Motors Tèrmics (Resum) (2016)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Ingeniería Química - 3º curso
Asignatura Termotecnia
Profesor
Año del apunte 2016
Páginas 4
Fecha de subida 09/11/2017
Descargas 0
Subido por

Vista previa del texto

MOTORS TÈRIMICS 1. CONCEPTES FONAMENTALS Els motors tèrmics són màquines que tenen per objectiu transformar l’energia calorífica obtinguda de la combustió de combustibles líquids en energia mecànica directament utilitzable.
El treball útil és executat per òrgans de moviment alternatiu, per rotors en moviment rotatiu o directament pel raig de gas.
Podem classificar els motors tèrmics en alternatius, rotatius (incloses les turbines) i de raig.
El moviment dels òrgans que composen els motors alternatius i rotatius es generat per un fluid anomenat fluid operant o fluid actiu. A més a més, aquest també serveix per bescanviar calor entre els diversos punts del vehicle.
Els motors tèrmics són de combustió externao exotèrmics si aquesta es verifica fora del fluid actiu o de combustió interna o endotèrmics quan el combustible és cremat en el mateix fluids. Són motors exotèrmics les màquines de vapor i les turbines de cicle tancat.
En els motors endotèrmics, el fluid operant està constituït per una barreja entre combustible i comburent. Aquest últim, subministra l’oxigen necessari per a la combustió. L’aire de l’atmosfera és un exemple de comburent gratuït El treball produït per un motor és directament proporcional a la diferència de temperatures entre la combustió i la corresponent a l’escapament.
Els motors alternatius es divideixen en dues grans classes fonamentals segons com es produeixi la combustió. Són els motors d’encesa per guspira (EB) i els motors d’encesa per compressió (EC) 2. ESQUEMA I NOMENCLATURA La Figura 1 representa, de forma esquemàtica, la secció transversal d’un motor endotèrmic alternatiu d’EB. De totes formes, les parts dels motors alternatius d’EB i d’EC són en essència, les mateixes.
El cilindre és el contenidor que mou el pistó amb moviment rectilini alternatiu. El cilindre forma part del bloc de cilindres o monobloc. Aquest, a la vegada, forma part de la bancada que es pot considerar part fonamental del motor. La part superior del cilindre està tancant per la culata. El volum comprès en el cilindre entre la culata i el pistó representa la cambra de combustió en la que es crema la barreja d’aire i combustible. Aquesta barreja, en el motor EB, es forma al carburador i entra al cilindre a través del conducte i la vàlvula d’aspiració.
d’aspiració La vàlvula de papallona serveix per regular la quantitat de barreja entrant.
En els motors d’EC, el combustible s’introdueix al cilindre mitjançant un injector i es regula mitjançant una bomba d’injecció.
En els motors rs EB s’inicia en saltar la guspira entre els els elèctrodes de la bugia i en els motors EC, per la combustió espontània del combustible polvoritzat per l’injector.
El pistó o èmbol, equipat d’anells de compressió per evitar fug fugues de gas entre el pistó i el cilindre transmet el gas a traves del pern a la biella i aquesta, a la manovella de l’eix l’ del cigonyal.. La biela biela-manovella transformen el moviment lineal alternatiu del pistó en moviment rotatiu alternatiu, que gira entre coixinets de bancada.
La vàlvula d’escapament i el col·lector d’escapament expulsen a l’exterior els productes de la combustió.
Tant la vàlvula d’aspiració com la d’escapament estan accionades per òrgans de distribució, distribució, accionats per l’eix cigonyal mitjançant una cadena o engranatges.
Figura 1Esquema d’un motor alternatiu Per a l’estudi dels motors endotèrmics és necessari conèixer la terminologia universalment:         Punt mort superior (PMS). Posició del pistó més propera a la culata Punt mort inferior (PMI) Posició del pistó més allunyada de la culata Diàmetre (Bore). Diàmetre interior del cilindre (mm) Carrera (Stroke). Distància entre PMS i PMI. Generalment coincideix amb el doble del radi de la manovella de l’eix del cigonyal. (mm) Volum total del cilindre (V1). Està comprès entre la culata i el pistó quan aquest es troba al P.M.I. (cm3) Volum de la cambra de combustió (V2). Està comprès entre la culata i el pistó quan aquest es troba al P.M.S. (cm3) Volum desallotjat pel pistó o cilindrada (V1-V2). És el generador pel pistó en el seu moviment alternatiu des del PMS al PMI. (cm3) Relació volumètrica de compressió (ρ). Relació entre el volum total del cilindre i el volum de la cambra de combustió. (ρ=V1/V2).
3. CICLES OPERATIUS: DE 4 I DE 2 TEMPS El cicle operatiu és la successió d’operacions que el fluid actiu executa al cilindre i repeteix amb periodicitat. La duració del cicle operatiu és la mesurada pel nombre de carreres efectuades pel pistó per a realitzar-lo. Es diu que els motors són de 4 temps quan el cicle es realitza en 4 carreres del pistó i de 2 temps quan ho fa en 2.
El cicle de 4 temps compren les quatre fases que es mostren a la Figura 2: a) Admissió de la càrrega al cilindre: el pistó a la carrera cap a la part inferior crea una aspiració del fluid al cilindre. A la cambra de combustió s’obre la vàlvula d’aspiració per permetre l’entrada d’aire. La vàlvula es tanca un cop realitzada la carrera b) Compressió de la càrrega: Tancada la vàlvula d’aspiració, la càrrega és comprimida fins a un valor màxim, que s’assoleix al final de la carrera.
c) Combustió i expansió: Poc després del final de la carrera de compressió es produeix l’encesa per mitjà d’una guspira o per encesa espontània del combustible. La pressió en aquest punt augmenta significativament i el pistó és impulsat cap a la part inferior, donant lloc a que els gasos comencin a sortir.
d) Expulsió o escapamentdels productes derivats de la combustió: Durant la següent carrera de retorn cap al PMS el pistó expulsa el els gasos de la combustió a través de la vàlvula d’escapament.
Figura 2Fases del cicle de 4 temps En els motors tèrmics de 2 temps, el cicle operatiu és realitzat en dues carreres carreres; és necessari cessari doncs, que el fluid actiu sigui prèviament comprimit per poder entrar al cilindre i que l’escapament dels gasos es realitzi per la seva pròpia pressió.
La distribució del fluid es pot realitzar sense o amb vàlvules.
Figura 3Fases del cicle de 2 temps per un motor sense vàlvules a) el primer temps correspon a la carrera cap a la part inferior, que s’inicia amb l’encesa i la combustió i segueix amb la expansió.
...

Comprar Previsualizar