MAC 4 Cilindrii în Linie

Să se proiecteze un motor tip m.a.c., cu ciclul în 4 timpi cu următoarele caracteristice:

- Diametrul x cursa : 83 x 88 [mm x mm];

- Numărul şi dispunerea cilindrilor: i = 4L;

- Puterea efectivă nominală: Pen = 68 [kW];

- Turaţia de putere nominală: nn = 4000 [rot/min];

- Momentul motor maxim: Me max = 196 [Nm];

- Turaţia de moment maxim: nM = 2250 [rot/min];

- Raportul de comprimare

Capitolul 1. Motorul cu ardere internă

1. Stabilirea dimensiunilor principale ale motorului

Motorul cu ardere internă este un agregat termic, din care căldura produsă prin arderea unui combustibil se transformă în lucru mecanic. Combustibilii pot să fie amestecuri de benzină cu aer, amestecuri de motorină cu aer, sau gaze. În cazul de faţă combustibilul ce urmează a fi ars in camera de ardere este motorina. Caracteristica principală a motoarelor cu ardere internă este faptul că, atât procesul de ardere (transformarea energiei chimice a combustibilului în căldură), cât şi procesul de transformare a căldurii în lucru mecanic se desfăşoară în interiorul cilindrului motorului.

Schema de principiu, după care lucrează un motor cu ardere internă este cea prezentată în figura 1.1.

Pistonul, notat cu “1” acţionează manivela “3” a arborelui cotit prin intermediul bielei “4” se deplasează în cilindrul “2”. În capul cilindrului se găseşte chiulasa “5”, în care sunt amplasate supapa de admisie (SA)”6”, care comandă intrarea în cilindru a gazelor proaspete şi supapa de evacuare (SE) ”7”, care comandă ieşirea gazelor arse. Deschiderea şi închiderea supapelor este comandată de un arbore cu came (eventual prin intermediul tijelor împingătoare şi culbutorilor), antrenat de la arborele cotit cu o viteză unghiulară de două ori mai mică ca a acestuia. La cealaltă extremitate a cilindrului se găseşte carterul superior “8”, pe care sunt dispuse lagărele arborelui cotit, care face corp comun cu blocul cilindrilor şi carterul inferior “9”, sau baia de ulei, în care se găseşte ulei de ungere.

1.1 Determinarea alezajului cilindrului şi a cursei pistonului

Punct mort interior (p.m.i.) este poziţia extremă a pistonului corespunzătoare volumului minim ocupat de gaze (Vc), sau poziţia pistonului corespunzătoare distanţei maxime dintre acesta şi axa de rotaţie a arborelui cotit , poziţie pentru care .

Punct mort exterior (p.m.e) este poziţia extremă a pistonului corespunzătoare distanţei minime dintre acesta şi axa de rotaţie a arborelui cotit, poziţie pentru care .

Cursa pistonului (S) este spaţiul parcurs de piston intre cele două puncte moarte. , - reprezintă raza manivelei.

88 , impus prin tema de proiectat, deci 88/2=44

Alezajul (D) – reprezintă diametrul interior al cilindrului, 83 , impus prin tema de proiectat.

1.2 Adoptarea (calcularea) celorlalte dimensiuni ale motorului

Raportul cursă alezaj () este un parametru constructiv al motoarelor şi se exprimă prin relaţia:

Deoarece 1.060 (S>D)  că avem un motor suprapătrat. Pentru m.a.c.  trebuie să se încadrează în limitele

Cilindreea unitară(Vs) – reprezintă volumul generat de piston prin deplasarea sa între cele două puncte moarte, pe cursa S.

unde alezajul şi cursa pistonului.

Cilindreea totală (Vt) – reprezintă suma cilindreelor unitare ale tuturor cilindrilor. Cum cilindrii unui motor policilindric sunt, constructivi, identici, rezultă formula:

unde: numărul de cilindrii ai motorului.

Volumul camerei de ardere (Vc) este volumul minim ocupat de fluidul motor, când pistonul se găseşte la p.m.i.

Volumul cilindrului (Va) – reprezintă volumul maxim ocupat de fluidul motor când pistonul se găseşte la p.m.e.

Raportul de comprimare ( ) – reprezintă volumul maxim ocupat de fluidul motor când pistonul se găseşte la p.m.e. şi volumul minim ocupat de acesta când pistonul se găseşte la p.m.i. , dat prin tema de proiectat. Deci vom avea: