurile de funcţionare a carburatorului

pentru diferite regimuri de sarcină a motorului.

Laborato

Fig. 4.9. D

A

a

Ae

a

or P.C.M.A

Dispozitivul

Aer

a.

a – pornire l

O2

O1

er

. Fig. 4

A.I.

l principal

A

la rece; b – p

4.11. Dispo

a – sarci

al carburajiclor

Aer

b. Fig. 4.10. Dpornire la c

Aer

b.ozitive pentini medii; b

atoarelor Sor de compe

Dispozitive cald; c – cu

O1

O2

ru mers în

b – sarcini m

olex şi Web

ensare

c.de pornire

supapă de a

gol, sarcinmici; c – mer

Drd

ber şi schem

e aer; d – cu a

A

ni mici şi mrs în gol.

d. ing. Doru

ma unui dis

d.

arc bimetalic

Aer O

Aer

c. ijlocii

u Băldean

26

spozitiv cu

.

c.

O1

O2

6

Laborato

10°

or P.C.M.A

Aer

a. Fig. 4.12

a

a – î

a – pompă

A.I.

A

2. Regim dea – sarcină p

a.

îmbogăţitor

a. F

ă de accelera

0°

Aer

b. e sarcini mplină; b – sa

Fig. 4.13. D

r cu membra

Fig. 4.14. Diaţie cu pisto

mari şi mers

arcină totală

Dispozitiveană; b – îmb

ispozitive donas; b – po

s în gol forţă; c – mers î

e de puterebogăţitor cu

de accelerarompă de acc

Drd

c. ţat (frână dîn gol forţat

b

u tub II inve

bre

celeraţie cu m

d. ing. Doru

de motor) t.

b.

ersat.

b.

membrană.

u Băldean

27

7


28


următoarele instrumente: - buşon de rezervor, - rezervor, - pompă de alimentare cu benzină (cu membrană, cu role etc.) - filtru de benzină, - carburatoare diferite, - injectoare de benzină, - filtru de aer, - clapetă obturatoare.


cadrului didactic responsabil (conspect), - stabilirea motorului (τ=2 sau τ=4) căruia îi aparţine piesa studiată, - determinarea prin măsurare (cu şublerul) a dimensiunilor difuzorului carburatorului, - evidenţierea numărului de jicloare de combustibil, - studiul configuraţiei canalelor de aer/combustibil din carburator, - analiza supapelor unisens ale pompei de alimentare, - realizarea de către studenţi a unor schiţe ale pieselor primite de la cadrul didactic, - realizarea unui desen al unei piese din instalaţia de alimentare pe calculator (facultativ), - elaborarea concluziilor în urma activităţilor derulate, - verificarea şi evaluarea lucrărilor studenţilor de către cadrul didactic, - comunicarea titlului lucrării pentru întâlnirea următoare şi a temei de casă.


munca desfăşurată în timpul şedinţei de laborator, precum şi observaţiile principale legate de elementele studiate de către fiecare student.


- tipul motorului de la care provine piesa (timpi, alimentare, etc.), - numărul de canale pentru segmenţii de compresie/ungere practicate pe circumferinţa

pistonului, - starea tehnică a piesei (nou/uzat), - dimensiuni (comparaţie cu valorile nominale), - materiale folosite pentru piesele studiate în laborator, - dacă există cilindrii amovibili la MAC, - cum este capacul de bielă constituitşi ce rol are, - ce diferă la un arbore cotit de MAC faţă de unul de MAS, - care sunt diferenţele între fusul maneton şi fusul palier.

Tabelul 4.1 Temă de casă: Tipuri de carburatoare produse în România

Carburator Motor Nr. cilindrii Putere Presiune Observaţii


29

5. ORGANOLOGIA ŞI FUNCŢIONAREA INSTALAŢIEI DE ALIMENTARE LA M.A.C. CU POMPE DE INJECŢIE ÎN LINIE

5.1. Consideraţii generale Instalaţia de alimentare cu combustibil a motorului Diesel trebuie să asigure:

– dozarea cantităţii de combustibil pe ciclu în funcţie de încărcarea motorului; – crearea unei presiuni ridicate la injector, necesară pulverizării com-bustibilului în

camera de ardere a motorului; – pulverizarea combustibilului şi distribuţia acestuia în camera de ardere a motorului

conform cerinţelor de formare a amestecului; – declanşarea injecţiei combustibilului la un moment bine determinat pe ciclu; – aceeași dozǎ de combustibil la toţi cilindri motorului.

Pompa de alimentare are rolul de a asigura transportul combustibilului de la rezervor la pompa de injecţie, în timpul funcţionării motorului. Necesitatea învingerii rezistenţei filtrelor şi conductelor, precum şi a asigurării alimentării uniforme a pompei de injecţie, fac ca valoarea presiunii de refulare a pompei de alimentare să fie cuprinsă între 1 şi 5 daN/cm2, iar debitul său să fie de 3…8 ori mai mare decât consumul orar de combustibil al motorului la plină sarcină (consumul maxim al motorului).

Pompele de alimentare cu piston pot fi realizate în două variante constructive: cu simplu efect şi cu dublu efect şi fac corp comun cu corpul pompei de injecţie fiind acţionate de acelaşi arbore cu came din componenţa pompei de injecţie.

Schema unei pompe cu piston, cu simplu efect, este redată în figura 5.1. Când cama 1, de pe arborele pompei de injecţie 2, permite pistonului 3, acesta se deplasează sub acţiunea arcului 4, aspirând combustibilul prin supapa 5, în spaţiul de sub pistonaş. În cursa de refulare a pistonului 3, comandat de cama 1, combustibilul este refulat prin supapa 7, în spaţiul de deasupra pistonului, iar la cursa inversă (sub acţiunea arcului) spre pompa de injecţie.

Spaţiul de sub pistonaş este spaţiu de aspiraţie, în vreme ce spaţiul de deasupra pistonului este spaţiu de refulare. Se consideră că pompa aceasta este cu autoreglare, în funcţie de consumul de combustibil al motorului. La un consum redus, presiunea în spaţiul de deasupra pistonului creşte, reducându-se în felul acesta şi cursa pistonului, precum şi debitul de combustibil refulat.

O astfel de pompă asigură până la 10x necesarul de combustibil.

7 6

54

3

2

1

Fig. 5.1. Schema constructivă şi funcţională a pompei de alimentare cu piston cu simplu efect

a – admisie; b – refulare; 1 – arbore; 2 – camă; 3 – canal refulare; 4 – canal admisie 1 – excentric; 2 – axul de antrenare, care poate fi chiar axul pompei de injecţie; 3 – pistonul pompei;

4 – arc; 5 – supapa de aspiraţie; 6 – capac de vizitare; 7 – supapa de refulare.


30

Pompele de alimentare cu dublu efect (Fig. 5.2) asigură la o singură cursă atât aspirația cât și refularea acestuia.

Fig. 5.2. Schema constructivă şi funcţională a pompei de alimentare cu piston cu dublu efect

a – admisie; b – refulare; 1 – arbore; 2 – camă; 3 – canal refulare; 4 – canal admisie

Pompa de amorsare serveşte pentru introducerea combustibilului în sistem atunci când motorul nu este încă în funcţiune. Ea este alcătuită dintr-un piston acţionat manual de către operator care se deplasează într-un cilindru ce are la baza sa supapele de admisie şi refulare.

Filtre - Instalaţia de alimentare a motorului Diesel este prevăzută obligatoriu cu un sistem de filtrare (Fig. 5.3) care cuprinde unul sau mai multe filtre montate în serie, ce reţin aproape integral impurităţile şi apa din combustibil. Jocul dintre piesele de precizie ale acesteia fiind de ordinul 0,001 mm, orice impuritate de diametru mai mare ca acest joc poate produce deteriorarea suprafeţei de lucru a acestor piese, rezultând uzuri premature sau chiar gripări. În afara impurităţilor, în combustibil nu trebuie să existe nici particule de apă care conduc la coroziuni.

5

3

2

5

4

6

1

Fig. 5.3. Filtru de motorină

1 – suport de prindere pe motor; 2 – element filtrant; 3 – capac de vizitare; 4 – şurubul de prindere; 5, 6 – garnituri de etanşare.


31

După destinaţie filtrele pot fi: filtre ce asigură o filtrare pralabilă a combustibilului, filtre brute, filtre fine şi filtre preventive. Uzual autovehiculele sunt echipate cu unul sau două tipuri de filtre.

Din punct de vedere constructiv filtrele de combustibil au o mare varietate tipodimensională. Filtrele brute asigură reţinerea impurităţilor solide din carburanţi cu dimensiuni de 50…150

μm şi în mod uzual se montează după pompa de alimentare. În cazul montării înaintea acesteia, filtrele trebuie să opună o rezistenţă foarte mică la trecerea combustibilului pentru a se asigura uşor debitul necesar la pompa de alimentare.

Filtrele fine reţin impurităţi cu dimensiuni de 2…2,5 μm şi au actualmente elementul filtrant realizat din hârtie (filtru micronic).

Pompa de injecţie este o componentă de bază în cadrul instalaţiei de alimentare cu combustibil a motoarelor cu aprindere prin comprimare, ea trebuind să îndeplinească următoarele cerinţe:

– asigurarea alimentării cilindrilor cu o cantitate precis dozată în funcţie de sarcina motorului;

– momentul începutului injecţiei să fie precis determinat şi variabil funcţie de turaţie şi sarcină;

– asigurarea unei legi optime de debitare a combustibilului; – asigurarea debitării uniforme a combustibilului injectat în cilindri motorului; – momentul de început şi sfârşit de injecţie să fie brusc.

Pentru satisfacerea acestor cerinţe, de-a lungul timpului s-au dezvoltat diferite tipuri constructive de pompe de injecţie care, în general funcţio-nează pe principiul interacţiunii camă-piston.

Având în vedere tipul constructiv-funcţional pompele de injecţie se împart în două mari grupe:

⇒ cu element de pompă de injecţie; ⇒ cu distribuitor rotativ.

Pompele de injecţie cu element de pompă de injecţie sunt realizate la rândul lor în două variante constructive:

• cu elemente de refulare (piston-sertar) grupate într-un singur ansamblu constructiv, constituind un agregat;

• cu elementul cuplat cu injectorul, formând un ansamblu con-structiv denumit element pompă.

5.2. Instalaţii de alimentare cu pompă de injecţie cu elemenţi în linie În figura 5.4 este prezentată schema generală de construcţie a sistemului de injecţie cu

pompă de injecţie cu elemenţi în linie pentru M.A.C. Combustibilul din rezervor, antrenat de pompa de alimentare este trecut prin bateria de filtre, după care - odată ajuns în pompa de injecţie - este adus la o presiune de câteva sute de daN/cm2, şi este trimis spre injectoare.

O astfel de pompă este construită prin alăturarea unui număr de elemenţi de refulare (elemente de pompare) astfel încât aceştia (acestea) să aibă în comun spaţiul de aspiraţie, arborele de antrenare (axul cu came), regulatorul de turaţie şi dispozitivul de modificare a debitului de combustibil.

Pistonaşele şi elementele se execută din oţel special de rulment, se tratează, se finisează şi pe urmă se sortează din 5 în 5 μm, după care se face împerecherea. Se face apoi rectificarea de finisare, se face iar împerecherea, se face finisarea la 0,08 μm şi se verifică cu aer dacă sunt etanşe.

Pompele de injecţie cu elemenţi în linie (Fig. 5.5) au câte un element pentru fiecare cilindru al motorului. Aceşti elemenţi sunt dispuşi pe un rând. Arborele cu came al pompei de injecţie este antrenat prin roţi dinţate sau lanţ de către arborele motor. Pompa de injecţie cu elemenţi în linie are jumătate din turaţia motorului şi totdeauna funcţionează în mod sincron în raport cu deplasările pistonului motorului cu aprindere prin comprimare. Combustibilul ajunge la injector prin intermediul unor conducte de înaltă presiune [36].


32

III

3

6

74

21

Fig. 5.4. Schema generală a instalaţiei de alimentare a unui MAC cu injecţie directă

1 – rezervor de combustibil; 2 – filtru decantor; 3 – filtre de combustibil; 4 – pompa de injecţie; 5 – injector; 6 – regulator; 7 – pompa de amorsare.

a. b.

Fig. 5.5. Pompă cu elemenţi în linie a – Părţi principale; b – Secţiune parţială; 1 – Elemente de antrenare; 2 – Corpul pompei; 3 –

Supape de refulare; 4 – Pârghie de acţionare a cremalierei; 5 – Partea de regulator; 6 – Pompă de amorsare; 7 – Pompă de alimentare.

În figura 5.6 se prezintă schema de principiu a instalaţiei de alimentare cu pompă de injecţie

cu elemenţi în linie cu injecţie indirectă. În acest caz combustibilul aflat în rezervorul (1) trece prin bateria de filtre (3) sub acţiunea pompei de alimentare (5) care lucrează sub presiune. Combustibilul filtrat intră în corpul pompei de injecţie, unde va fi refulat la presiune mare prin conduc-tele de legătură (4) către injectorul (7). Surplusul de combustibil este preluat prin conducta de retur (8) şi dus înapoi în rezervor (1).

Pompa de injecţie cu elemenţi în linie (Fig. 5.7) se înscrie în clasa celor cu aspiraţie totală şi descărcare parţială prin modificarea sfârşitului injecţiei. Ea este alcătuită dintr-un număr de elemenţi de pompare identici (egal cu numărul cilindrilor) grupaţi într-un ansamblu, formând un agregat. Prinderea pompei pe motor se face prin intermediul unei flanşe frontale.

Antrenarea pompei de injecţie se face de la arborele cotit al motorului prin intermediul unei transmisii cu roți dinţate.


33

Elemenţii de pompă sunt denumiţi elemenţi piston-sertar, iar pompele de injecţie cu elemenţi de pompă poartă denumirea de pompe de injecţie cu piston-sertar.

a. b.

Fig. 5.6. Schema de principiu a instalaţiei de alimentare a motorului cu pompa de injecţie cu elemenţi în linie şi cu injecţie indirectă

1 – rezervorul de combustibil; 2 – releu; 3 – filtrul de combustibil; 4 – pompa de injecție; 5 – pompa de alimentare; 6 – regulator de turație; 7 – injector; 8 – conducta de retur; 9 – bujei

incandescentă; 10 – baterie de acumulatori; 11 – contact.

a. b.

Fig. 5.7. Tipuri de pompe cu elemenţi în linie a - Pompă cu şase elemenţi; b - Pompă cu patru elemenţi.

Pompa de injecţie cu piston-sertar are în general o construcţie monobloc, cu fiecare piston-

sertar din componenţă repartizat fiecăruia dintre cilindri motorului, care este echipat cu respectivul subansamblu de injecţie. Ea realizează presiunea de injecţie necesară (300...1200 daN/cm2), care este distribuită către injectoare prin intermediul unui piston-sertar profilat, acţionat de o camă pro-filată. Astfel se obţine posibilitatea alegerii legii de mişcare a pistonului, astfel încât să se asigure caracteristica de injecţie optimă şi să fie satisfăcute condiţiile unei bune pulverizări a combustibilului. Dispunerea elementelor de refulare în lungul liniei arborelui cu came a dus şi la utili-zarea denumirii de pompe de injecţie în linie.

Elementul de refulare (pistonul-sertar) are o construcţie specială (Fig. 5.8) pentru a crea condiţiile desfăşurării procesului de injecţie – reglarea dozei de combustibil injectată pe ciclu.


34

Concret acest lucru este realizat prin prelucrarea specială a capului pistonului, frezarea unui canal de legătură şi a unui canal elicoidal (helix) (Fig. 5.9).

c.e.c.c.

c.l.

s.n.

Fig. 5.8. Schema unui element al pompei de injecţie cu elemenţi în linie.

c.c. – canalul circular; c.e. – canalul elicoidal; c.l. – canalul longitudinal; s.n. – start nut.

Fig. 5.9. Forme constructive ale pistonului-sertar.

a – un canal elicoidal; b - două canale elicoidal; c – fără start nut.

Poziţiile în funcţionarea unui element de refulare care execută o cursă de refulare sunt redate în figura 5.10.

Fig. 5.10. Funcţionarea unui element de refulare în cadrul unei curse complete

a ... f – poziţii de lucru.

De asemenea, în cilindrul elementului de refulare se practică orificii care realizează legătura dintre spaţiul de joasă presiune şi cel de înaltă presiune, purtând denumirea de orificii de descărcare.

Refularea combustibilului începe când supapa de refulare se ridică de pe scaunul ei şi se termină în momentul în care rampa elicoidală deschide orificiul de alimentare. În acest moment


35

spaţiul de înaltă presiune este pus în comunicaţie cu spaţiul de joasă presiune, ceea ce face ca sensul de curgere a combustibilului să se schimbe brusc, iar combustibilul din spaţiul de refulare să treacă, prin canalele oferite de prelucrarea specială a capului pistonului şi orificiul de alimentare, către colectorul pompei.

Supapa de refulare are rolul de a întrerupe legătura dintre conducta de înaltă presiune şi pompa de injecţie (Fig. 5.11). Apoi, descarcă într-o anumită măsură conducta de înaltă presiune şi împiedică propagarea oscilaţiilor de presiune.

În figura 5.11 este redată vederea în secţiune a unei pompe de injecţie cu elemenţi în linie, în care se pot vedea părţile principale ce contribuie la realizarea presiunii de injecţie.

a. b.

Fig. 5.11. Partea de forţă a unei pompe cu elemenţi în linie a – Secţiune într-o pompă cu şase elemenţi; b – Detaliu element; 1 – Corpul pompei; 2 – Bucşa elementului de injecţie; 3 – piston sertar; 4 – elementul de injecţie; 5 – supapă de refulare; 6 –

tachet cu rolă; 7 – racord filetat pentru conducta de înaltă presiune.

Prin acţionarea pistonului-sertar de către camă (fig. 5.12) şi de către tachet, acesta execută cursa de refulare comprimând motorina aspirată în spaţiul de admisei (la mişcarea de aspirare) şi o refulează către injectoare, prin intermediul supapei de refulare.

Fig. 5.12. Acţionarea pistonaşului de către cama de comandă

a – fază de aspiraţie; b – fază de refulare.

Cursa de refulare efectivă este variabilă, depinzând de lungimea porţiunii rampei elicoidale în poziţia în care aceasta este tangentă la orificiul de descărcare. Cu cât aceasta este mai mare, cu atât cursa utilă şi în con-secinţă cantitatea de combustibil refulată este mai mare.

Perechea piston-cilindru este realizată, de la fabricant la fabricant, sub diferite forme constructive.


36

r

nsn

d.c.b.a.

Stanga

n

r

g

StangaDreapta

pd

r

a

e.

p p

d

p

dp

De

f.

cc

ca

oi

a

f

Fig. 5.13. Soluţii de realizare a pistonului sertar

Reglarea debitului pompei în funcţie de sarcina motorului se reali-zează prin rotirea

simultană şi identică a tuturor pistonaşelor elementelor de pompare (Fig. 5.14) prin acţionarea acceleraţiei motorului. În acest mod se modifică, cursa lor activă (lungimea porţiunii rampei elicoidale din faţa orificiului de descărcare) şi deci cantitatea de combustibil injectată.

Fig. 5.14. Reglarea dozei de combustibil

a – debit nul; b – debit pariţal; c – debit maxim; 1 – corp element refulare; 2 – orificiu; 3 – pistonaşul sertar; 4 – canal refulare; 5 – sector dinţat pentru reglare.

Supapa de refulare are un rol important în desfăşurarea procesului de injecţie împiedicând

golirea conductei de înaltă presiune prin pompă la sfârşitul cursei de refulare, precum şi prin reducerea manifestărilor a feno-menelor perturbatoare din conducta de înaltă presiune în pompă.

Ca şi dezavantaj, prezenţa supapei de refulare determină reflectarea undelor de presiune care circulă în conducta de înaltă presiune de la injector spre pompă, menţinând în conductă un nivel ridicat de presiune, ceea ce poate determina apariţia fenomenului de postinjecţie. Din acest motiv se


37

adoptă soluţii constructive care permit descărcarea conductei de înaltă presiune la sfârşitul procesului de injecţie (Fig. 5.15; 5.16).

h

sd

Fig. 5.15. Supapa de refulare

a – schemă; b – vedere în secţiune.

Debit nulSfarsitul debitarii

Inceputul debitarii

B

B

h

d

c.

b.

20

65

4

16

3

4

5

6

9

10

11

7

8

2

1

14

12

13

15

17

18

19

a.

Fig. 5.16. Schema unui element al pompei de injecţie în linie 1 – cremalieră; 2 – sector dinţat; 3 – racord de presiune; 4 – arcul supapei de refulare; 5 – supapa de refulare; 6 – scaunul supapei; 7 – bucşă; 8 – canal pentru intrare comb.; 9 – şurub de blocare; 10 –

piston sertar; 11 – şurub de strângere; 12 – bucşă rotitoare; 13 – taler fix; 14 – arcul pistonului; 15 – talerul mobil; 16 – şurub de reglare; 17 – tachet; 18 – rolă; 19 – camă; 20 – brâu cilindric.


38

Condiţiile de funcţionare ale unui motor cu aprindere prin comprimare variază în raport cu sarcina şi turaţia, astfel ca pompa de injecţie trebuie să satisfacă următoarele cerinţe:

– limitarea turaţiei maxime pentru a se preveni înrăutăţirea procesului de ardere (depăşirea limitei de fum) şi creşterea excesivă, peste valorile admise, a forţelor de inerţie deter-minate de masele în mişcare;

– asigurarea unei turaţii constante la mersul în gol, fără intervenţia din afară; – asigurarea stabilităţii la mersul în sarcină.

Regulatorul prezentat în figura 5.17 este un regulator mecanic pentru toate regimurile. Regulatoarele pentru toate regimurile prezintă următoarele avantaje:

– poate imprima orice turaţie motorului între nmin şi nmax; – ameliorează condiţiile de conducere ale autovehiculului; – creşte economicitatea motorului la funcţionarea la sarcini parţiale.

Elementul activ al regulatorului mecanic centrifugal este format din două contragreutăţi (1), antrenate direct de către arborele cu came (2) al pompei de injecţie sau prin intermediul unui angrenaj cu raport de multiplicare, cu ajutorul căruia se obţine o funcţionare corectă a regu-latorului şi la turaţii mici. Prin deplasarea contragreutăţilor se acţionează asupra manşonului (3), se comprimă arcurile (4), pârghia se deplasează, antrenând prin intermediul tijei (5) şi a tirantului (5) cremaliera (6) a pompei de injecţie în sensul în care aceasta va comanda micşorarea debitului de combustibil, iar turaţia va scădea către turaţia fixată.

În cazul creşterii rezistenţelor exterioare, turaţia motorului va avea tendinţa să scadă, forţa centrifugă ce acţionează asupra contragreutăţilor va scădea şi ea, iar prin intermediul sistemului de comandă (7) se va acţiona asupra cremalierei pompei de injecţie în sensul măririi debitului de com-bustibil, restabilind turaţia motorului.

Fig. 5.17. Schema de principiu al unui regulator mecanic centrifugal pentru toate regimurile

91110

73164 2

5

- +

+-

Fig. 5.18. Schema al unui regulator centrifugal şi a mecanismului de acţionare al pompei


39


următoarele instrumente: - pompă de injecţie cu elemenţi în linie, - rezervor, - pompă de alimentare cu piston, - filtru de motorină, - injectoare de motorină, - elemenţi de pompă, - supapă de refulare, - şubler interior/exterior, - micrometru.


cadrului didactic responsabil (conspect), - stabilirea motorului (τ=2 sau τ=4, i=?) căruia îi aparţine pompa de injecţie, - determinarea prin măsurare (cu şublerul) a dimensiunilor pistonului sertar şi bucşei, - evidenţierea numărului de elemenţi ai pompei, - studiul configuraţiei canalelor de pe capul pistonului sertar, - analiza supapelor de refulare din racordurile conductelor de înaltă presiune, - realizarea de către studenţi a unor schiţe ale pieselor primite de la cadrul didactic, - realizarea unui desen pe calculator (facultativ) al unei piese din instalaţia de alimentare

cu pompă de injecţie în linie, - elaborarea concluziilor în urma activităţilor derulate, - verificarea şi evaluarea lucrărilor studenţilor de către cadrul didactic, - comunicarea titlului lucrării pentru întâlnirea următoare şi a temei de casă.


munca desfăşurată în timpul şedinţei de laborator, precum şi observaţiile principale legate de elementele studiate de către fiecare student.


- tipul motorului de la care provine pompa de injecţie (timpi, alimentare, etc.), - numărul de canale elicoidale practicate pe circumferinţa pistonului, - starea tehnică a pompei (nouă/uzată), - dimensiuni (comparaţie cu valorile nominale), - materiale folosite pentru piesele studiate în laborator, - modalitatea de antrenare a pistoanelor sertare în vederea măririi debitului, - cum este arborele cu came al motorului comparativ cu arborele cu came al pompei, - ce diferă la doi arbori cu came de la două pompe de injecţie în linie din laborator, - care sunt diferenţele între canalul longitudinal şi cel elicoidal al pistonului.

Tabelul 5.1 Temă de casă: Tipuri de pompe de injecţie în linie produse în România

Cod pompă Motor Nr. elemenţi Putere motor Presiune de injecţie Observaţii


40

6. ORGANOLOGIA ŞI FUNCŢIONAREA INSTALAŢIEI DE ALIMENTARE LA M.A.C. CU POMPE ROTATIVE. INJECTOARE

6.1. Consideraţii generale privitoare la pompele de injecţie rotative Pentru funcţionarea motoarelor Diesel trebuie să se introducă în cilindri combustibilul şi

aerul necesar arderii, funcţie pe care o îndeplineşte sistemul de alimentare [16]. De gradul de perfecţiune a sistemului de alimentare depind în bună măsură indicii de

performanță ai motorului (puterea şi consumul specific de combustibil, nivelul emisiilor poluante, etc).

Realizarea unor motoare Diesel de cilindree mai mică şi turaţie ridicată a impus dezvoltarea pompelor de injecţie cu distribuitor rotativ (cu element unic de refulare), care sunt cu aspiraţie variabilă şi refulare totală. În cazul instalaţiilor de cu pompă de injecţie cu distribuitor rotativ (Fig. 6.1) combustibilul aflat in rezervorul (1) trece prin bateria de filtre (2) sub acţiunea pompei de alimentare. Combustibilul filtrat intră din pompa de transfer în corpul pompei de injecţie unde va fi refulat la presiune mare prin conductele de legătură către injectorul (4) prin intermediul supapei de dozare. Surplusul de combustibil va fi preluat prin conducta de retur (5) şi va fi dus înapoi în rezervor (1).

Fig. 6.1. Schema instalaţiei de alimentare cu pompă de injecţie cu distribuitor rotativ

1 – rezervor de combustibil; 2 – filtru de combustibil; 3 – pompă de injecţie; 4 – injector; 5 – conductă de retur; 6 – bujie incandescentă; 7 – baterie de acumulatori; 8 – contact; 9 – releul bujiei

incandescente.

Sistemele de injecţie pentru motoarele cu aprindere prin comprimare pot să fie acţionate şi de către pompe de injecţie cu distribuitor cu piston radial (Fig. 6.2). Pompa cu piston radial este o pompă cu distribuitor pentru motoarele diesel rapide cu injecţie directă şi cu performanţe de până la 37 kW/cilindru. Aceasta se caracterizează printr-un dimanism sporit în controlarea cantităţii de combustibil injectat şi al începutului injecţiei, şi prin presiunile la pulveriztorul injectorului de până la 1600 de daN/cm2. Pe de altă parte, există doar un singur element de pompare pentru toţi cilindrii.

Pompele cu piston radial au până la patru pistonaşe de refulare dispuse radial (precum spiţele unei roţi) în arborele pompei (rotor), executând o mişcare de revoluţie în interiorul unui inel cu came. Spaţiile sau găurile dintre rotor şi stator (carcasă) asigură alimentarea şi distribuirea corectă a combustibilului spre cilindrii motorului. În timpul fazei de admisie (a combustibilului în pompă), pistonaşele sunt împinse spre exterior. Combustibilul intră în camera de înaltă presiune. În timpul fazei de alimentare pistonaşele sunt împinse spre interiorul rotorului de către camele inelului cu came, comprimând combustibilul în camera de înaltă presiune. Începutul injecţiei este ajustat prin rotirea inelului cu came prin intermediul dipozitivului de reglare a avansului. În mod similar cu


41

pompele cu piston axial un dipozitiv de reglare a avansului la injecţie este poziţionat în acest scop la baza carcasei transversal pe arborele pompei. Acesta este acţionat pe o parte de presiunea combustibilului iar pe celaltă de forţa unui arc. Presiunea combustibilului creşte cu turaţia motorului. În consecinţă dispozitivul de avans automat impune injectarea mai devreme, rotind inelul cu came în sensul măririi avansului la injecţie.

Pompele cu piston radial sunt folosite atât la autoturisme cât şi la camioane uşoare şi autobuze de capacitate mică/medie cu până la zece cilindrii. În toate aceste cazuri pot să ofere presiunii de injecţie de până la 1850 daN/cm2.

Fig. 6.2. Pompă cu distribuitor rotativ cu piston radial.

1 – Regulator automat de avans, 2 – Corpul pompei, 3 – Suport de prindere pe motor, 4 – Elemente de antrenare, 5 – Partea de comandă electronică, 6 – Conexiune electrică, 7 – Partea de distribuţie, 8

– Conducte de înaltă presiune.

Componentele pompei de injecţie rotative acţionate şi controlate electromagnetic prin intermediul EDC sunt prezentate în figura 6.3.

Avantajele pompelor de injecţie cu distribuitor rotativ sunt urmă-toarele: – utilizează un singur element de pompare, care deserveşte toţi cilindri motorului; – asigură o uniformitate sporită a debitului de combustibil refulat; – prezintă o construcţie compactă, încorporând în cadrul aceluiaşi ansamblu elementul de

pompare, regulatorul de turaţie, variatorul automat de avans şi pompa de transfer; – construcţia nu comportă rulmenţi, angrenaje, arcuri cu rigiditate mare; – pompa este etanşă; – ungerea se realizează cu combustibil sub presiune; – se poate monta pe motor în orice poziţie.

Fig. 6.3. Pompă cu distribuitor rotativ cu piston radial.

1 – Regulator automat de avans, 2 – Corpul pompei, 3 – Suport de prindere pe motor, 4 – Elemente de antrenare, 5 – Partea de comandă electronică, 6 – Conexiune electrică, 7 – Partea de distribuţie, 8

– Conducte de înaltă presiune.


42

Pompa de injecţie cu distribuitor rotativ (principiul de funcţionare este prezentat în figura 6.4) este utilizată în special în echiparea motoarelor de puteri mici şi turaţii înalte.

Fig. 6.4. Schema de principiu a distribuitorului rotativ.

1 – orificiu de intrare; 2 – canal de intrare în capul hidraulic; 3 – camă multiplă inelară; 4 – rolă; 5 – lob; 6 – pistonaş plonjor; 7 – rotor; 8 – corpul capului hidraulic; 9 – canal central (axial); 10 – canal

distribuitor; 11 – canal de descărcare; 12 – camă.

Dezavantajul important al acestui tip de pompă de injecţie rezidă în faptul că utilizarea unui singur element de pompare pentru toţi cilindri motorului, duce la uzarea mai rapidă a acestuia, precum şi faptul că durata admisiei şi refulării motorinei este de i ori mai mic (i – numărul de cilindri ai motorului).

Părţile componente principale ale pompei de injecţie cu distribuitor radial sunt: 1) axul pompei, 2) capul hidraulic,

a. stator, i. bucşă exterioară,

ii. bucşă interioară (montate prin seraj), b. rotor,

3) regulatorul de turaţie. Capul hidraulic este constituit din stator, rotor şi inel cu came. Astfel, capul hidraulic se

bazează pe funcţionarea ansamblului rotor-stator (Fig. 6.5). Construcţia pompei permite folosirea ei la motoare cu cilindree diferită.

3 7

914

1

2

6

13

5

8

10

15 16

11

4

12

17

Fig. 6.5. Secţiune transversală printr-un cap hidraulic.

1 – Rezervor de combustibil, 2 – Pompa de alimentare, 3 – Filtru de combustibil, 4 – Pompa de transfer, 5 – Supapa de dozaj, 6 – Orificiul de dozare, 7 – Maneta (pedala) de accelerare, 8 –

Pistonaşe plonjoare, 9 – Cama, 10, 14 – Canale, 11 – Injector, 12 – Supapă de reglare, 13 – Supapă, 16, 17 – Conducte.


43

Simbolizarea unei pompe de injecţie rotative se face după cum urmează: DPA M 3842 M - indicativul fabricantului (Mefin), 4 - nr. secţiunilor deservite (4 cilindri). Legătura între rotor-distribuitor şi ax se face prin placa de antrenare şi prin două şuruburi.

Sub pompă avem un variator de avans. Ansamblul ax-placă de antrenare este neinterschimbabil. Capul hidraulic (Fig. 6.6) este format din două părţi componente, statorul şi rotorul, care

formează un ansamblu neinterschimbabil, cu joc foarte mic (1,5...3,0 μm). Circulaţia combustibilului în capul hidraulic se realizează astfel:

– de la pompa de transfer, prin orificiile longitudinale L şi radiale r1 şi r2, executate în bucşa interioară a statorului, combustibilul ajunge la supapa de dozare cu debitul şi presiunea de refulare dezvoltate de pompa de transfer, la turaţia la care lucrează pompa de injecţie;

– doza de combustibil reglată de supapa de dozare (în concordanţă cu regimul de funcţionare al motorului) este vehiculată prin ori-ficiul din bucşa exterioară a statorului, şi orificiul radial de admisie r3, din bucşa interioară a statorului către orificiul radial de alimentare r2, orificiul axial (a) şi spaţiul (c) din rotor;

– în perioada de refulare, combustibilul, comprimat de către pistonaşele radiale la presiuni mari, este dirijat prin orificiile radiale r1 şi r4 (când acestea se suprapun) spre racordul de refulare.

Fig. 6.6. Secţiune transversală printr-un cap hidraulic.

1 – orificiu de intrare; 2 – canal de intrare în capul hidraulic; 3 – camă multiplă inelară; 4 – rolă; 5 – lob; 6 – pistonaş plonjor; 7 – rotor; 8 – corpul capului hidraulic; 9 – canal central (axial); 10 – canal

distribuitor; 11 – canal de descărcare; 12 – camă.

Pompa de transfer are rolul de a alimenta cu motorină capul hidraulic şi alte subansamble ale pompei de injecţie (variatorul de avans, regulatorul hidraulic).

Pompa de transfer este de tip volumetric cu palete radiale şi asigură refularea combustibilului la presiuni mai mari decât presiunea pompei de alimentare. Ea este montată la extremitatea capului hidraulic.

Curbele de variaţie a presiunii de transfer cu turaţia pompei de injecţie (caracteristica pompei de transfer) în diferite regimuri sunt prezentate în figura 6.7. Valoarea maximă a presiunii de transfer, corespunzătoare mersului în gol la turaţia maximă, trebuie limitată la mai puţin de 10 daN/cm2 din con-siderente de rezistenţă ale pompei de transfer. Valoarea presiunii de transfer la np = 100 rot/min, trebuie să fie de circa 0,8 daN/cm2, pentru a asigura debitul de motorină necesar pornirii motorului.

Această pompă este formată dintr-un stator, montat la capătul bucşei interioare a statorului şi un rotor înfiletat la capătul rotor-distribuitorului capului hidraulic. Rotorul este prevazut cu canale radiale în care se deplasează radial nişte paleţi.

De reţinut (IMPORTANT): Pompa de transfer îşi modifică debitul în funcţie de turaţie. La nmin supapa de reglaj se deschide. La nmax supapa de reglaj este deschisă complet.

4,1pp mintr += .


44

Fig. 6.7. Caracteristica pompei de transfer.

1 – orificiu de reglare obturat; 2 – mers în gol; 3 – mers în sarcină nominală; 4 – orificiul de reglare complet deschis.

Supapa de reglare (Fig. 6.8) are trei funcţiuni:

- reglează presiunea motorinei la ieşirea din pompa de transfer în funcţie de turaţie,

- permite amorsarea pompei de injecţie prin ocolirea pompei de transfer, - împiedică dezamorsarea pompei la oprirea motorului (reţine presiunea în

pompa de injecţie după oprirea motorului pentru a nu fi nevoie de refacerea presiunii la pornire).

b .a .

1 2

3

89

1

1 0

1 1

2

4

3

7

6

5

Fig. 6.8. Construcţia supapei de reglare.

1 – filtru; 2 – bucșa supapei de reglare; 3 – piston de reglare; 4 – resort de amorsare; 5 – canal de refulare a pompei de transfer; 6 – corpul supapei de reglare; 7 – canal de aspirație al pompei de

transfer; 8 – racord de alimentare; 9 – arc de fixare; 10 – taler; 11 – arc de reglare; 12 – canal de reglare;


45

La pornire, combustibilul, sub presiunea dată de pompa de alimentare, trece prin filtrul plasă 1 și ajunge în bucșa 2 unde acționează asupra pis-tonului 3 care se deplasează în jos comprimând arcul de amorsare 4 până la deschiderea canalului 5 către partea de refulare a pompei de transfer și canalele din capul hidraulic (Fig. 6.8, a).

La mărirea turației motorului, pistonul este împins în sus și descoperă progresiv canalul de reglare 6, permițând unei cantități de combustibil să se întoarcă în partea de aspirație a pompei de transfer, reducând astfel presi-unea de transfer (Fig. 6.8, b).

Pompele de injecţie cu distribuitor rotativ sunt echipate cu regu-latoare de turaţie pentru toate regimurile, de tip mecanic centrifugal sau hidraulic.

Regulatorul mecanic centrifugal (Fig. 6.9) se compune din masele centrifuge (4), carcasa acestora (2) şi manşonul (3), montate pe arborele de antrenare (1), precum şi din sistemul de arcuri şi pârghii (8, 9) care transmit deplasarea manşonului (3) la supapa de dozare (6), montate la interiorul capacului pompei de injecţie.

La un regim de funcţionare dat, stabilit prin poziţia pârghiei de comandă (5), forţa centrifugă a maselor regulatorului este echilibrată de forţa arcului (7).

Fig. 6.9. Regulator mecanic centrifugal – schema de principiu

a – la pornire; b – în sarcină

La creşterea turaţiei, forţa centrifugă învinge tensiunea arcului (7) şi permite deplasarea manşonului (3), a tijei (8) şi a supapei de dozare (6) în sensul micşorării secţiunii oferite de aceasta reducându-se doza de com-bustibil admisă în capul hidraulic.

La scăderea turaţiei, supapa de dozare (6) oferă o secţiune de curgere mai mare, ceea ce permite creşterea dozei de combustibil admisă în capul hidraulic. În acest fel se asigură stabilitatea turaţiei la regimul de funcţionare stabilit iniţial prin pârghia de comandă (5).

Stabilitatea turaţiei minime de mers în gol este asigurată prin arcul (9), care atunci când acţionează, forţa arcului (7) este nulă (pârghia de comandă (5) se află pe limitatorul de mers în gol).

Pompele de injecţie cu distribuitor rotativ sunt echipate cu variatoare automate de avans acţionate hidraulic. Construcţia ansamblului unui variator automat de avans este reprezentată în figura 6.10.

Fig. 6.10. Ansamblul variatorului automat de avans

1 – arc; 2 – piston; 3 – inel cu came.


46

Funcţional, pistonul (2) se poate deplasa axial când pe suprafaţa sa frontală acţionează presiunea combustibilului, accesibilă în această zonă, de la pompa de transfer, prin racordul fixat de corpul variatorului. Forţei de presiune i se opune tensiunea arcului (1) care poate deplasa pistonul (2) în sens opus.

Deplasarea pistonului (2) determină rotirea inelului cu came (3) şi, în consecinţă, modificarea avansului la injecţie. La creşterea turaţiei, valoarea mare a presiunii de transfer determină deplasarea pistonului astfel, încât inelul cu came este rotit în sens invers sensului de rotaţie al pompei (avansul la injecţie creşte).

La scăderea turaţiei, tensiunea arcului (1) învinge forţa presiunii de transfer, iar inelul cu came este rotit în sensul de rotaţie al pompei (avansul la injecţie scade).

Variatorul automat de avans are rolul de a corecta momentul începerii injecţiei în funcţie de debitul realizat de pompa de transfer şi reacţiunea unor arcuri. El este fixat pe corpul pompei de injecţie printr-un prezon şi un racord de fixare prin care acesta primeşte motorină de la pompa de transfer.

Fig. 6.11. Schema variatorului automat de avans

1 – inelul cu came, 2 – corpul pompei, 3 – piston, 4 – cap sferic, 5 – arc de întârziere, 6, 7 – arcuri, 8 – rondelă.

În starea de repaus a pompei, presiunea combustibilului se manifestă pe faţa pistonului 3,

într-o mică măsură, astfel încât arcul 5 de întârziere a momentului injecţiei se destinde, deplasând pistonul până la poziţia maximă de retragere. Capul sferic 4, solidar cu inelul cu came 1, imprimă acestuia o mişcare unghiulară în sensul de rotire al elementului de pompare, până la valoarea de 2˚ avans (pentru motor reprezintă 4˚).

La pornire, în vederea uşurării acesteia, poziţia pistonului poate fi reţinută prin dispozitivul de comandă de la distanţă, împiedicându-se manifestarea presiunii de la pompa de transfer.

La funcţionarea în regimuri reduse (ralanti), valoarea presiunii de transfer nu poate învinge forţa arcurilor 6 şi 7, menţinând comprimat resortul de întârziere a avansului.

Odată cu creşterea turaţiei motorului, creşte şi presiunea de transfer care se aplică pe piston, ca urmare, arcurile pot fi comprimate de către piston, iar inelul cu came va pivota în locaşul său, din corpul 2 al pompei de injecţie.

Valoarea maximă a avansului pe care-l permit arcurile este de 90. Timpul de obţinere a avansului maxim este cu atât mai redus cu cât arcurile sunt mai puternic comprimate. Tensiunea arcurilor poate fi modificată prin rondela 8, cu o grosime de 0,5...3 mm.

Pompele de injecţie cu distribuitor rotativ pot fi prevăzute cu dispozitive de blocare a variatorului de avans automat, care este acţionat la pornirea motorului pentru a reduce avansul la injecţie.

Pentru asigurarea unor avansuri mici la pornirea motorului, unele pompe de injecţie cu distribuitor rotativ sunt echipate cu variatoare de avans automate în două trepte.

În cadrul sistemelor de injecţie prevăzute cu pompe de injecţie cu distribuitor rotativ există actualmente tendinţa de generalizare a utilizării sistemelor electronice de control (EDC), datorită avantajelor pe care acestea le aduc în funcţionarea motoarelor cu aprindere prin comprimare.


47

6.2. Injectoarele Injectorul reprezintă ultimul element periferic al instalaţiei de ali-mentare cu combustibil a

motoarelor cu aprindere prin comprimare. Injectoarele au rolul de a dirija şi pulveriza combustibilul în camera de ardere a motorului, în

funcţie de ordinea de funcţionare a cilindrilor. La MAC cu injecţie directă, pentru automobile şi tractoare, se utilizează injectoare de tip

închis cu acţionare hidraulică cu mai multe orificii de pulverizare (Fig. 6.12).La aceste injectoare combustibilul debitat de pompa de injecţie intră prin racordul 1, filtrul 2, canalul 3, ajungând în camera de presiune CP. Când forţa de ridicare a acului 4, creată de combustibilul ce acţionează pe gulerul G, exprimată prin relaţia:

( ) i22

21r pdd

4F −

π= ,

este mai mare decât forţa Fa a arcului 5, acul pulverizatorului se ridică şi prin orificiile 7, combustibilul este pulverizat în camera de ardere (pi – presiunea de injecţie).

După terminarea injecţiei combustibilului, acul pulverizatorului este apăsat pe scaunul său de arcul 5 prin intermediul tijei 14. Reglarea forţei Fa, respectiv reglarea presiunii combustibilului la care are loc ridicarea acului şi începerea injecţiei, se realizează prin şurubul 10 şi piuliţa 11.

A

A

Combustibil

d1

d2

Fr

Fa

CP

G4

7

13

5

6

1 2 3

48

9

14

12

12

12

Fig. 6.12. Schema injectorului

Un dezavantaj principal al injectoarelor cu orificii multiple îl constituie înfundarea cu

uşurinţă a orificiilor cu impurităţi din combustibil, sau cu cocs format în urma arderii.


48


următoarele instrumente: - rezervor, - ministand pompă de injecţie cu distribuitor rotativ, - diferite pompe de injecţie cu distribuitor rotativ, - pompă de alimentare cu membrană, - filtre de motorină cu diferite tipuri de elemente de filtrare, - injectoare de motorină, - cap hidraulic de pompă rotativă, - pistonaşe, papuci, inel cu came interioare, placă de prindere, - supape de refulare, - şubler interior/exterior, - micrometru.


cadrului didactic responsabil (scurt conspect), - stabilirea motorului (τ=2 sau τ=4, i=?) căruia îi aparţine pompa de injecţie rotativă, - determinarea prin măsurare (cu şublerul) a dimensiunilor capului hidraulic, - evidenţierea numărului de canale de admisie/refulare din rotorul capului hidraulic, - studiul configuraţiei canalelor de pe capul hidraulic al pompei, - analiza supapelor de refulare din racordurile conductelor de înaltă presiune, - realizarea de către studenţi a unor schiţe ale pieselor studiate de la cadrul didactic, - realizarea unui desen pe calculator (facultativ) al unei piese din instalaţia de alimentare

cu pompă de injecţie rotativă, - elaborarea concluziilor în urma activităţilor derulate, - verificarea şi evaluarea lucrărilor studenţilor de către cadrul didactic, - comunicarea titlului lucrării pentru întâlnirea următoare şi a temei de casă.

6.5. Interpretarea rezultatelor Lucrarea de laborator trebuie să aibă la final un set de idei concluzive prin care studentul să

evidenţieze pe scurt munca desfăşurată în timpul şedinţei, precum şi observaţiile importante legate de elementele studiate individual. Consideraţiile pe marginea activităţii desfăşurate trebuie să aibă un caracter concis, punctând următoarele aspecte:

- tipul motorului de la care provine pompa de injecţie (timpi, alimentare, etc.), - numărul de canale de admisie practicate în rotorul capului hidraulic, - starea tehnică a pompei (nouă/uzată) şi a injectorului, - dimensiuni determinate prin măsurare, - materiale folosite pentru piesele studiate în laborator, - modalitatea de antrenare a pistonaşelor, - cum este raportul de rotaţie al pompei comparativ cu mişcarea arborelui cotit, - care sunt diferenţele între canalul longitudinal şi cele radiale ale capului hidraulic.

Tabelul 6.1 Temă de casă: Tipuri de pompe de injecţie rotative cunoscute

Cod pompă Motor Nr. canale refulare în stator Putere motor Presiune de

injecţie Observaţii


49

7. DETERMINAREA CARACTERISTICII DE REGLAJ [7]

7.1. Noţiuni generale Caracteristicile de reglaj sunt reprezentări grafice ale variaţiilor unor mărimi, de obicei a

puterii efective şi consumului specific efectiv de combustibil, în funcţie de un factor de reglaj (consumul orar de combustibil, dozajul, avansul la producerea scânteii electrice sau avansul la injecţie).

Se deosebesc următoarele caracteristici de reglaj: - caracteristica de consum de combustibil, - caracteristica de dozaj, - caracteristica de avans la producerea scânteii electrice şi - caracteristica de avans la injecţie. Prin aceste caracteristici se urmăreşte stabilirea unor reglaje optime de variaţie a factorilor

de reglaj. La MAS este utilă şi determinarea caracteristicii de detonaţie, care are ca scop cunoaşterea

comportării motorului la detonaţie.

7.2. Determinarea caracteristicii de consum de combustibil Pe baza variaţiei puterii efective Pe, consumului specific efectiv de combustibil ce şi

coeficientului de exces de aer λ în funcţie de consumul orar de combustibil Ch, se stabileşte domeniul optim de variaţie a Ch.

Aceste caracteristici se ridică la turaţie constantă, care se asigură prin reglarea corespunzătoare a momentului rezistent aplicat frânei.

La MAS cu carburator se menţine constantă şi o poziţie aleasă a obturatorului. În timpul încercărilor experimentale se măsoară consumul de combustibil, turaţia n şi

indicaţia frânei F, calculându-se apoi puterea efectivă:

1e C

FnP = , [kW]

în care: F este în daN: C1 – constanta ce depinde de lungimea braţului de la dispozitivul de cântărire ℓ=0,7162 m; C1=1360.

Consumul specific efectiv de combustibil se obţine cu relaţia:

,PCc

e

he = ⎥⎦

⎤⎢⎣⎡kWhkg ,

în care: Ch este consumul orar de combustibil, în kg/h; Pe – puterea efectivă, în kW.

Coeficientul de exces de aer este:

hho

a

C.const

CLC

==λ ,

în care: Ca este consumul orar de aer, în kg/h; Lc – cantitatea minimă de aer necesar pentru arderea completă a unui kg de combustibil.

La o anumită turaţie raportul dintre consumul orar de aer Ca şi aerul teoretic necesar pentru arderea unui kg de combustibil, Lo este constant.

Consumul de aer se poate determina prin intermediul unei diafragme, după relaţia: ( )21o1ta pp2Ak3600C −ραε= , [kg/h]

în care: ε este coeficientul de expansiune; kt – coeficientul de corecţie al dilataţiei diafragmei; α1 – coeficientul de debit; Ao – secţiunea orificiului diafragmei, în m2;


50

ρ – densitatea aerului în apropierea diafragmei, în kg/m3; (p1-p2) – căderea de presiune în diafragmă, în N/m2.

Coeficienţii ε, kt, α1, precum şi alte detalii în legătură cu determinarea mărimii Ca, se prelevează din literatura de specialitate.

Reprezentarea principială a unei caracteristici de reglaj pentru un MAS, este redată în figura 7.1. a, iar pentru MAC în figura 7.1. b.

a. b.

Fig. 7.1. Caracteristica de consum pentru un MAI

Domeniul optim de reglaj este cuprins între consumul orar de combustibil Ch ec (dozajul de economicitate maximă λec) şi Chp (dozajul de putere maximă λp).

La MAC se determină aceleaşi mărimi, însă din cauza înrăutăţiri semnificative a procesului arderii, valoarea Chp nu poate constitui un indice al determinării domeniului optim de reglaj. În această situaţie, domeniul optim de reglaj este delimitat de Ch ec şi Ch lim (consumul orar limită de combustibil, care corespunde unei funcţionări normale a motorului).

Rezultatele experimentale se trec într-un tabel. Tabelul 7.1

7.3. Determinarea caracteristicii de dozaj Se determină numai pentru MAS, pe baza unor serii de caracteristici de consum de

combustibil, ridicate la aceiaşi turaţie, însă la diferite poziţii ale clapetei obturatoare. În figura 7.2 este redată variaţia principială a puterii efective Pe, consumului specific de

combustibil şi coeficientului de exces de aer λ, în funcţie de consumul orar de combustibil Ch, la trei poziţii ale clapetei obturatoare, care constituie o caracteristică de dozaj.

Mărimea Simbolul U/M Încercări

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Indicaţia frânei F

Turaţia n

Puterea efectivă Pe Consumul de combustibil C sau V

Timpul τ Consum orar de

combustibil Ch

Consumul specific efectiv de

combustibil ce

Coeficientul de exces de aer λ

Laborato

Măde combus

Vardiametre, pconstant.

La în figura 7dozajului (

7.4. DeteAce

combustibio poziţie bcombustibi

rezultă că,maximă, ccare se dez

or P.C.M.A

ărimile care stibil) şi se triaţia consuprevederea u

interpretare7.2 variaţia (curba A3-A

erminareaeastă caracil, în funcţie

bine determiil rămâne co

pentru ungorespunde c

zvoltă puter

Fig. 7

A.I.

intervin, setrec într-un umului orar unui jiclor c

ea rezultateloptimă a d

A2-A1-B1).

a caractericteristică re de unghiuinată a claponstant, din

ghiul de avconsumul sea maximă,

7.3. Caracte

e deterină catabel similade combustcu orificiul

Laborato

La turaţie. Sauclapetei ob

Deovariaţie a avansului r

Fig. 7.4.

MăUng

principialăcotit, se fixcapacitate bujiei, lamcorespunză

Fig. 7.5. S

Rez

or P.C.M.A

aceiaşi desu, păstrând bturatoare. oarece majavansului

realizat în d

. Caracteri

ărimile care ghiul de avaă este redatăxează o lammică, este

mpa cu neoător momen

Schema unu

1 – bujie;

zultatele exp

A.I.

schidere a turaţia cons

oritatea sisîn funcţie

dispozitiv es

istica de av

intervin, seans la produă în figura

mpă mică culegat în cir

on se aprinntului produ

ui dispoziti

; 2 – conden

perimentale

clapetei obstantă, se de

temelor dede turaţie

ste diferită f

vans la prod

e determină ucerea scân7.5. Pe vol

u neon. Segmrcuit cu distnde, indicânucerii scânte

iv pentru m

nsator; 3 – l

e se trec în t

bturatoare setermină av

aprindere sau sarcin

faţă de avan

ducerea scâsarcină (b)

ca şi la para

nteii electricantul 5 al mmentul gradtribuitorul şnd unghiul eii.

măsurarea electrice:

ampă cu ne

tabel.

se stabilesc vansurile opt

sunt prevănă (deschidnsul optim (F

ânteii electr)

agraful 7.2.ce se deterinmotorului sadat 4, prin işi buia 1. Lde rotaţie

unghiului d

eon; 4 – sect

Drd

avansurile time pentru

ăzute cu disderea clapetFig. 7.4).

rice în func

nă cu un disau pe un dintermediul

La apariţia sal arborelu

de avans la

tor gradat; 5

d. ing. Doru

optime în u diferite de

spozitive autei obturato

cţie de tura

spozitiv a căisc montat punui conde

scânteii întrui cotit, faţ

a producere

5 – volant.

u Băldean

52

funcţie deschideri ale

utomate deoare), alura

aţie (a) şi

ărui schemăpe arborele

ensator 2 dere electroziiţă de PMS

ea scânteii

2

e e

e a

ă e e i

S

Laborato

7.5. DeteAce

sarcină coeconomicit

Şi îsarcină.

Ungîn acest scocombustibi3, tubul de

1

Penmontează rinjecţie de

La sticlă. Se momentul

Mecomparator

7.6. DescPen- - - - - -

or P.C.M.A

erminareaeastă caractonstantă. Stăţii maximîn acest caz

ghiul de avaop (Fig. 7.6il a pompei plastic 4 şi

Fig. 7.6. D– rezervor

ntru determrezervorul la unul din rotirea arbcontinuă rînceperii de

etoda mecar), sau meto

crierea insntru efectua

stand m.a.icronometrutermometruaparatură dcântar pentcombustibi

A.I.

a caracteriteristică redSe urmăre

me (alura curz se urmăre

ans la injecţ6) se compu, piuliţa olai tubul de st

Dispozitiv de combust

inarea ungh1, în locul cilindrii po

borelui cotitrotirea pânebitării com

anică (de uoda electrică

stalaţiei exrea lucrării i. echipat cou, u, de măsuraretru determinil.

isticii de adă variaţia Pşte găsirearbelor este aeşte variaţia

ţie se poateune din rezerandeză 2, caticlă 5.

pentru dettibil; 2 – piu

hiului βi, poconductei d

ompei, montt al motoruă când niv

mbustibiluluiurmărire a ă, electronic

xperimentse vor utiliz

orespunzăto

e a consumunarea consu

avans la inPe şi ce în fa avansuluasemănătoara avansurilo

determina rvorul 1, caare se racord

erminarea uliţă; 3 – rac

ompa de injde alimentatând în locuului se urmvelul combi de către pocursei acu

că etc. sunt

tale şi a ecza următoar

or,

ului instantaumului masi

njecţie funcţie de aui optim, re cu a celoor optime l

prin metodaare se montedează în loc

unghiului cord; 4 – tub

jecţie se puare cu combul ei dispozi

măreşte aparbustibilului ompa de injului de la mai precise

chipamenrele instrum

aneu de comic,

Drd

avansul la ioptiβ , core

r redate în fla injecţie î

a menisculuează pe concul conduct

de avans lab plastic; 5

une în poziţbustibil şi sitivul. riţia combuîncepe să

jecţie, adicăinjector, p

e şi mai util

ntului necmente:

mbustibil,

d. ing. Doru

injecţie βi, lespunzător figura 7.3). în funcţie d

ui. Dispozitducta de ali

tei de injecţ

a injecţie: – tub capila

ţia de debite desface c

ustibilului, îcrească, a

ă avansul la prin interme.

esar

u Băldean

53

la turaţie şiputerii şi

de turaţie şi

ivul utilizatimentare cuie, racordul

ar.

t maxim, seconducta de

în tubul deacesta fiind

injecţie. mediul unui

3

i i

i

t u l

e e

e d

i


54

7.7. Mersul lucrării Pentru realizarea lucrării de laborator se vor avea în vedere următoarele obiective: - se vor trece în caietul de laborator ideile principale ale temei de laborator după indicaţiile

cadrului didactic responsabil (scurt conspect), - stabilirea motorului (τ=2 sau τ=4, i=?) pe care se realizează lucrarea, - determinarea prin măsurare (cu termometrul) a temperaturii motorului, - realizarea de către studenţi a unor schiţe ale standului utilizat, - determinarea consumului orar de combustibil, a celui specific efectiv şi a puterii efective

a motorului în condiţiile de turaţie şi sarcină menţionate, - în cadrul încercărilor experimentale se vor utiliza mai multe metode, rezultatele fiind

consemnate într-un tabel specific, - realizarea reprezentărilor grafice ale valorilor măsurate şi a celor determinate prin calcul, - elaborarea concluziilor în urma activităţilor derulate, - verificarea şi evaluarea lucrărilor studenţilor de către cadrul didactic, - comunicarea temei lucrării pentru întâlnirea următoare.

7.8. Interpretarea rezultatelor Lucrarea de laborator trebuie să aibă la final idei concluzive prin care studentul să prezinte

pe scurt munca desfăşurată în timpul şedinţei, precum şi observaţiile importante legate de elementele studiate individual. Consideraţiile pe marginea activităţii desfăşurate trebuie să aibă un caracter concis, punctând următoarele aspecte:

- tipul motorului folosit la încercări, - numărul de cilindrii, - starea tehnică a motorului, - dimensiuni fundamentale, - materiale folosite pentru realizarea lucrării, - modalitatea de măsurare a consumului de combustibil. La prelucrarea şi interpretarea rezultatelor experimentale, se va da o atenţie deosebită

preciziei de măsurare, calculelor diferitelor mărimi li reprezentării grafice, pentru a putea obţine concluzii utile în practica exploatării motoarelor termice de automobile şi tractoare.


55

8. DETERMINAREA CARACTERISTICII DE TURAŢIE LA M.A.S.

8.1. Noţiuni generale Caracteristica de turaţie reprezintă variaţia puterii efective, a momentului motor efectiv, a

consumului orar de combustibil şi a consumului specific efectiv de combustibil în funcţie de variaţia turaţiei, la o anumită sarcină constantă.

Se deosebesc caracteristici de turaţie la sarcină totală (χ = 1,1), caracteristică de turaţie la sarcină plină (χ = 1,0) şi caracteristici de turaţie la sarcini parţiale (χ < 1). Caracteristica de turaţie pentru sarcină nulă (χ = 0) se numeşte caracteristica de mers în gol (precizează doar variaţia consumului de combustibil orar în funcţie de turaţie). La MAS, caracteristica de turaţie la sarcină totală se obţine cu deschiderea maximă a obturatorului; în vreme ce – total diferit – la MAC se obţine prin ţinerea în poziţia extremă a manetei pompei de injecţie.

Momentul efectiv are o alură descrescătoare, asigurând motorului posibilitatea stabilizării automate a funcţionării atunci când momentul rezistent variază în anumite limite.

La turaţii mai mici decât nM, funcţionarea motorului este instabilă, datorită alurii inverse a curbei momentului, din această cauză turaţia nmin se plasează în imediata apropiere a turaţiei nM.

Turaţia nec, la care consumul specific efectiv de combustibil este minim, se situează în intervalul dintre nM şi np.

8.2. Determinarea caracteristicii de turaţie la sarcină totală În cadrul acestei caracteristici, se urmăreşte de obicei, variaţia puterii efective Pe, momentul

motor efectiv Me, consumul orar de combustibil Ch şi consumul specific efectiv de combustibil ce la diferite turaţii.

Pentru un MAS, caracteristica de turaţie la sarcină totală precizează domeniul de funcţionare stabilă a motorului între turaţiile nmin şi nmax. Turaţia variază între nmin, la care motorul funcţionează stabil şi cea maximă nmax, superioară cu 10% faţă de np, corespunzătoare puterii efective maxime.

Modificarea turaţiei se face cu ajutorul frânei hidraulice, astfel încât pentru trasarea unei curbe trebuie să se dispună de 10-12 puncte experimentale.

La fiecare încărcare a frânei, se notează indicaţia frânei, turaţia, consumul de combustibil şi durata încercării.

8.3. Determinarea caracteristicii de turaţie la sarcină plină şi sarcini parţiale Determinarea caracteristicii de turaţie la sarcină plină impune fixarea obturatorului sau

manetei, pentru regimul nominal (Fig. 8.1). Caracteristicile parţiale se ridică la cinci sau şase sarcini de la 0,25Pen la Pe. Caracteristica de

turaţie pentru MAS, la sarcini parţiale, se trasează pentru diferite poziţii ale obturatorului corespunzătoare de exemplu la 85; 70; 55; 40 şi 25 % din puterea dezvoltată la turaţia nominală (la MAS nm = np). Pentru fiecare sarcină parţială turaţia variază de la valoarea minimă de funcţionare la cea maximă (Fig. 8.2).

Modificarea turaţiei se obţine prin modificarea momentului rezistent al frânei. La funcţionarea MAS pe automobile, de obicei turaţia variază între nn şi nM, interval în care

se efectuează schimbarea vitezelor, la creşterea sau scăderea vitezei de deplasare a automobilului. Trebuie ales acel regim de funcţionare pentru care se asigură economicitatea maximă (ce min).

Raportul dintre turaţia corespunzătoare cuplului motor maxim nM şi turaţia corespunzătoare cuplului motor maxim nM şi turaţia corespunzătoare puterii maxime np se numeşte coeficient de elasticitate E.


56

Fig. 8.1. Caracteristica de turaţie a unui MAS la sarcină plină

Fig. 8.2. Caracteristica de turaţie a unui MAS la sarcini parţiale comparativ cu sarcina plină

şi totală


57

8.4. Determinarea caracteristicii de turaţie la mers în gol Pentru ridicarea acestei caracteristici momentul rezistent aplicat motorului trebuie să fie nul,

lucru ce poate fi realizat atunci când motorul e decuplat de frână. Caracteristica de mers în gol redă doar variaţia consumului orar de combustibil în funcţie de

turaţie. În acest caz variaţia turaţiei se obţine prin modificarea deschiderii obturatorului (Fig. 8.3).

Fig. 8.3. Caracteristica de turaţie a unui MAS la sarcină zero

8.5. Prelucrarea şi interpretarea rezultatelor Momentul efectiv se obţine cunoscând indicatia F a frânei şi lungimea braţului de la

dispozitivul de cântărire: l⋅= FMe [daN].

De obicei ℓ=0,716 m, în acest caz puterea efectivă a motorului devine:

knFPe

⋅= [kW],

în care: F este indicaţia frânei, în daN; n – turaţia arborelui cotit, în rot/min; k = 1360.

La frânele mai noi ℓ = 0,955 m astfel încât puterea se obţine cu relaţia:

1000nFPe

⋅= [kW],

Consumul specific efectiv de combustibil:

e

he P

c=c [kg/kWh],

în care Ch este consumul orar de combustibil, în kg/h:

τρ⋅

=V6,3ChV [kg/h],

τ= c

hmm6,3C [kg/h],

în care V este volumul de combustibil consumat pe durata încercării, în ml; mc – masa de combustibil consumat pe durata încercării, în g; τ – timpul încercării.

Puterea efectivă şi momentul efectiv reduse la condiţiile standard (25˚C, sau 298 K şi 100 kPa) se obţin astfel:

Pec=kc.Pe;

Mec=kc.Me.

Factorul de corecţie se calculează conform STAS 6635-76 cu relaţia:


58

5.0m

c 298T

p100k ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

în care: m = 1; pentru MAS cu carburator şi injecţie de benzină; m = 0,65; pentru MAC; p – presiunea atmosferică în kPa; T – temperatura atmosferică în K.

Formula de corecţie este valabilă când factorul obţinut este cuprins între 0,96 ... 1,04. Ţinând seama de relaţia următoare:

ee

e p.constn

kPM ⋅== ,

Curba momentului reprezintă şi curba presiunii efective medii la o altă scară. Alura descrescătoare a curbei momentului efectiv, cu creşterea turaţiei e avantajoasă asigurând stabilizarea automată a funcţionării atunci când momentul variază în anumite limite.

Raportul dintre turaţia corespunzătoare cuplului motor maxim nM şi turaţia corespunzătoare cuplului motor maxim nM şi turaţia corespunzătoare puterii maxime np se numeşte coeficient de elasticitate E.

Se va determina coeficientul de elasticitate definit prin relaţia:

1;nn

EP

M <=

şi coeficientul de adaptabilitate:

1;M

MA

em

emax >=

1,2...1,4k = Cu cât E este mai mic motorul este mai elastic (E=0,4...0,7), iar A cu cât este mai mare,

motorul are o capacitate de adaptabilitate mai bună (A=1,2...1,4).

Tabelul 8.1


1 2 3 4 5 Turaţia arborelui cotit n Indic. cântarului frânei F Consum de combustibil în timpul încercării V

Durata încercării τ

Cond. ext. Temp. t Pres. p Umidit. u

Fact. de corecţie kc Consum orar de comb. ch

Pe Necorect Pe Corect Pec

Me Necorect Me Corect Mec

ce Necorect ce Corect cec


59

8.6. Descrierea instalaţiei experimentale şi a echipamentului necesar Pentru efectuarea lucrării se vor utiliza următoarele instrumente: - stand m.a.s. pentru determinarea caracteristicilor funcţionale, - cronometru, - termometru, - aparatură de măsurare a consumului instantaneu de combustibil, - alternativ, cântar pentru determinarea consumului masic, - combustibil.

8.7. Mersul lucrării Pentru realizarea lucrării de laborator se vor avea în vedere următoarele obiective: - se vor trece în caietul de laborator ideile principale (scurt conspect), - stabilirea motorului (τ=2 sau τ=4, i=?) pe care se realizează lucrarea, - determinarea prin măsurare (cu termometrul) a temperaturii motorului, - determinarea consumului orar de combustibil, a celui specific efectiv şi a puterii efective

a motorului în condiţiile de turaţie şi sarcină menţionate, - rezultatele vor fi consemnate într-un tabel specific, - realizarea reprezentărilor grafice ale valorilor măsurate şi a celor determinate prin calcul, - elaborarea concluziilor în urma activităţilor derulate, - verificarea şi evaluarea lucrărilor studenţilor de către cadrul didactic, - comunicarea temei lucrării pentru întâlnirea următoare.

8.8. Interpretarea rezultatelor Lucrarea de laborator trebuie să aibă la final idei concluzive prin care studentul să prezinte

pe scurt activitatea în timpul şedinţei, precum şi observaţiile importante legate de elementele studiate individual. Consideraţiile pe marginea activităţii desfăşurate trebuie să aibă un caracter concis, punctând următoarele aspecte:

- tipul motorului folosit la încercări, - numărul de cilindrii, - starea tehnică a motorului, - dimensiuni fundamentale, - materii prime şi materiale folosite pentru realizarea lucrării, - modalitatea de măsurare a consumului de combustibil, - se va sesiza modul de variaţie a puterii efective şi a economicităţii maxime a motorului,

în cazul funcţionării după caracteristici parţiale, - se va remarca funcţionarea mai favorabilă a motorului ale cărui curbe de variaţie a

indicilor efectivi, energetici şi economici nu au modificări pronunţate la variaţia turaţiei de la nmin la nn.

La prelucrarea şi interpretarea rezultatelor experimentale, se va da o atenţie deosebită preciziei de măsurare, calculelor diferitelor mărimi şi reprezentării grafice, pentru a putea obţine concluzii pertinente în practica exploatării motoarelor termice de automobile şi tractoare.


60

9. DETERMINAREA CARACTERISTICII DE TURAŢIE CU REGULATOR LA M.A.C.

9.1. Noţiuni generale Rolul regulatorului de turaţie este de a limita turaţia motorului. Regulatorul de turaţie

reglează abaterile turaţiei faţă de o anumită valoare, acţionând asupra organelor de comandă a debitului de combustibil, proprii MAC. Reprezentarea variaţiei indicilor caracteristici ai unui MAC în funcţie de turaţie, în domeniul de acţiune al regulatorului, constituie caracteristica de turaţie cu regulator.

Caracteristica de regulator este tot o caracteristică de turaţie, specifică MAC echipate cu regulatoare, pentru toate regimurile.

Caracteristica de turaţie reprezintă variaţia puterii efective, a momentului motor efectiv, a consumului orar de combustibil şi a consumului specific efectiv de combustibil în funcţie de variaţia turaţiei, la o anumită sarcină constantă.

La MAC puterea maximă Pe max < Pe1 (Pe1 – puterea efectivă limită peste care poluarea, respectiv fumul, au valori inadmisibile).

Caracteristica de regulator se determină pentru diferite poziţii ale pârghiei de comandă a pompei de injecţie, şi anume, pentru nmax (poziţia pârgiei la debit maxim de combustibil), la mers în gol 0,9; 0,8; 0,7; 0,6; 0,5 şi 0,4 din nmax.

Caracteristica de regulator poate fi redată şi prin curbele Me = f(Pe); Ch=f(Pe); ce=f(Pe) şi n = f(Pe).

Fig. 9.1. Caracteristica de turaţie a unui MAC cu regulator


61

Prima determinare se face la mersul în gol, măsurându-se turaţia, consumul de combustibil, durata încercării şi indicaţia frânei. Pentru a avea o imagine mai completă asupra funcţionării motorului, este indicat a se măsura şi temperatura gazelor, apei de răcire şi uleiului. În vederea corectării puterii, momentului şi consumului specific efectiv de combustibil, trebuie să se măsoare şi temperatura, presiunea şi umiditatea mediului ambiant.

Se recomandă efectuarea a cel puţin 10 determinări, de la turaţia maximă de mers în gol până la turaţia corespunzătoare momentului maxim.

9.2. Prelucrarea şi interpretarea datelor măsurătorilor experimentale Procesarea rezultatelor privind caracteristica de regulator se face ca în cazul unei

caracteristici de turaţie, iar reprezentarea grafică conform figurii 9.2.

Fig. 9.2. Caracteristica de regulator

a – în funcţie de turaţie, b – în funcţie de sarcină.

Prelucrarea rezultatelor, respectiv calculul puterii efective, consumul specific efectiv, momentul efectiv, precum şi corectarea acestora se face folosind o serie de relaţii.

Consumul orar de combustibil se obţine cu relaţia:

;hkgm6,3V6,3=Ch ⎥⎦

⎤⎢⎣⎡

τ⋅=

τρ⋅

⋅

în care: V este volumul de combustibil consumat (volum etalon), τ – timpul în care s-a consumat volumul V de combustibil, în s; ρ – densitatea combustibilului, în Kg/l, sau Kg/m3; m – masa combustibilului consumat, în g. Puterea efectivă:

[ ];kW1360

nF=Pe⋅

şi


;kWhkg

PC=c

e

he ⎥⎦

⎤⎢⎣⎡

unde: Ch – consumul orar de combustibil [kg/h]; F – indicaţia frânei; n – turaţia arborelui cotit, în rot/min;

Momentul efectiv: Me = F.ℓ;

de obicei: ℓ = 0,716 m, sau la frânele mai noi ℓ = 0,955 m;


62

Pec = kcPec; Mec=kcMe;

Factorul de corecţie: 5.0

298100

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛⋅⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

Tp

km

c

T – temperatura atmosferică în K; m – 0,65 pentru MAC; p – presiunea atmosferică, în kPa; kc = 0,96 ....1,04.

Pentru moment mai există şi formula:

;P.constn

kPM ee

e ⋅==

Rezultatele măsurătorilor şi cele obţinute în urma calculelor se centralizează în tabelul 9.1.

Tabelul 9.1

9.3. Descrierea instalaţiei experimentale şi a echipamentului necesar Pentru realizarea lucrării se vor utiliza următoarele instrumente: - stand m.a.c. pentru determinarea caracteristicilor funcţionale, - ceas cronometru, - termometru în infraroşu, - aparatură de măsurare a consumului instantaneu de combustibil, - alternativ-opţional, cântar pentru determinarea consumului masic, - combustibil diesel.

9.4. Mersul lucrării Pentru realizarea lucrării de laborator se vor avea în vedere următoarele obiective:


1 2 3 4 5 Turaţia arborelui cotit n rot/min Indic. cântarului frânei F daN Consum de combustibil în timpul încercării

V ml

Durata încercării τ s

Cond. ext. Temp. t ˚C Pres. p mmHg Umidit. u

Fact. de corecţie kc Consum orar de comb. Ch kg Puterea efectivă Pe kW Momentul efectiv Me Nm Consumul specific efectiv de combustibil ce kg/kWh


63

- se vor trece în caietul de laborator ideile principale (scurt conspect), - stabilirea motorului (τ=2 sau τ=4, i=?) pe care se realizează lucrarea, - determinarea prin măsurare (cu termometrul) a temperaturii motorului, - determinarea consumului orar de combustibil, a celui specific efectiv şi a puterii efective


9.5. Interpretarea rezultatelor Lucrarea aplicativă de laborator trebuie să aibă la final concluzii prin care fiecare student să

prezinte succint travaliul din timpul şedinţei, precum şi observaţiile importante legate de elementele studiate individual. Consideraţiile pe marginea activităţii desfăşurate trebuie să aibă un caracter concis, punctând următoarele aspecte:

- tipul motorului folosit la încercări, - numărul de cilindrii, - starea tehnică a motorului, - dimensiuni fundamentale, - combustibili, lubrefianţi şi materiale folosite pentru realizarea lucrării, - modalitatea de măsurare a consumului de combustibil (masic sau volumic), - se va sesiza modul de variaţie a puterii efective şi a economicităţii maxime a motorului, - se va evidenţia influenţa regulatorului asupra formei diferitelor curbe, - se va indica domeniul de funcţionare optim, - se vor face aprecieri şi asupra funcţionării silenţioase, cu sau fără fum la evacuare, - se va aprecia reglajul optim sau nu al motorului funcţie de nivelul emisiilor de fum. La prelucrarea şi interpretarea rezultatelor experimentale, se va da o atenţie deosebită

preciziei de măsurare, calculelor diferitelor mărimi şi reprezentării grafice, pentru a putea obţine concluzii pertinente în practica exploatării motoarelor termice de automobile şi tractoare.


64

10. DETERMINAREA CARACTERISTICII DE SARCINĂ LA M.A.I.

10.1. Noţiuni generale Caracteristica de sarcină reprezintă variaţia consumului orar şi a consumului specific efectiv

de combustibil în funcţie de sarcină, la turaţie constantă. Sarcina motorului reprezintă gradul de încărcare a acestuia, exprimându-se prin puterea

efectivă sau prin coeficientul de sarcină. La MAS variaţia sarcinii se obţine modificând deschiderea clapetei obturatoare a

carburatorului, turaţia fiind menţinută în tot acest timp constantă, prin reglarea momentului rezistent generat de către frână.

La MAS pentru mersul în gol, când puterea efectivă este nulă, curba consumului specific efectiv tinde asimptotic la infinit (consumul orar de combustibil are valoarea Cho). Corespunzător acestui regim puterea indicată Pi este egală cu puterea pierderilor Pm, randamentul mecanic fiind nul.

Mărirea sarcinii determină creşterea continuă a puterii indicate şi o creştere mai lentă a puterii pierderilor, condiţii în care randamentul mecanic se măreşte, determinând reducerea consumului specific efectiv ce. În domeniul sarcinilor mari, curba consumului specific efectiv prezintă un minim, apoi, economicitatea se înrăutăţeşte, datorită modificărilor dozajelor, de la valori economice la cele de putere maximă. Puterea continuă (sarcina plină) care corespunde unui coeficient de sarcină χ = 1 se situează în zona economicităţii maxime, fiind deci indicat a urmări ca motorul să funcţioneze la acest regim. Funcţionarea motorului la χ > 1 (domeniul suprasarcinilor) este contraindicată, atât din punct de vedere al economicităţii, cât şi al durabilităţii motorului.

În figura 10.1 se redă schema unei caracteristici de sarcină pentru MAS.

Fig. 10.1. Caracteristica de sarcină la MAS

La MAC variaţia sarcinii la turaţie constantă, se obţine prin modificarea cantităţii de

combustibil injectat (exprimată prin puterea efectivă, presiunea medie efectivă sau coeficientul de sarcină).

La MAC sarcina maximă admisibilă (puterea efectivă limită) Pel este fixată de consumul maxim limită de combustibil Chl, după care funcţionarea motorului este defectuoasă (ardere incompletă, fum intens etc.). Sarcina plină (puterea efectivă continuă Pec) se stabileşte în jurul regimului de economicitate maximă, iar sarcina totală (puterea efectivă intermitentă Pei) se reglează la circa 1,1 Pec, astfel încât să nu se ajungă la puterea limită Pel.

Pentru MAC în domeniul sarcinilor parţiale, curba consumului specific ce prezintă o alură mai aplatizată în comparaţie cu cea obţinută la MAS. Deci, MAC pot funcţiona economic într-o gamă mult mai mare de sarcini parţiale, decât MAS.

În figura 10.2 se redă schema unei caracteristici de sarcină pentru MAC, iar în figura 10.3 se redă comparaţia caracteristicilor de sarcină pentru cele două tipuri de motoare.


65

Fig. 10.2. Caracteristica de sarcină la MAC

Pentru MAC în domeniul sarcinilor parţiale, curba consumului specific ce prezintă o alură

mai aplatizată în comparaţie cu cea obţinută la MAS.

Fig. 10.3. Comparaţia caracteristicilor de sarcină la MAS şi MAC

La ambele tipuri de motoare este contraindicată funcţionarea în domeniul suprasarcinilor,

când se intensifică poluarea, se înrăutăţeşte economicitatea, iar durabilitatea scade (se accentuează uzura pieselor).

Un MAC poate funcţiona economic într-o gamă mai mare de sarcini parţiale decât un MAS. Atât la MAS cât şi la MAC, turaţia se menţine constantă, în timpul determinărilor pentru o

anumită caracteristică de sarcină, prin variaţia corespunzătoare a momentului rezistent realizat de frână.

Pentru ca o caracteristică de sarcină să dea o imagine cât mai fidelă a variaţiei consumului orar şi consumului efectiv de combustibil, în funcţie de sarcină trebuie determinate minimum 12 puncte.

La mers în gol, când puterea efectivă este nulă, corespunde consumul de combustibil Cho, numit consum orar de combustibil la mers în gol la turaţia respectivă.

Prin reglarea corespunzătoare a obturatorului sau manetei, se asigură mărirea cantităţii de combustibil care intră în cilindri, ca atare, pentru menţinerea constantă a turaţiei, este necesar a mări şi momentul rezistent generat de frână (mărirea debitului de apă prin frână).

10.2. Procesarea şi interpretarea datelor măsurătorilor experimentale Procesarea rezultatelor privind caracteristica de sarcină se face distinct, ţinând seama de o

serie de particularităţi. Procesarea rezultatelor, respectiv calculul puterii efective, consumul specific efectiv,

momentul efectiv se face folosind o anumite relaţii. Consumul orar de combustibil se obţine cu relaţia:

;hkgm6,3V6,3=Ch ⎥⎦

⎤⎢⎣⎡

τ⋅=

τρ⋅

⋅


66

în care: V este volumul de combustibil consumat (volum etalon), τ – timpul în care s-a consumat volumul V de combustibil, în s; ρ – densitatea combustibilului, în Kg/l, sau Kg/m3; m – masa combustibilului consumat, în g. Celelalte mărimi care intervin se determină după cum se arată în continuare. Puterea efectivă:

[ ];kW1360

nF=Pe⋅

şi


;kWhkg

Pc=c

e

he ⎥⎦

⎤⎢⎣⎡





Factorul de corecţie: 5.0

298100

⎟⎠⎞

⎜⎝⎛⋅⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=

Tp

km

c


Pentru cuplu motor mai există şi formula:

;. ee

e Pconstn

kPM ⋅==

Rezultatele măsurătorilor şi cele obţinute în urma calculelor se centralizează în tabelul 10.1. Tabelul 10.1


1 2 3 4 5 Turaţia arborelui cotit n rot/min Indic. cântarului frânei F daN Consum de combustibil în timpul încercării

V ml



Fact. de corecţie kc Consum orar de comb. ch kg Puterea efectivă Pe kW Momentul efectiv Me Nm Consumul specific efectiv de combustibil ce kg/kWh


67

10.3. Descrierea instalaţiei experimentale şi a echipamentului necesar Pentru realizarea lucrării se vor utiliza următoarele instrumente: - stand m.a.c. pentru determinarea caracteristicilor funcţionale, - ceas cronometru, - termometru în infraroşu, - aparatură de măsurare a consumului instantaneu de combustibil, - alternativ-opţional, cântar pentru determinarea consumului masic, - combustibil diesel.



10.5. Interpretarea rezultatelor Lucrarea aplicativă de laborator trebuie să aibă la final concluzii prin care fiecare student să

prezinte succint travaliul din timpul şedinţei, precum şi observaţiile importante legate de elementele studiate individual. Consideraţiile pe marginea activităţii desfăşurate trebuie să aibă un caracter concis, punctând următoarele aspecte:

- tipul motorului folosit la încercări, - numărul de cilindrii, - starea tehnică a motorului, - dimensiuni fundamentale, - combustibili, lubrefianţi şi materiale folosite pentru realizarea lucrării, - modalitatea de măsurare a consumului de combustibil (masic sau volumic), - se va sesiza modul de variaţie a puterii efective şi a economicităţii maxime a motorului, - se vor evidenţia valorile consumului specific efectiv de combustibil la diferite sarcini, - se va indica momentul optim de funcţionare a motorului, - se vor face aprecieri şi asupra funcţionării silenţioase, cu sau fără fum la evacuare, - se va aprecia reglajul optim sau nu al motorului funcţie de nivelul emisiilor de fum, - se va evidenţia comportarea mai bună a MAC, din punctul de vedere al economicităţii,

pentru o gamă mai largă de variaţie a sarcinii, - la MAC se va preciza şi consumul maxim de combustibil Chl (consumul orar limită),

care corespunde sarcinii maxime admisibile a motorului Pel, peste care apare o înrăutăţire pronunţată a arderii şi deci o mărire exagerată a consumului specific efectiv de combustibil,

- pentru MAC este indicat a se preciza şi sarcinile plină şi totală deoarece între sarcina totală şi puterea maximă posibilă funcţionarea motorului nu este permisă.



68

11. DETERMINAREA CARACTERISTICII COMPLEXE A UNUI M.A.I.

11.1. Noţiuni generale Pentru a stabili reglaje optime la un motor termic, în raport cu destinaţia sa, se apelează la

caracteristicile complexe. Caracteristica complexă redă interdependeţa mai multor mărimi. E vorba de interdependenţa

mai multor indici de apreciere a performanţelor motorului. O astfel de caracteristică pune în evidenţă domeniul de funcţionare cel mai economic, precum şi punctul (polul economic) pentru care consumul specific efectiv ce are valoarea cea mai mică posibilă pentru motorul dat (Fig. 11.1).

Este deci indicat ca funcţionarea motorului să se situeze în domeniul economic, cât mai aproape sau chiar în polul economic, pentru eficientizarea şi depoluarea funcţionării motorului.

Fig. 11.1. Caracteristica complexă a m.a.i.

11.2. Procesarea şi interpretarea datelor măsurătorilor experimentale Procesarea rezultatelor privind caracteristica complexă se face distinct, ţinând seama de un

ansamblu de particularităţi. Figura 11.2 redă modul de obţinere a unei reţele de consumuri specifice, constante, adică

partea cea mai importantă a caracteristicii complexe. După cum se observă, la fiecare sarcină constantă trebuie să se determine consumul specific şi momentul efectiv, respectiv puterea pentru 8-12 turaţii din gama de funcţionare a motorului.

Fig. 11.2. Reprezentarea consumului specific efectiv de combustibil şi a momentului efectiv,

respectiv a puterii pentru diferite sarcini, în funcţie de turaţie.


69

Pentru calculul mărimilor efective la o anumită sarcină şi turaţie se măsoară direct indicaţia frânei, turaţia, consumul de combustibil şi durata încercării.

În vederea menţinerii sarcinilor constante este indicată utilizarea unui sector gradat, pe care să fie marcate sarcinile respective, iar prin intermediul unui sistem să se asigure fixarea manetei pompei de injecţie, clapetei obturatoare a carburatorului sau a pedalei de acceleraţie la sistemele C.

Prelucrarea rezultatelor, respectiv calculul puterii efective, consumul specific efectiv, momentul efectiv, precum şi corectarea acestora se face folosind o anumite relaţii.

Consumul orar de combustibil se obţine cu relaţia:

;hkgm6,3V6,3=Ch ⎥⎦

⎤⎢⎣⎡

τ⋅=

τρ⋅

⋅

în care: V este volumul de combustibil consumat (volum etalon), τ – timpul în care s-a consumat volumul V de combustibil, în s; ρ – densitatea combustibilului, în Kg/l, sau Kg/m3; m – masa combustibilului consumat, în g. Celelalte mărimi care intervin se determină după cum se arată în continuare. Puterea efectivă:

[ ];kW1360

nF=Pe⋅

şi


;kWhkg

Pc=c

e

he ⎥⎦

⎤⎢⎣⎡





Factorul de corecţie: 5.0m

c 298T

p100k ⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛⋅⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛=


Pentru cuplu motor mai există şi formula:

;P.constn

kPM ee

e ⋅==

11.3. Descrierea instalaţiei experimentale şi a echipamentului necesar Pentru realizarea lucrării se vor utiliza următoarele instrumente: - stand m.a.i. pentru determinarea caracteristicilor complexe, - ceas-cronometru, - termometru, - aparatură de măsurare a consumului instantaneu de combustibil, - alternativ, cântar pentru determinarea consumului masic, - combustibil lichid.


70


a motorului în condiţiile de turaţie şi sarcină menţionate, - rezultatele măsurătorilor şi cele obţinute în urma calculelor vor fi consemnate în tabelul

11.1, Tabelul 11.1


1 2 3 4 5

Turaţia arborelui cotit n rot/min

Indic. cântarului frânei F daN

Consum de combustibil în timpul încercării V ml


Cond. ext.

Temp. t ˚C

Pres. p mmHg

Umidit. u

Consum orar de comb. ch kg

Puterea efectivă Pe kW

Momentul efectiv Me Nm

Consumul specific efectiv de combustibil ce kg/kWh


71

- realizarea reprezentărilor grafice ale caracteristicilor de turaţie determinate pentru

determinarea caracteristicii complexe, - determinarea domeniului economic de funcţionare, şi a polului economic, - elaborarea concluziilor în urma activităţii derulate, - verificarea şi evaluarea lucrărilor studenţilor de către cadrul didactic, - comunicarea temei lucrării pentru întâlnirea următoare.

11.5. Interpretarea rezultatelor Lucrarea de laborator va avea la final concluzii prin care studenţii să prezinte succint

travaliul din timpul şedinţei, precum şi observaţiile importante legate de elementele studiate individual. Consideraţiile pe marginea activităţii desfăşurate trebuie să aibă un caracter concis, punctând următoarele aspecte:

- tipul motorului folosit la încercări, - numărul de cilindrii, - starea tehnică a motorului, - dimensiuni fundamentale, - combustibili, lubrefianţi şi materiale folosite pentru realizarea lucrării, - modalitatea de măsurare a consumului de combustibil (masic sau volumic), - se va sesiza modul de variaţie a puterii efective şi a economicităţii maxime a motorului, - se va indica momentul optim de funcţionare a motorului, - se vor face aprecieri şi asupra funcţionării silenţioase, cu sau fără fum la evacuare, - după trasarea caracteristicii complexe se va stabili polul economic, precum şi domeniul

de funcţionare al motorului cu economicitatea maximă şi diferite cazuri de utilizare a motorului încercat,

- presupunând diferite cazuri concrete de utilizare a motorului încercat, precum şi momentul economic al acestuia, se va indica regimul de funcţionare cel mai corespunzător din punct de vedere al economicităţii, ţinând seama şi de faptul de a avea o funcţionare cât mai silenţioasă etc. (în cazul în care motorul se va presupune în agregat cu diferite tipuri de remorci, semiremorci sau maşini agricole).


Studenţii vor realiza o reprezentare a caracteristicii complexe asemănătoare cu cea reprezentată în figura 11.3.

Fig. 11.3. Caracteristica complexă a unui m.a.i..


72

12. DETERMINAREA CARACTERISTICII DE PIERDERI A UNUI M.A.I.

12.1. Noţiuni generale Caracteristica de pierderi redă variaţia puterii corespunzătoare pierderilor Pm, a presiunii

medii a pierderilor pm şi a randamentului mecanic ηm (corespunzător pierderilor mecanice) în funcţie de turaţie, la sarcină constantă sau în funcţie de sarcină la turaţie constantă. Puterea corespunzătoare pierderilor mecanice poate fi exprimată în funcţie de pierderile prin frecare Pfr (piston, segmenţi, fusuri etc.), puterea necesară antrenării Pantr (a mecanismului de distribuţie, a pompei de injecţie, a pompei de apă etc.) şi puterea corespunzătoare pierderilor de pompaj Pp (consumată în procesele de admisie şi evacuare). Încercările experimentale arată că Pm creşte cu turaţia aproximativ exponenţial.

Puterea Pm sau pierderile mecanice ale motorului se pot determina prin câteva metode speciale: antrenând motorul cu o frână electrică reversibilă şi măsurând puterea necesară antrenării la diferite turaţii, prin scoaterea succesivă din funcţiune a cilindrilor sau analitic prin prelungirea curbei consumului orar reprezentat în funcţie de Pe (spre stânga, în domeniul negativ al graficului) până la intersectarea acesteia cu axa orizontală.

Determinarea puterii corespunzătoare pierderilor mecanice Pm prin scoaterea succesivă a cilindrilor din funcţiune se bazează pe faptul că diferenţa dintre puterea efectivă Pe măsurată când motorul funcţionează cu toţi cilindrii şi puterea Pe-ν, măsurată la aceeaşi turaţie, dar după ce s-a scos din funcţiune cilindrul ν, reprezintă puterea indicată a acestui cilindru:

Piν = Pe – Pe-ν. După întreruperea succesivă a tuturor cilindrilor, se poate determina puterea indicată totală:

∑=ν

ν

i

1ii P=P ,

iar apoi puterea corespunzătoare pierderilor mecanice: Pm = Pi – Pe.

Timpul necesar pentru efectuarea măsurării cu un cilindru scos din funcţiune nu trebuie să depăşească un minut.

Mărirea sarcinii motorului acţionează în sens favorabil ceea ce arată importanţa alegerii unor regimuri corespunzătoare de funcţionare a motorului.

Randamentul mecanic creşte odată cu sarcina motorului, având valori maxime în jurul sarcinii pline (k = 1,0).

La MAS, ηm=0,66...0,87; la MAC, ηm=0,7...0,9 (valorile mai mici fiind proprii motoarelor în doi timpi).

Pentru a avea rezultate comparabile cu cele din exploatare, este indicat ca la încercarea motorului să se prevadă toate echipamentele necesare: pompa de apă, pompa de ulei, filtrul de aer, pompa sau suflanta de baleaj etc. De asemenea, se vor menţiona şi echipamentele auxiliare ca, ventilatorul, electrogeneratorul, compresorul de aer şi atenuatorul de zgomot.

Deoarece, valorile randamentelor mecanice depind de numărul echipamentelor, este absolut necesar a se preciza, în ce condiţii au fost făcute încercările pentru determinarea caracteristicii de pierderi.

12.2. Prelucrarea şi interpretarea datelor Când pentru determinarea pierderilor se dispune de o frână electrică reversibilă, aceasta se

poate utiliza pentru antrenarea motorului, fără alimentare cu combustibil, măsurând astfel puterea necesară antrenării.

Regimul termic al motorului trebuie menţinut cât mai aproape de cel corespunzător funcţionării normale (temperatura apei 75-90˚C şi a uleiului 80-95˚C).


73

La scoaterea succesivă din funcţiune a cilindrilor, se măsoară pentru o turaţie dată, indicaţia frânei având toţi cilindrii în funcţiune şi cu câte un cilindru scos din funcţiune (prin întreruperea injecţiei sau scânteii electrice, la cilindrul respectiv).

În acest caz consumul propriu aferent cilindrului suspendat (antrenat de cilindrii care funcţionează) diferă într-o oarecare măsură de consumul său în cazul funcţionării normale, din această cauză puterea şi randamentul mecanic astfel determinate, sunt considerate ca mărimi convenţionale. Cu aceste precizări puterea convenţională echivalentă pierderilor, se determină cu relaţia:

,PPP)PP(P eie

i

1eem −=−−= ∑ ν (12.1)

în care: Pe este puterea efectivă a motorului cu toţi cilindrii în funcţiune; Pe – puterea efectivă a motorului cu cilindrul ν scos din funcţiune; Pi – puterea indicată a motorului cu toţi cilindrii în funcţiune; i – numărul de cilindri ai motorului. Randamentul mecanic convenţional se determină astfel:

.PP

i

em =η (12.2)

În timpul încercărilor, pentru ca modificarea regimului termic să nu afecteze rezultatele şi timpul necesar pentru întreruperea funcţionării cilindrului, restabilirea turaţiei prescrise şi efectuarea măsurărilor nu trebuie să depăşească un minut.

Momentul efectiv se obţine cunoscând indicatia F a frânei şi lungimea braţului de la dispozitivul de cântărire:

l⋅= FMe [daN]. (12.3) De obicei ℓ=0,716 m, în acest caz puterea efectivă a motorului devine:

knFPe

⋅= [kW], (12.4)



1000nFPe

⋅= [kW], (12.5)


e

he P

c=c [kg/kWh], (12.6)


τρ⋅

=V6,3ChV [kg/h], (12.7)

τ= c

hmm6,3C [kg/h], (12.8)


Rezultatele măsurărilor şi calculului se vor trece în tabelul 12.1, iar reprezentarea grafică a

caracteristicii de pierderi se face ca în figura 12.1. În cadrul interpretării rezultatelor se vor face aprecieri asupra preciziei rezultatelor şi asupra

valorii diferitelor mărimi, care definesc caracteristica de pierderi. O atenţie deosebită se va acorda variaţiei randamentului mecanic, indicându-se influenţele diferitelor echipamente sau a altor factori.


74

12.3. Descrierea aparaturii experimentale şi a echipamentului necesar Pentru realizarea lucrării se vor utiliza următoarele instrumente: - stand m.a.i. echipat corespunzător pentru determinarea caracteristicii de pierderi, - ceas cu funcţie cronometru, - termometru (0÷250˚C), - aparatură de măsurare a consumului volumic de combustibil, - alternativ, cântar pentru determinarea consumului masic, - combustibil lichid corespunzător motorului utilizat.

12.4. Mersul lucrării Pentru realizarea lucrării de laborator se vor avea în vedere următoarele obiective: - se vor trece în caietul de laborator ideile principale (conspect), - stabilirea tipului motorului (τ=2 sau τ=4, i=?) pe care se realizează caracteristica, - determinarea prin măsurare (cu termometrul) a temperaturii de funcţionare a motorului, - determinarea puterii efective a motorului în condiţiile de turaţie şi sarcină menţionate, - în timpul încercărilor, pentru ca modificarea regimului termic să nu afecteze rezultatele

şi timpul necesar pentru întreruperea funcţionării cilindrului, restabilirea turaţiei prescrise şi efectuarea măsurărilor nu trebuie să depăşească un minut.

- rezultatele măsurătorilor şi cele obţinute în urma calculelor vor fi consemnate în tabelul 12.1,

- realizarea reprezentărilor grafice ale caracteristicilor de sarcină ridicate pentru determinarea caracteristicii de pierderi prin metoda prelungirii curbei consumului orar până la intersectarea acesteia cu abscisa puterii efective,

- determinarea caracteristicii de pierderi prin metoda suspendării succesive a funcţionării cilindrilor motorului,

- determinarea puterii corespunzătoare pierderilor mecanice, - reprezentarea grafică a mărimilor corespunzătoare, - interpretarea rezultatelor, - elaborarea concluziilor în urma activităţii derulate, - verificarea şi evaluarea lucrărilor studenţilor de către cadrul didactic, - comunicarea temei lucrării pentru întâlnirea următoare.

12.5. Interpretarea rezultatelor Lucrarea va avea la final concluzii prin care studenţii să-şi explice activitatea din timpul

şedinţei, şi observaţiile importante legate de elementele studiate individual. Consideraţiile pe marginea încercărilor desfăşurate trebuie să aibă un caracter concis şi la obiect, punctând aspecte:

- tipul motorului folosit la încercări, - numărul de cilindrii, - starea tehnică a motorului, - dimensiuni fundamentale, - combustibili, lubrefianţi şi materiale folosite pentru realizarea lucrării, - modalitatea de măsurare a consumului de combustibil (masic sau volumic), - se va sesiza modul de variaţie a randamentului mecanic motorului, - se va indica momentul optim de funcţionare al motorului, - se vor face aprecieri şi asupra funcţionării silenţioase, cu sau fără fum la evacuare, - după trasarea caracteristicilor de sarcină se vor determina puterile Pm pentru mai multe

turaţii şi se va trasa caracteristica de pierderi, - în cadrul interpretării rezultatelor se vor face aprecieri asupra preciziei rezultatelor şi

asupra valorii diferitelor mărimi, care definesc caracteristica de pierderi. O atenţie deosebită se va acorda variaţiei randamentului mecanic, indicându-se influenţele diferitelor echipamente sau a altor factori.


75


Fig. 12.1. Caracteristica de pierderi a unui m.a.i.

a – în funcţie de turaţie, b - în funcţie de sarcină.

Tabelul 12.1

Mărimea Simbolul U/M Încercări 1 2 3 4 5

Turaţia arborelui cotit n rot/min

Indic. cântarului frânei F daN

Consum de combustibil în V ml



Consum orar de comb. ch kg

Puterea efectivă Pe kW

Puterea efectivă a motorului cu un cilindru scos din funcţiune

Peν kW

Puterea indicată a motorului cu toţi cilindrii în funcţiune Pi kW

Consumul specific efectiv ce kg/kWh Randamentul mecanic ηm


76

13. RIDICAREA ŞI PLANIMETRAREA DIAGRAMEI INDICATE. DETERMINAREA PARAMETRILOR INDICAŢI AI UNUI M.A.I.

13.1. Noţiuni generale Diagrama indicată redă variaţia presiunii din cilindrul motorului în funcţie de cursa

pistonului (în coordonate p-V) sau unghiul de rotaţie al arborelui cotit (diagrama indicată desfăşurată, în coordonate p-φ).

Din diagramele indicate p-V şi p-φ, se pot determina parametrii indicaţi, exponenţii politropici ai proceselor destinderii şi comprimării permiţând şi cercetarea proceselor de lucru (umplerea, aprinderea, arderea normală sau anormală, destinderea şi evacuarea, determinarea gradului de compresie etc.).

13.2. Posibilităţi de ridicare a diagramei indicate Diagramele indicate se obţin cu ajutorul indicatoarelor, care pot fi de diferite construcţii.

Cele mai utilizate sunt indicatoarele mecanice şi piezoelectrice. În funcţie de frecvenţa sistemului de înregistrare, primele se utilizează numai la motoare

lente, iar ultimele sunt recomandate pentru motoare rapide. Indicatoarele (sau traductorii) piezoelectrici funcţionează în baza pe proprietatea unor

cristale de a produce sarcini electrice, când sunt solicitate mecanic după anumite axe. Apariţia sarcinii electrice sub influenţa presiunii, se numeşte şi efect piezoelectric, iar

apariţia unor deformări în reţeaua cristalină când se modifică din exterior sensul sarcinii electrice, pe feţele cristalului, poartă denumirea de efect piezoelectric invers.

Deoarece, sarcinile electrice sub influenţa presiunii apar numai după anumite axe, din cristalul de cuarţ se taie pastile, având ca ax de simetrie axa x (axa electrică a cristalului), numită piezoasă.

Suprafaţa pastilei se metalizează cu argint, crom sau aur, nu depinde de dimensiunile lui geometrice, fiind egală cu:

,ePq xx = în care: e este modulul piezoelectric; Px – forţele ce acţionează în lungul axei x.

Valoarea medie a modulului piezoelectric pentru cuarţ este 2,1.10-11 coulombi. Influenţa temperaturii asupra modulului piezoelectric este neglijabilă, până la 450˚C.

Variaţia sarcinii electrice create de traductorul piezoelectric (Fig. 13.1) proporţională cu variaţia presiunii din cilindru, constituie un impuls necesar, pentru reproducerea diagramei indicate.

Fig. 13.1. Schema unui traductor piezo-electric

1 - cristale piezo-electrice, 2-4 - foiţe de aur; 3 - piesă prin care se transmite presiunea gazelor (membrană); 5 - electrozi; 6 - corpul traductorului.

Laborato

Un cotit, se ob

Celpresiunii goscilograf

Dia

1 - traduct

13.3. DeAvâ

acesteia, cscării.

or P.C.M.A

al doilea imbţine prin inle două impgazelor din – diagrama

agrama indi

Figtor piezo-el

eterminareând reprodu un planim

A.I.

mpuls, propntermediul upulsuri dupcilindru şi

a indicată la cată obţinut

g. 13.2. Schlectric, 2 - a

ea paramedusă diagrammetru polar

F

porţional cuunui traductoă amplifica

i una din mo scară cortă pe ecran,

ema princiamplificator

6 - sur

etrilor indma indicatăr (Fig. 13.4

Fig. 13.3. D

u cursa pistoor de cursă.

are (Fig. 13mărimile V respunzătoar poate fi cer

ipială a uner; 3 - oscilosrsă de alime

dicaţi ă în coordo4), se determ

Diagramă in

onului sau . 3.2) redau c

sau φ, obţre. rcetată direc

ei instalaţiiscop; 4 - traentare.

onatele p-Vmină lucrul

ndicată p-V

Drd

cu unghiul

corelaţia carţinându-se a

ct sau după

i piezoelectaductor de c

V (Fig. 13.3l mecanic, c

V

d. ing. Doru

de rotaţie a

re există înastfel pe ec

fotografie.

rice ursă; 5 - am

3), prin placu condiţia

u Băldean

77

al arborelui

ntre variaţiacranul unui

mplificator;

animetrareaa respectării

7

i

a i

a i


78

Fig. 13.4. Schema unui planimetru polar

1 - rotiţă de rulare; 2 - corpul planimetrului; 3 - dispozitiv de înregistrare; 4 - vernier; 5 - şurub de avans fin; 6 - braţ trasor; 7 - braţ polar; 8 - ac de urmărire; 9 - masă; 10 - ac.

Cunoscând suprafaţa diagramei indicate a şi lungimea ei ℓ, înălţimea h a dreptunghiului ce

are suprafaţa echivalentă cu suprafaţa utilă a diagramei indicate este:

liah = [mm].

Dacă în diagrama indicată, de exemplu 1 bar sau 1 daN/cm2 corespunde la 1 mm, pe axa presiunilor, înălţimea h va corespunde presiunii medii indicate:

iph = [bari] sau [daN/cm2] De obicei, valoarea de 1 bar, respectiv 1 daN/cm2 nu corespunde la 1 mm, de-a lungul axei

presiunilor, intervenind scara m, deci:

m1ap i

il

= [bari] sau [daN/cm2],

în care: ai este suprafaţa diagramei indicate, în mm2; ℓ - lungimea diagramei indicate, în mm; m - scara axei presiunilor, în mm/bari/cm2 sau mm/daN/cm2.

Când suprafaţa diagramei indicate, ai=600 mm2, lungimea ℓ=40 mm, iar scara axei presiunilor m=1,6 mm/daN/cm2, rezultă:

545,96,1

140

600pi == daN/cm2 510545,9 ⋅= N/m2 sau Pa.

Puterea indicată pentru motoarele în patru timpi şi doi timpi este:

τ⋅⋅⋅

=30000

inVpP sii [kW],

în care: pi este presiunea medie indicată, în N/m2; Vs - cilindreea, în m3; n - turaţia, în rot/min; i - numărul de cilindrii; τ - numărul de timp (τ=4, pentru motoarele în patru timpi; τ=2, pentru cele în doi timpi).

Consumul specific indicat de combustibil este:

1000PCc

i

hi = [g/kWh],

în care: Ch este consumul orar de combustibil, în kg/h; Pi - puterea indicată, în kW.

Randamentul indicat al motorului:

iii Qc

3600=η ,

în care: ci este în kg/kWh, iar Qi în kJ/kg.


79

Pe baza diagramei indicate se poate determina şi exponentul politropic pe cale analitică sau grafică.

Astfel, din figura 13.5 se poate determina exponentul n pe cale analitică:

12g

2g1

VlgVlplplg

n⋅−⋅

⋅−⋅=

Fig. 13.5. Determinarea analitică a exponentului politropic pe baza diagramei indicate

Pe cale grafică (Fig. 13.6), rezultă:

tSV

ABOAn == ,

în care segmentul OA corespunde volumului de gaz, iar AB reprezintă subtangenta St la curbă.

Fig. 13.6. Determinarea grafică a exponentului politropic pe baza diagramei indicate

Diagramele indicate în coordonate p-φ, prezintă o mare importanţă în studiul proceselor de

lucru, dintre care, procesul arderii face obiectul multor cercetării. În acest sens, se exemplifică doar modul de apreciere a vitezei de creştere a presiunii în timpul arderii (13.7).

cmax

cmax pppϕ−ϕ

−=

ϕΔΔ


80

Când se pune problema aprecierii timpului în care are loc arderea, se are în vedere faptul că, dacă turaţia n este exprimată în rot/min, într-o secundă arborele cotit va parcurge 360˚n/60 şi deci, timpul τ este:

n6ϕ

=τ [s].

Fig. 13.7. Determinarea vitezei de creştere a presiunii în timpul arderii

13.4. Interpretarea rezultatelor măsurătorilor experimentale O primă operaţie care se impune după calcularea presiunii medii indicate, puterii indicate şi

consumului specific indicat de combustibil, este verificarea acestora cunoscând parametrii efectivi şi randamentul mecanic care se determină prin alte metode.

Dacă diferenţele sunt apreciabile se procedează la verificarea mărimilor măsurate şi a calculelor până la obţinerea de rezultate comparabile.

Când diagrama indicată se referă la regimul nominal, se pot face comparaţii cu valorile indicate în literatura de specialitate.

Când diagrama indicată este ridicată la sarcini parţiale este necesar a cunoaşte puterea efectivă a motorului, iar pe baza randamentului mecanic.

i

em P

P=η ,

se apreciază corectitudinea etalonării diagramei indicate şi a calculelor. Pe baza vitezei de creştere a presiunii în timpul arderii Δp/Δφ şi a gradului de creştere a

presiunii cmax P/p=π se vor aprecia trepidaţiile şi zgomotul în funcţionare, ştiind că la creşterea bruscă a presiunii din cilindru se accentuează vibraţiile unor piese şi zgomotul motorului.


81

14. DETERMINAREA BILANŢULUI ENERGETIC AL UNUI M.A.I.

14.1. Noţiuni generale Bilanţul energetic al unui motor exprimă modul de repartiţie a căldurii disponibile între

căldura echivalentă lucrului mecanic efectiv şi acoperirea diferitelor pierderi. Notând cu Q fluxul termic disponibil; Qe – fluxul termic echivalent lucrului mecanic efectiv;

Qr – fluxul termic pierdut prin mediul de răcire; Qg – fluxul termic pierdut prin gazele arse evacuate; Qinc – fluxul termic echivalent arderii incomplete a combustibilului; şi Qrez – termenul rezidual (pierderile termice de care nu ţin seama ceilalţi termeni ai bilanţului), se obţine ecuaţia bilanţului energetic:

Q=Qe+Qr+Qg+Qinc+Qrez; [ KJ/h] (14.1) Raportând componentele bilanţului la căldura disponibilă,

,Q

QQ

QQQ

QQ

QQ1 rezincgre ++++= (14.2)

se obţine ecuaţia de bilanţ sub forma: 100 % = qe + qr + qg + qinc + qrez. (14.3)

Fluxul termic disponibil se determină cu relaţia: Q=Ch

.Qi [KJ/h], (14.4) unde Ch este consumul orar de combustibil, în kg/h; Qi – puterea calorică inferioară a combustibilului, în kj/kg.

Fluxul termic echivalent lucrului mecanic efectiv: Qe=3600.Pe [kJ/h], (14.5)

în care Pe se exprimă în kW. Raportul:

ih

ee

QCP3600

QQ

⋅⋅

= (14.6)

reprezintă randamentul efectiv al motorului. Fluxul termic pierdut prin mediul de răcire Qr se obţine prin măsurarea debitului de fluid Df1,

în kg/h şi a diferenţei de temperatură la ieşire te şi intrare ti a fluidului motor, în oC: Qr=Df1

.cf1.(te-ti) [kJ/h], (14.7)

în care cf1 este căldura specifică a fluidului de răcire, în kJ/kg.grd. Fluxul termic pierdut prin gazele evacuate se obţine prin diferenţa dintre entalpia gazelor

evacuate şi entalpia amestecului (aerului) la intrare în motor: Qg=Cp

”NCh(Tgev-Tc) – Cp’λLminCh(Tc

’-Tc) [kJ/h], (14.8) unde Cp

” şi Cp’ sunt căldurile specifice molare ale gazelor evacuate şi încărcăturii proaspete, în

kJ/kmol.grd; N – numărul de kilomoli de gaze arse ce rezultă din arderea unui kilomol de combustibil, în kmol/kg; Lmin – cantitatea teoretică de aer necesară pentru arderea unui kilogram de combustibil, în kg/kg; Tgev – temperatura gazelor la evacuare, în K; To

’ – temperatura încărcăturii proaspete la intrare în motor, în K; To – temperatura mediului înconjurător, în K.

Dacă Cp” ≈Cp

’≈Cp şi N = λ.Lmin se obţine: Qg=Cp

.λ.Lmin.Ch

.(Tgev-Tc’) [kJ/h], (14.9)

Fluxul termic echivalent arderii incomplete, Qinc=22,4N.Ch

.Qi’+φc

.Ch.gc

.Qi” [kJ/h], (14.10)

unde Qi” este puterea calorică inferioară a componentelor gazoase nearse din gazele evacuate, în

kJ/m3N; Qi” – puterea calorică inferioară a carbonului nears, în kJ/kg; φc – fracţiunea de carbon

nears; gc – cantitatea de carbon nears dintr-un kilogram de combustibil, în kg/kg. Energia corespunzătoare pierderilor mecanice este luată în considerare prin termenul qr,

dearece energia consumată prin frecare se transformă din nou în energie termică care este preluată de mediul de răcire, sau de către uleiul de ungere (cota parte care intră în termenul qrez).


82

Pentru motoarele existente, bilanţul energetic se determină pe cale experimentală. Pentru motoare noi (în faza de proiectare), bilanţul energetic poate fi estimat pe baza datelor rezultate din calculul termic al motorului.

Valorile procentuale ale termenilor bilanţului energetic sunt următoarele: Tabelul 14.1

Tipul motorului qe %

qr %

qg %

qinc %

Qrez %

MAS MAC

20-30 22-41

15-35 12-25

30-55 25-45

2-20 1-5

3-8 2-5

Din multitudinea factorilor care influenţează bilanţul energetic al unui motor, o importanţă

deosebită o prezintă acei factori care pot fi reglaţi în exploatare: turaţia, sarcina, dozajul, răcirea, ungerea etc.

Urmărind influenţa unor factori principali asupra bilanţului energetic, rezultă că la MAC turaţia influenţează în mică masura componentele bilanţului, iar la MAS componentele au valori optime în jurul turaţiei nominale. Influenţa sarcinii asupra bilanţului energetic este sensibilă în cazul MAS, în special la sarcini mici şi relanti. La MAC, sarcina nu influenţează sensibil componentele bilanţului energetic.

Din analiza factorilor de influenţă asupra bilanţului energetic rezultă eficienţa mai ridicată a MAC faţă de MAS.

14.2. Prelucrarea şi interpretarea datelor Momentul efectiv se obţine cunoscând indicatia F a frânei şi lungimea braţului de la

dispozitivul de cântărire: l⋅= FMe [daN]. (12.3)

De obicei ℓ=0,716 m, în acest caz puterea efectivă a motorului devine:

knFPe

⋅= [kW], (12.4)



1000nFPe

⋅= [kW], (12.5)


e

he P

c=c [kg/kWh], (12.6)


τρ⋅

=V6,3ChV [kg/h], (12.7)

τ= c

hmm6,3C [kg/h], (12.8)


Rezultatele măsurărilor şi calculului se vor trece în tabelul 14.2. În cadrul interpretării rezultatelor se vor face aprecieri asupra preciziei rezultatelor şi asupra

valorii diferitelor mărimi, care definesc bilanţul energetic.


83

14.3. Descrierea aparaturii experimentale şi a echipamentului necesar Pentru realizarea lucrării se vor utiliza următoarele instrumente: - stand m.a.i. echipat corespunzător pentru determinarea bilanţului energetic, - ceas cu funcţie cronometru, - termometru (0÷250˚C), - aparatură de măsurare a consumului volumic de combustibil, - alternativ, cântar pentru determinarea consumului masic, - tub Pitot [39], - combustibil lichid corespunzător motorului utilizat.

14.4. Mersul lucrării Pentru realizarea lucrării de laborator se vor avea în vedere următoarele obiective: - se vor trece în caietul de laborator ideile principale (conspect), - stabilirea tipului motorului (τ=2 sau τ=4, i=?) pe care se realizează caracteristica, - determinarea prin măsurare (cu termometrul) a temperaturii lichidului de răcire (la

intrare şi ieşire din radiator), - citirea indicaţiei frânei, - măsurarea timpului în care se consumă cantitatea de combustibil stabilită, - citirea turaţiei pe turometru, - presiunea dinamică a gazelor, - temperatura gazelor, - calculul consumului orar de combustibil, - determinarea puterii efective a motorului în condiţiile de turaţie şi sarcină menţionate, - calculul fluxului termic disponibil, - calculul fluxului termic echivalent lucrului mecanic efectiv, - rezultatele măsurătorilor/calculelor vor fi consemnate tabelar, - interpretarea rezultatelor, - elaborarea concluziilor în urma activităţii derulate, - verificarea şi evaluarea lucrărilor studenţilor de către cadrul didactic, - comunicarea temei lucrării pentru întâlnirea următoare.

14.5. Concluzii. Interpretarea rezultatelor Lucrarea va avea la final concluzii prin care studenţii să-şi exprime efortul din timpul

şedinţei, şi observaţiile importante legate de elementele studiate individual. Consideraţiile pe marginea încercărilor desfăşurate trebuie să aibă un caracter concis şi la obiect, punctând următoarele:

- tipul motorului folosit la încercări, - numărul de cilindrii, - starea tehnică a motorului, - dimensiuni fundamentale, - combustibili, lubrefianţi şi materiale folosite pentru realizarea lucrării, - modalitatea de măsurare a consumului de combustibil (masic sau volumic), - se vor face aprecieri şi asupra funcţionării silenţioase, cu sau fără fum la evacuare, - se va aprecia valoarea fluxului termic pierdut prin gazele de evacuare, - se va aprecia valoarea fluxului termic pierdut prin sistemul de răcire, - se va aprecia valoarea fluxului termic corespunzător puterii efective furnizate de către

motor şi asupra fluxului indicat. La prelucrarea şi interpretarea rezultatelor experimentale, se va da o atenţie deosebită

preciziei de măsurare, calculelor diferitelor mărimi şi reprezentării grafice, pentru a putea desprinde concluzii pertinente în practica exploatării motoarelor termice de automobile şi tractoare.


84

Tabelul 14.2 Mărimile Turaţia 1 Turaţia 2

n (rot/min) τ (sec.) F (daN) Tapa

oC Taer

oC Tg(aze)

oC

pd1

...... (mmH2O) = ......... N/m2

(Pa) .... (mmH2O) = .......... N/m2

(Pa) d(iametrul) (mm) 52,2 52,2

ch= ττ

ρ 3685.06.36.3 ⋅⋅=

⋅⋅ v .......... kg/h ........... kg/h

Pe= =⋅

1360nF ............... kW

Qi= =⋅ cih Qc ................... kJ/h Qe= =⋅ eP3600 ..................

kJ/h

ηe= =i

e

QQ

Dfl

kg/h

Qr= =⋅⋅ 122 flp Dc

OH ................ kJ/h

Qr= =⋅⋅ 12Dc flp O2H ..............

kJ/h

ηr= =i

r

QQ 24,5 %

21,4

wg= =⋅ρ dp2 ⎥⎦

⎤⎢⎣⎡

sm ;

Dv= =⋅ gc wA ;s

m3

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡

Dg= =ρ⋅⋅ gv 3600D ;hkg

⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

Qg= ( ) =−⋅⋅ aergevpg ttcDmpge

.............. kJ/h

ηg= =i

g

QQ

0,19

Qinc= =⋅∑ iinc vQi

kJ/h

ηinc= =i

inc

QQ

0,43

Qinc= 3000 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡3Nm

kcal . 4,185 = 12555 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡3Nm

kJ = 12555. ρ ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡kgkJ

m3N

. ρ = kg => ρkgmN =3 => ⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡3Nm

kJ = ρ ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡kgkJ = ⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡ρkgkJ

1 1 mmH2O . 9.81 = Pa = N/m2


85

Tabelul 14.3 Gazele care nu

ard complet

Participaţia în %

ρ kg/m3

N Qinc= vi=

100partD

ig ⋅ vi=

100partD

ig ⋅

CO 3 1,25 12555. 1,25 =15693,75 ⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡kgkJ

CmHn 2 0,716 12555. 0,71 =8914,05 ⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡kgkJ

H2 3 0,089 12555. 0,08 =1004,4 ⎥

⎦

⎤⎢⎣

⎡kgkJ

Tabelul 14.4

Gazele Participaţia în %

ρ kg/m3

N cp

.r = ? (J/kg.grad).% ρx.rx = ?

CO 2 1,25 cpCO.rCO =1064.0,02 = ρCO=

CO2 4 1,9768 cpCO2.rCO2 =1013.0,04 = ρCO2=

NOX 2,5 1,340 cpNOx.rNOx =1080.0,025 = ρNOx=

N2 74,5 1,25 cpN2.rN2 =1036.0,745 = ρN2=

CmHn 2 0,716 cpCmHn.rCmHn =2591.0,02 = ρCmHn=

O2 9 1,428 cpO2.rO2 =970.0,09 = ρO2=

H2O 2 0,597 cpH2O.rH2O =1560.0,02 = ρH2O=

H2 3 0,089 cpH2.rH2 =14245.0,01

6 = ρH2=

Total= J/kg.grad kJ/kg.grad

ρgaze=

Qci= 41 800 puterea calorifică inferioară a motorinei ρmotorină = 0,85 (kg/m3

N)

Ac= ];m.....[..........]mm...[..........4

2.5214.34d 22

22

==⋅

=⋅π


86

15. DETERMINAREA COEFICIENTULUI DE UMPLERE A UNUI M.A.I.

15.1. Noţiuni generale Coeficientul de umplere ηu se defineşte ca raportul dintre numărul de kilomoli de încărcătură

proaspătă Np admis în cilindru şi numărul de kilomoli No care ar putea umple cilindreea Vs la presiunea po şi temperatura To, măsurate la intrarea în sistemul de admisie:

o

p

o

pu m

mNN

==η . (15.1)

Numărul de kilomoli în punctul a (Fig. 15.1) este format din Np kilomoli de încărcătură proaspătă şi γr. Np kilomoli de gaze reziduale, deci:

( ) pra N1N γ+= , (15.2) iar

a

aa

rr

ap RT

Vp1

11

NNγ+

=γ+

= . (15.3)

Coeficientul de umplere poate fi exprimat şi în funcţie de masa încărcăturii proaspete mp, respectiv mo, astfel:

o

so

ho

t

a

o

pu

RTVpCL

CC

mm λ

===η , (15.4)

în care: Ca este consumul orar real de încărcătură proaspătă (la motoare Diesel doar aer), Ct – consumul orar teoretic; λ – coeficientul de exces de aer; Lo – cantitatea de aer necesară, teoretic, pentru arderea unui kg de combustibil; Ch – consumul orar de combustibil; Vs – cilindreea unitară; R – constanta aerului sau amestecului; po – presiunea aerului la intrarea în sistemul de admisie; To – temperatura aerului la intrarea în sistemul de admisie;

15.2. Descrierea aparaturii experimentale şi a echipamentului necesar Pentru realizarea lucrării se vor utiliza următoarele instrumente: - stand m.a.i. amenajat corespunzător pentru determinarea caracteristicii de pierderi, - ceas cu funcţie cronometru, - termometru (0÷250˚C), - aparatură de măsurare a consumului volumic de combustibil, - alternativ, cântar pentru determinarea consumului masic, - tub Pitot [39], - combustibil lichid corespunzător motorului utilizat. Pentru determinarea consumului orar de încărcătură proaspătă Ca, fie că se aplică metoda

descrisă în lucrarea „Determinarea caracteristicii de reglaj”, fie că se determină coeficientul de exces de aer prin analiza gazelor arse calculându-se apoi:

hoa CLC λ= , (15.5) în care, consumul orar de combustibil se determină prin metodă volumică.

Consumul teoretic pentru un motor în 4 timpi se poate obţine cu relaţia:

2in60VC s

tρ⋅⋅⋅⋅

= [kg/h], (15.6)

în care: Vs este cilindreea unitară, în m3; n – turaţia motorului, în rot/min; i – numărul de cilindri;


87

ρ – densitatea aerului, în kg/m3. În cadrul lucrării se va urmări variaţia coeficientului de umplere, la diferite turaţii (Fig. 15.

2).

15.3. Prelucrarea şi interpretarea datelor

Deoarece la MAS în cazul când ηu se detrmină cu consumul orar de aer există o diferenţă între acesta şi consumul de amestec şi anume:

ocu

u

LN11

MACMAS

λ+=

ηη , (15.7)

se va scoate în evidenţă eroarea care intervine (Nc este numărul de kilomoli, corespunzător unui kg de combustibil).

De asemenea, se va justifica metoda cea mai accesibilă din punct de vedere experimental, pentru determinarea ηu.

După reprezentarea coeficientului de umplere, în funcţie de turaţie ηu=f(n), se va inidca regimul de turaţie optim din punct de vedere al umplerii.

Pentru determinările experimentale în cadrul lucrării de laborator se vor utiliza următoarele relaţii:

t

a

CC

=η , (15.8)

2nV60C at

tρ⋅⋅⋅

= [kg/h], (15.9)

( ) 2ppAk3600C a21occta

p

⋅ρ⋅−⋅⋅ε⋅⋅=Δ43421

[kg/h], (15.10)

4DAA

2d

do⋅π

== (15.11)

în care: Ad – aria diafragmei; Dd – diametrul diafragmei (Dd=55 mm); Vt – cilindreea totală a motorului (Vt= 4,94 dm3, la motorul de tractor); α – (α =0,67); εcc – coeficient de corecţie (εcc =..........); Δp – diferenţa de presiune măsurată cu tubul Pitot;

15.4. Mersul lucrării Pentru realizarea lucrării de laborator se vor avea în vedere următoarele obiective: - se vor trece în caietul de laborator ideile principale (conspect), - stabilirea tipului motorului (τ=2 sau τ=4, i=?) pe care se realizează partea practică, - determinarea prin măsurare (cu termometrul) a temperaturii aerului şi a lichidului de

răcire (la intrare şi ieşire din radiator), - măsurarea timpului în care se consumă cantitatea de combustibil stabilită, - citirea turaţiei pe turometru, - presiunea dinamică a aerului în dreptul diafragmei, - calculul consumului orar de combustibil, - rezultatele măsurătorilor/calculelor vor fi consemnate tabelar, - interpretarea rezultatelor, - elaborarea concluziilor în urma activităţii de laborator, - verificarea şi evaluarea lucrărilor studenţilor de către cadrul didactic, - comunicarea temei lucrării pentru întâlnirea următoare.


88

15.5. Concluzii. Interpretarea rezultatelor Lucrarea va avea la final concluzii prin care studenţii să-şi exprime activitatea din timpul

şedinţei, şi observaţiile importante legate de elementele studiate în particular. Consideraţiile pe marginea încercărilor trebuie să aibă un caracter succint şi la obiect, exprimând următoarele:

- tipul motorului folosit la încercări, - numărul de cilindrii, - starea tehnică a motorului, - dimensiuni fundamentale, - combustibili, lubrefianţi şi materiale folosite pentru realizarea lucrării, - modalitatea de măsurare a consumului de combustibil (masic sau volumic), - se va aprecia valoarea coeficientului de umplere pentru diferite turaţii. La prelucrarea şi interpretarea rezultatelor experimentale, se va da o atenţie deosebită

preciziei de măsurare, calculelor diferitelor mărimi (consum de aer şi combustibil) şi reprezentării grafice, pentru a putea desprinde concluzii pertinente în practica exploatării motoarelor termice de automobile şi tractoare.

Tabelul 15.1

Nr. crt.

Turaţia, [rot/min]

p1, [mmH2O]

p2, [mmH2O]

Δp, [mmH2O]

ρa, [kg/m3]

Cilindreea, [dm3]

Aria diaf, [dm]

Ca, [kg/h]

Ch, [kg/h]

1. 1300 34

1,29 4,94

2. 1400 37 3. 4. 5. 6. 7.


89

16. ÎNCHEIEREA ŞI VERIFICAREA LUCRĂRILOR. TEST

16.1. Cerinţe impuse pentru încheierea lucrărilor de laborator la P.C.M.A.I. Închieierea lucrărilor de laborator este condiţie obligatorie pentru prezentarea studenţilor la

examen, fapt pentru care fiecare student are datoria de a se asigura ca are nota pe activitatea de laborator, iar cadrul didactic coordonator al activităţilor practice are datoria să evalueze activitatea lor.

Cerinţele pentru finalizarea lucrărilor de către studenţi sunt după cum urmează: - să aibă toate prezenţele la activităţile de laborator, - să aibă dosarul de lucrări finalizat, - la fiecare lucrare de laborator să existe un conspect minim, date pentru măsurătorile

efectuate, interpretări şi concluzii, - desenele să fie făcute în creion şi cu linear, - cei care scriu pe foi de hârtie albă să aibă chenar, - să fie stipulate unităţile de măsură corecte, - să se prezinte la testul de evaluare.

16.2. Verificarea lucrărilor Pentru sporirea eficienţei procesului de pregătire didactică se impune partiţionarea activităţii

de evaluare, astfel că nota obţinută de un student la activitatea de laborator trebuie să reprezinte media mai multor note obţinute în urma evaluării:

- activităţii de pe parcursul semestrului, - dosarului de lucrări pentru laborator, - cunoştinţelor acumulate în cadrul orelor de laborator. Procedura de verificare va fi comunicată încă de la începutul activităţilor de laborator. Pentru verificarea lucrărilor studenţii au datoria: - să desfăşoare o activitate susţinută interesată în cadrul orelor pentru lucrări practice de-a

lungul semestrului, - să prezinte dosarul finalizat conform cerinţelor pentru evaluare, - să susţină testul de zece întrebări la finalul lucrărilor.

16.3. Test Evaluarea cunoştinţelor studenţilor se face pe baza unui test susţinut la finalul lucrărilor de

laborator, alcătuit din zece întrebări diferite pentru fiecare grupă/specializare (contra timp), în genul următor:

1. Definiţi ce este un motor cu ardere internă. 60 s 2. Enumeraţi mecanismele principale ale unui m.a.i. 15 s 3. Enumeraţi 4 sisteme auxiliare ale unui m.a.i. 30 s 4. Enumeraţi 2 elemente proxime camerei de ardere 10 s 5. Ce este supapa de dozaj şi la ce subansamblu o întâlnim? 60 s 6. Ce reprezintă o caracteristică de reglaj? 40 s 7. Ce reprezintă o caracteristică de pierderi? 40 s 8. Ce reprezintă o diagramă indicată? 30 s 9. Ce reprezintă o coeficientul de umplere al m.a.i.? 40 s 10. Unde se determină parametrii indicaţi ai unui m.a.i., dar cei efectivi? 30 s Notele obţinute la test vor fi comunicate studenţilor, iar în cazul nepromovării lui se vor

stabili date ulterioare pentru susţinere.


90

16.4. Calculul notei de laborator Nota obţinută de student la activităţile de laborator reprezintă 20÷30% din nota finală

obţinută la disciplina respectivă, conform regulamentului UTCN. Elementele constituente ale notei de laborator sunt următoarele: - Nota pe dosar (Nd), - Nota pe activitate (Na), - Nota obţinută la test (Nt), - Coeficientul de prezenţă (cp). Relaţia matematică pentru determinarea notei de laborator este:

ptad

L c3

NNNN ⋅

++=

Obs.: Este încurajată (şi recomandată) prezenţa la activităţile de laborator conform orarului stabilit de catedră, în cadrul grupei/specializării corespunzătoare. Pentru fiecare lucrare de laborator cp=0,1 când sunt 14 lucrări şi cp=0,2 când sunt 7 lucrări, astfel că o prezenţă completă la lucrările de laborator conduce la un cp=1,4, ceea ce influenţează în mod pozitiv nota obţinută.

ANEXA I – RELAŢIILE DINTRE UNITĂŢILE DE MĂSURĂ

Unitate căutată →

Unitate dată ↓

N/m2 bar

dyn/cm2 barye μbar

Kgf/m2 mmH2O

Kgf/cm2 at At

mmHg 1 torr

1 N/m2

1

10-5 10 0,102 0,102x10-4 0,987x10-5 750x105

1 bar 105 1

106 0,102x105 1,02 0,987 750

1 dyn/cm2 1 barye 1 μbar

10-1 10-6 1 0,0102 1,02x10-6 0,987x10-6 750x10-6

1 Kgf/m2 1 mmH2O 9,81 9,81x10-5 98,1

1

10-4 9,68x10-5 735,5x10-4

1 Kgf/cm2 1 at 9,81x104 0,981 9,81x105 104

1

0,968 735,5

1 At 1,013x105 1,013 1,013x106 10332 1,0332

1

760

1 mmHg

1 torr

133,3 1,333x10-3 1,333x103 13,6 1,36x10-4 1,32x10-3 1


92

ANEXA II – LIMITELE DE VARIAŢIE A UNOR PARAMETRII LA M.A.I. Tabelul 1

Limite de variaţie a unghiurilorde avans şi întârziere la deschiderea supapelor la MAI Unghiul Simbol şi UM Limite de variaţie

De avans la deschiderea supapei de admisie [ ] RAC1oϕ 10 ... 12

De întârziere la închiderea supapei de admisie [ ] RAC2oϕ 40 ... 70

De avans la deschiderea supapei de evacuare [ ] RAC3oϕ 40 ... 70

De întârziere la închiderea supapei de evacuare [ ] RAC4oϕ 10 ... 40

Tabelul 2 Limitele unghiurilor de avans şi întârziere ale supapelor la diferite tipuri de motoare

Motor MAS MAC

Admisie Deschidere 10 ... 12 10 ... 40 Închidere 45 ... 70 20 ... 45

Evacuare Deschidere 40 ... 60 30 ... 50 Închidere 15 ... 30 10 ... 35

Tabelul 3

Limite de variaţie a presiunii medii efective la diferite tipuri de motoare Tip motor Simbol şi UM Limite de variaţie

MAS aspirat

pe, [daN/cm2]

8,5 ... 10,5 MAS supraalimentat 12,5 ... 17

MAC aspirat, 4τ 7 ... 9 MAC supraalimentat, 4τ 14 ... 18

MAC, 2τ ≤19

Tabelul 4 Valorile orientative ale presiunii şi temperaturii pentru procesele mai

Tipul motorului Presiunea pc [daN/cm2]

Temperatura Tc [K] Faza ciclului motor

MAS 10 ... 20 600 ... 750 Sfârşitul comprimării MAC 30 ... 50 800 ... 950 MAS 35 ... 50 2400 ... 2900 Ardere

(temperatura maximă) MAC 45 ... 80 1800 ... 2400 MAS 3 ... 5 1200 ... 1600 Sfârşitul destinderii MAC 2 ... 4 900 ... 1200


93

BIBLIOGRAFIE

[1] Abăităncei, D., ş.a., Fabricarea autovehiculelor rutiere. Bucureşti, Editura Didactică şi Pedagogică, 1982.

[2] Abăităncei, D., ş.a., Motoare pentru automobile şi tractoare. Vol. 1. Bucureşti, Editura Tehnică, 1978.

[3] Abăităncei, D., ş.a., Motoare pentru automobile şi tractoare. Vol. 2. Bucureşti, Editura Tehnică, 1980.

[4] Anghelache, I., Noi combustibili pentru automobile. Bucureşti, Editura Tehnică, 1993. [5] Apostolescu, N., Băţagă, N., Motoare cu ardere internă. Bucureşti, Editura Didactică şi

Pedagogică, 1967. [6] Apostolescu, N., Taraza, D., Bazele cercetării experimentale a maşinilor termice.

Bucureşti, Editura Didactică şi Pedagogică, 1979. [7] Băţagă, N., Motoare termice. Lucrări practice. Cluj-Napoca, Atelierul de multiplicare al

I.P.C.N., 1988. [8] Băţagă, N., ş.a., Motoare cu ardere internă. Bucureşti, Editura Didactică şi Pedagogică,

1995. [9] Băţaga, N., Burnete, N., ş.a., Combustibili, lubrifianţi şi materiale speciale pentru

automobile. Economicitate şi poluare, ISBN 973-8397-37-5, Editura Alma Mater, Cluj-Napoca, 2003.

[10] Băţagă, N., Burnete, N., Motoare cu ardere internă. Vol. 1. Cluj-Napoca, 1995. [11] Bobescu, Gh., Dragoş, P., Motoare. Dinamica şi proiectarea motoarelor. Vol. 2, Galaţi,

Editura Fundaţiei Univeristare „Dunărea de Jos”, 2000. [12] Brain, M., How Diesel Engines Work, http://auto.howstuffworks.com/diesel1.htm 1/8/2008

11:21:15 AM. [13] Burnete, N. ş.a., Automobile. Construcţie, Uzare. Evaluare, Ed. Todesco, Cluj-Napoca,

2000. [14] Burnete, N., Băldean, D., ş.a., Condiţii ale funcţionării motoarelor cu ardere internă

utilizând combustibili specifici în amestec cu alcool, SECOND INTERNATIONAL CONGRESS, AUTOMOTIVE, SAFETY AND ENVIRONMENT, Vol.2, 23-25 Oct., Editura Universitaria Craiova, Craiova, 2008, pp. 24-34, ISBN 978-606-510-253-8, 978-606-510-246-0.

[15] Burnete, N., ş.a., Construcţia şi calculul motoarelor cu ardere internă (Mecanismul motor), ISBN 973-8198-17-8, Editura Todesco, Cluj-Napoca, 2001.

[16] Burnete, N., ş.a., Motoare Diesel şi biocombustibili pentru transportul urban, ISBN 978-973-713-217-8, Editura Mediamira, Cluj-Napoca, 2008.

[17] Burnete, N., ş.a., Rapiţa o provocare pentru fermieri şi energeticieni, ISBN 973-9234-57-7, Editura Sincron, Cluj-Napoca, 2004.

[18] Burnete, N., ş.a., Research concerning the Diesel engine using vegetal oil as fuel, In vol.: FISITA, World Automotive Congress, Paper Reference Number: F2004V047, Barcelona, Spain, 23-27 may, 2004.

[19] Dăscălescu, D., Motoare termice cu piston. Aspecte constructive. Bucureşti, Editura Matrix Rom, 1998.

[20] Grűnwald, B., Teoria, Calculul şi Construcţia motoarelor pentru autovehicule rutiere. Bucureşti, Editura Didactică şi Pedagogică, 1980.

[21] Grama, L., Tehnologia construcţiei de maşini - Tehnologii de fabricare. Tg. Mureş, Univ. Petru Maior, 1998.

[22] Holotescu, S., Cercetări privind simularea numerică a funcţiilor motoarelor cu ardere internă. Teză de doctorat.

[23] Mariaşiu, F., Modelarea injecţiei de combustibil la motoare cu aprindere prin comprimare, ISBN 973-9234-44-5, Editura Sincron, Cluj-Napoca, 2001.

[24] Mariaşiu, F., Motorul diesel contemporan. Procese. Construcţie. Elemente de calcul, ISBN 973-9234-59-3, Editura Sincron, Cluj-Napoca, 2005.


94

[25] Mădăraş, L. Influenţa etanşării camerelor de ardere ale unui M.A.C. asupra poluării, http://dpr.unitbv.ro/seminarom/Publicatii_Prelegeri/Buletin_SNOM_05/ MADARAS.pdf.

[26] Mirica, B. BMW pregăteşte primul sau motor diesel tri-turbo. http://www.automarket.ro/stiri/bmw-pregateste-primul-sau-M.A.C.-tri-turbo-20091.html.

[27] Naghiu, Al., ş.a., Baza energetică pentru agricultură, ISBN 973-656-374-X, Editura Risoprint, Cluj-Napoca, 2003.

[28] Naghiu, A., Burnete, N., Sistem integrat de prelucrarea şi utilizarea combustibililor tip biodiesel în ferme, folosind seminţe de rapiţă, Revista MECANIZAREA AGRICULTURII, nr. 8/2005, ISSN 1011-7296.

[29] Negrea, V. Procese în motoare cu ardere internă. Economicitate. Combaterea poluării. vol. I, vol. II, Editura Politehnica ISBN 973-9389-0 2001.

[30] Popa, G. M., Negurescu, N., Pană, C., Motoare diesel, Procese vol. 1, Editura Matrix Rom, Bucureşti, 2003.

[31] Tudora, O., Studii şi cercetări privind termogazodinamica motoarelor diesel prin metode numerice. Teză de doctorat.

[32] Ţiţeica, R., ş.a., Dicţionar de termeni tehnici., Editura Tehnică, Bucureşti, 1972, p. 508. [33] ***, Automotive Technology. http://www.bosch.com/, 2009.05.28, 18:13. [34] ***, Bosch. Motor-Elektronik, Stuttgart, Wever & Co. GmbH, 1990. [35] ***, Cifră octanică, http://ro.wikipedia.org/wiki/Cifr%C4%83_octanic%C4%83,

2010.01.08, 22.00. [36] ***, Electronic Diesel Control, http://rb-k.bosch.de/en/, 2009.05.28, 19:22. [37] ***, Mean effective pressure, http://en.wikipedia.org/wiki/Mean_effective_pressure, 2010. [38] ***, Motor diesel, http://ro.wikipedia.org/wiki/Motor_diesel, 2009.08.22, 19.00. [39] ***, Tub Pitot, http://ro.wikipedia.org/wiki/Tub_Pitot, 2010.05.22, 15.00.

or lucrari pcmai 3ar 2009-2010

Documents