UNIVERSITATEA DE STIINTE AGRONOMICE SI MEDICINA VETERINARA BUCURESTI FACULTATEA DE MANAGEMENT SI INGINERIE ECONOMICA IN AGRICULTURA SI DEZVOLTARE RURALA - FILIALA CALARASI -

REFERAT MECANIZARE

MOTORUL CU ARDERE INTERNA

INTOCMIT DE STUDENTI:

INDRUMATOR

ANUL UNIVERSITAR: 2010 2011

1

CUPRINS

Cap.1.Introducere..................................................................... ...............3 Cap.2.Cum functioneaza Motorul Diesel..................................................3-4 Cap.3.Clasificarea motoarelor cu ardere intern..................................4-6 Cap.4.Caracteristici.. 6-8 Cap.5.Componentele unui motor diesel ..................................................8 Cap.6.Constructia generala motorului ............................................9-10 Cap.7.Scurt istoric cronologic al Inventatorilor ....................................10 a

2

1.IntroducereDefinitie: Se numeste motor cu combustie interna orice dispozitiv care obtine energie mecanica direct din energie chimica prin arderea unui combustibil intr-o camera de combustie care este parte integranta a motorului (spre deosebire de motoarele cu ardere externa unde arderea are loc in afara motorului). Exista de fapt patru tipuri de baza de motoare cu ardere interna dupa cum urmeaza: motorul Otto,motorul Diesel, motorul cu turbina pe gaz si motorul rotativ. Motorul Otto este denumit astfel dupa numele inventatorului sau Nikolaus August Otto, iar motorul Diesel dupa in aceeasi maniera dupa numele inginerului german de origine franceza Rudolf Diesel. Motorul Diesel este folosit pentru generatoare de energie electrica, de asemenea el este utilizat si la camioane si autobuze precum si in unele automobile. Motorul Otto este motorul folosit pentru majoritatea automobilelor. Rudolf Diesel,de nationalitate germana,s-a nascut in anul1858 in paris,unde parintii lui erau imigranti Bavarezi.Educatia a primit-o la Munich Politechnic.Dupa absolvire s-a angajat ca si inginer frigotehnic,insa i-a placut foarte mult proiectarea de motoare.Diesel a proiectat multe motoare termice,inclusiv un motor cu aer,propulsat cu ajutorul caldurii soarelui.In anul 1893,a publicat un articol despre un motor care are combustia in interiorul cilindrului-motorul cu combustie interna.In 1894 a aplicat pentru patentarea unei noi inventii,motorul diesel.Motorul lui a fost primul care a dovedit faptul ca combustibilul se poate aprinde si fara scanteie.El a pus in functiune primul motor reusit in anul 1897.

2.Cum functioneaza Motorul DieselTeoretic,motoarele diesel si cele pe benzina sunt aproape identice.Ambele sunt motoare cu combustie interna,proiectate sa transforme energia chimica din combustibil in energie mecanica. Aceasta energie mecanica misca pistonul in sus si jos in cilindru.Pistoanele sunt conectate la arborele cotit,si miscarea sus-jos al pistoanelor,numita si miscare lineara,creeaza miscarea rotativa necesara pentru a roti rotiile masinii. Ambele tipuri de motoare convertesc combustibilul in energie printr-o serie de explozii sau combustii. Diferenta majora dintre aceste motoare este modul in care se produce combustia. In motorul pe benzina combustibilul este amestecat cu aer,comprimat de piston,si este aprins de o scanteie generata de bujie. In motorul diesel in schimb mai intai aerul este comprimat,iar dupa aceea este injectat combustibilul.Din cauza ca aerul se incalzeste cand este comprimat,combustibilul se aprinde. Motorul diesel foloseste ciclul de patru timpi ,ca si motorul pe benzina. Cei patru timpi sunt:

3

Admisia:Valva de admisie se deschide,lasand aerul sa intre in cilindru si miscand pistonul in jos Compresia:Pistonul se misca in sus,comprimand aerul.

Combustia:Cum pistonul ajunge in partea de sus,combustibilul este introdus exact in momentul oportun si aprins,fortand pistonul in jos Evacuarea:Pistonul se misca in sus,fortand gazele care au rezultat din combustie sa iasa prin supapa de avacuare Motorul diesel nu aprinde motorina prin scanteie,acesta este aprins de aerul fierbinte rezultat din compresie.De asemenea,combustibilul este injectat direct in camera de combustie(injectie directa). In continuare voi scrie despre procesul de injectie diesel.

3.Clasificarea motoarelor cu ardere internDin punctul de vedere al obinerii lucrului mecanic, aceste motoare se clasific n:

motoare cu ardere intern cu piston, cu micarea liniar a pistonului, sau rotative; motoare cu reacie.

La turbinele cu gaze, denumirea de motor se folosete doar pentru cele folosite n aviaie, cnd se discut despre ntregul motor, adic toate prile lui, n care se execut ciclul termodinamic, nu doar la discul paletat. Motoarele cu ardere intern rotative sunt utilizate pe scar mai redus datorit problemelor tehnologice mari si a fiabilitii mai sczute. Cel mai cunoscut tip de motor cu combustie intern rotativ este motorul Wankel, dar exist i alte soluii, de exemplu cu pistoane n foarfece, sau cu diferite alte sisteme. Clasificarea motoarelor cu ardere intern dup natura combustibilului

motoare la care se ntrebuineaz drept combustibil benzina, au carburator sau pomp de injecie. motoare la care se ntrebuineaz drept combustibil motorina, au pomp de injecie. motoare cu gaz la care se ntrebuineaz drept combustibil un combustibil gazos, de obicei gaz natural sau un amestec de combustibil.

4

Motor cu piston n 4 tmpi. Dup numrul de curse simple efectuate de piston ntr-un ciclu ( sau numrul de timpi)

motoare n patru timpi; motoare n doi timpi.

Dup spaiul producerii amestecului carburant

Motoare cu formarea n exteriorul cilindrului a amestecului carburant. Este cazul motoarelor cu carburator, injecie de benzin n conducta de aspiraie i al motoarelor cu gaze cu instalaie de formare extern a amestecului aer-combustibil. Motoare cu formarea n cilindru a amestecului carburant. Din aceast categorie fac parte motoarele cu injecie de combustibil cum sunt motoarele Diesel sau i unele motoare cu aprindere prin scnteie i motoarele cu gaze la care combustibilul gazos este introdus n cilindru printr-o supap aparte n timpul aspiraiei.

Dup felul aprinderii amestecului carburant

Motor cu aprindere prin scnteie (prescurtat MAS). Dup admisia icomprimarea amestecului carburant n cilindrii motorului, n apropierea PMI (punctul mort interior) al pistonului, are loc aprinderea. Aceasta se realizeaz prin producerea unei scntei ntre electrozii bujiei, care aprinde amestecul carburant. Arderea are loc ntr-un interval de timp relativ scurt, n care presiunea i temperatura gazelor din cilindru cresc repede pn la presiunea de 30 - 40 daN/cm i temperatura de 1800 2.000 C. Datorit presiunii gazelor din cilindru, care acioneaz asupra5

pistonului, acesta se deplaseaz spre PMI (punctul mort inferior), i rotete prin intermediul sistemului biela-manivela, arborele motor. Aceast curs a pistonului, se mai numete i curs activ sau curs motoare.

Motor cu aprindere prin comprimare (prescurtat MAC sau Diesel). Lasfritul compresiei, combustibilul este introdus sub presiune n cilindru, fiind pulverizat foarte fin cu ajutorul injectorului, montat n chiulas. Datorit contactului cu aerul fierbinte din interiorul cilindrului, particulele pulverizate se aprind i ard, iar presiunea din cilindru crete, moderat, meninndu-se relativ constant pe durata arderii. Gazele rezultate n urma arderii apas asupra pistonului, determinnd deplasarea acestuia spre PMI, efectund cursa activ. Supapele rmn nchise pn aproape de sfritul acestei curse.

Dup aezarea cilindrilor sunt

motoare cu cilindrii n linie. motoare cu cilindrii n V. motoare cu cilindrii n W. motoare cu cilindrii i pistoanele opuse, boxer. motoare nclinate, la care cilindrii au axele situate n acelai plan, ns nclinat fa de planul vertical. motoare cu cilindrii aezati n stea, utilizate cu precdere unde este nevoie de un raport putere/greutate mare, de exemplu n aviaie i n marina militar (vedete). Motoare cu cilindrii n Delta, Napier Deltic-motoarefolosite la cile ferate i vapoare englezeti.

4.CaracteristiciUn motor cu ardere intern este caracterizat printr-o serie de parametri:

Punct mort interior (PMI) (nvechit: punct mort superior, PMS) este poziia pistonului care corespunde volumului minim ocupat de fluidul motor n cilindru.[2] La motoarele cu mecanism biel-manivel, arbore cotit i chiulas (motorul Wankel n-are nimic din astea, dar are PMI) este poziia pistonului cnd aceasta se gsete n timpul deplasrii sale - la cea mai mare distan posibil fa de axa arborelui cotit; aceast poziie coincide cu distana minim a pistonului fa de chiulas i este determinat de montajul pistonului n ansamblul mecanismului biel-manivel. Punct mort exterior (PME) (nvechit: punct mort inferior, PMI) este poziia pistonului care corespunde volumului maxim ocupat de fluidul motor n cilindru.[2] La motoarele cu mecanism biel-manivel, arbore cotit i chiulas este poziia pistonului cnd aceasta se gsete - n timpul deplasrii sale - la cea mai mic distan posibil fa de axa arborelui cotit; aceast poziie coincide cu distana maxim a6

pistonului fa de chiulas i este determinat, de asemenea, de montajul pistonului n ansamblul mecanismului biel-manivel.

Cursa pistonului este distana dintre punctul mort interior i punctul mort exterior,[ (la motoarele cu mecanism biel-manivel fiind msurat pe generatoarea cilindrului motor) parcurs de piston ntre dou schimbri de sens ale deplasrii sale. Pentru motoarele cu mecanism biel-manivel cu excentricitate nul (cazul obinuit) fiecare curs a pistonului corespunde unei rotaii de 180 a arborelui cotit i este egal cu diametrul ( ) cercului descris de axa geometric a fusului maneton n jurul axei geometrice a fusurilor paliere ( ). Alezajul cilindrului este diametrul interior al cilindrului motor.

Volumul minim al camerei de ardere este volumul ocupat de gaze cnd pistonul se afl la PMI. La motoarele cu cilindru i chiulas este spaiului cuprins ntre fundul pistonului, peretele interior al cilindrului motor i chiulas, n momentul cnd pistonul se gsete n punctul mort interior. Cilindreea unitar (pe scurt, cilindree) pistonului n timpul unei curse. Cilindreea total (pe scurt, litraj) cilindrilor unui motor. este volumul generat prin deplasarea

este suma cilindreelor unitare ale tuturor

Volumul total al cilindrului este volumul maxim ocupat de gaze msurat cnd pistonul se afl la PME; volumul total al cilindrului este format din nsumarea cilindreei unitare cu volumul camerei de ardere. Raportul de comprimare este raportul dintre volumul total al unui cilindru i volumul camerei de ardere:

n notaia curent, raportul este exprimat sub form de fracie zecimal. Turaia motorului (pe scurt, turaie) este numrul de rotaii efectuat ntr-un minut de arborele cotit, n timpul funcionrii motorului ntr-un anumit regim constant. Ciclul motor este succesiunea proceselor (transformrilor de stare) care se repet periodic n cilindrul unui motor. Convenional, ciclul motor ncepe cu procesul de admisiune i se termin cu procesul de evacuare. ntr-un minut un motor efectueaz cicluri. Un timp al motorului este partea de ciclu motor care se efectueaz ntr-o curs a pistonului. La motoarele cu excentricitate nul fiecare timp din funcionarea motorului7

corespunde unui unghi de rotire a arborelui cotit de 180. n cursul fiecrui timp agentul motor trece prin diferite transformri de stare caracteristice (volum, presiune, temperatur). Uzual se construiesc motoare (care funcioneaz dup un ciclu) n patru timpi ( ) i motoare n doi timpi ( ).Se cunosc i motoare n ase timpi.

La motoarele n patru timpi, deoarece procesele termice corespund aproximativ cu cursele pistonului, timpii poart numele de admisiune (1), comprimare (2), ardere i destindere (3), respectiv evacuare (4) Cu numrul de timpi, legtura dintre numrul de cicluri i turaie este:

5.Componentele unui motor dieselPartile esentiale ale unui motor Otto si Diesel coincid. Camera de ardere este formata dintr-un cilindru inchis la un capat si un piston care aluneca de sus in jos. Printrun sistem biela manivela pistonul este legat de un arbore cotit care transmite lucrul mecanic spre exterior (de obicei cu ajutorul unei cutii de viteze). Rolul arborelui cotit este acela de a transforma miscarea de du-te vino a pistonului in miscare de rotatie. Un motor poate avea de la unu pana la 28 de cilindri (pistoane) care pot fi asezate asa zis in linie sau in V. Sistemul de alimentare cu combustibil consta dintr-un rezervor o pompa si un sistem pentru vaporizarea combustibilului care l-a motorul Otto poate fi carburator sau la masinile de constructie recenta sisteme de injectie. Aceste sisteme de injectie sunt gestionate electronic iar eficienta lor a facut ca ele sa fie folosite pe majoritatea automobilelor Aerul din ametecul carburant precum si gazele evacuate sunt gestionate de supape actionate mecanic de un ax cu came. La toate motoarele este necesar un sistem de aprindere a combustibilului care la motorul Otto este o bujie. Conform principiului al doilea al termodinamicii un motor trebuie sa cedeze caldura; in general acest lucru este realizat in doua moduri, prin evacuarea gazelor rezultate din arderea carburantului si prin folosirea unui radiator. In timpul deplasarii unui vehicul echipat cu un motor cu ardere interna simpla deplasare genereaza un flux de aer rece suficient pentru a asigura mentinerea temperaturii motorului in limite acceptabile dar pentru ca motorul sa poata functiona si cand vehiculul sta, radiatorul este echipat cu unul sau mai multe ventilatoare. De asemenea se mai folosesc si sisteme de racire cu apa mai ales pentru barci8

6.Constructia generala a motorului.Motorul cu ardere interna monocilindric, in patru timpi, cu aprindere prin scinteie (fig.1, 1.2) este format din cilindru 1 in interiorul caruia se deplaseaza pistonul 2, care actioneaza manivela 3 a arborelui cotit prin intermediul bielei 4. In capul cilindrului se gaseste chiulasa 5 in care sunt amplasate supapa de admisie SA, supapa de evacuare SE si bujia 8. La partea inferioara a cilindrului se gaseste carterul superior 9, pe care se monteaza lagarele arborelui cotit si carterul inferior 10 in care se gaseste uleiul de ungere. Amestecul aer-combustibil intra prin colectorul de admisie 6, iar gazele arse rezultate ies in exterior prin colectorul de evacuare 7. Motorul este alcatuit din mecanismul motor si sistemele i instalatiile auxiliare (mecanismul de distributie, instalatia de alimentare cu combustibil, instalatia de aprindere, instalatia de racire si instalatia de ungere) necesare realizarii procesului de functionare si sistemul de pornire.

Mecanismul motor, numit simecanismul biela-manivela, constituie principalul ansamblu al motomlui cu ardere interna, cu piston. El are rolul de a transforma miscarea de translatie rectiliniealternativa a pistonului intr-o miscare de rotatie a arborelui cotit. Organele componente ale mecanismului motor se impart in organe fixe si organe mobile. Din grupa organelor fixe fac parte: blocul cilindrilor, chiulasa si carterul. Grupa organelor mobile cuprinde: arborele cotit si volantul, bielele si pistoanele cu bolturile si segmentii.

Mecanismul

de

distributie

asigura deschiderea si inchiderea supapelor, la momente bine precizate, pentru a face posibila evacuarea gazelor de ardere si umplerea cilindrului cu gaze proaspete (aer cu amestec aer-combustibil). Instalatia de alimentare cu combustibil are rolul de a asigura curatirea (filtrarea) si introducerea in cilindrii motorului a combustibilului si a aerului (fie in amestec, fie separat), in anumite proportii bine stabilite. Instalatia de alimentare cuprinde

9

rezervoare, conducte, filtre pompe, precum si organele care servesc la prepararea si introducerea combustibilului in cilindri (carburatorul la motoarele cu aprindere prin scanteie i injectoarele la motoarele cu aprindere prin compresie).]

Instalatia de aprindere serveste la declansarea scanteii electrice in interiorulcamerei de ardere (la motoarele cu aprindere prin scanteie), in vederea aprinderii amestecului carburant. Instalatia de racire asigura racirea unor organe importante ale motorului (cilindrii i chiulasa), pentru a se evita supraincalzirea acestor piese, datorita caldurii pe care o primesc de la gazele de ardere. Mentinerea unui regim termic normal de functionare a pieselor motorului este de mare importanta pentru economicitatea si siguranta de exploatare a motorului. Instalatia de ungere are rolul de a asigura ungerea pieselor in miscare, pentru a reduce frecarea i a preveni uzarea motorului.

Sistemul de pornire serveste la asigurarea turatiei minime de pornire amotorului

7. Scurt istoric cronologic al Inventatorilor.

1862 - Nicolaus Otto dezvolt motorul pe baz de gaz de crbune, similar unui motor pe benzin modern. 1891 - Herbert Akroyd-Stuart mbunatete motorul su pe baz de ulei i cedeaz drepturile ctre Hornsby din Anglia pentru construcia motoarelor. Acetia au construit primul motor cu aprindere prin comprimare cu start rece. 1892 - Motorul Hornsby cu numrul 101 este construit i instalat ntr-o cas de ap. Acesta se afl n muzeul camioanelor MAN din nordul Angliei. 1892 - Rudolf Diesel dezvolt versiunea sa de motor avnd la baz principiile motorului Carnot alimentat cu praf de carbune. n data de 10 august 1893 n Maschinenfabrik Augsburg pornete pentru prima dat motorul inventat de el. Aprinderea carburantului n cilindru produsese o bubuitur att de puternic, inct a spart nite geamuri i aparate de msurat, motorul ns rmnnd intact. A mai durat ns nc patru ani, pn motorul a funcionat. El avea o putere de 20 CP.[1] El este angajat de Carl von Linde, apoi de productorul de fier MAN AG din Mnchen i mai trziu de Sulzer, companie de motoare din Elveia. Diesel mprumut idei de la fiecare i las o motenire bogat firmelor. 1892 - John Froelich construiete un tractor cu motor avnd drept combustibil petrolul. 1894 - Witte, Reid, and Fairbanks ncep construcia de motoare pe baz de petrol cu diverse sisteme de aprindere. 1896 - Hornsby construiete tractoare cu motor diesel i motoare pentru locomotive. 1897 - Winton produce i conduce primul automobil pe benzin din Statele Unite; mai trziu construiete fabrici de motoare diesel.10

1897 - Mirrlees, Watson & Yaryan construiesc primul motor diesel englez cu licen Rudolf Diesel. Acesta este expus n Science Museum din South Kensington, Londra

BIBLIOGRAFIE1.Gh.Fratila si altii Automobile. Cunoastere, interese de exploatare. Editura didactica si pedagogica, Bucuresti 2008, pag.455 2.Gh.Bobescu, C.Cofaru, A.Chiru, A.Radu Motoare pentru automobile si tractoare: Volumul I si II. 3.E. Michael, K. Serebryakov "Device car. " Publisher Mashinostroenie, Moscow 1985, 351 p 4. www.wikipedia.com

11