CCMAI

Curs 1 - C.C.M.A.I.

Cap. 1. Dinamica motoarelor cu ardere interna

1.1. Introducere asupra marimilor caracteristice ale motoarelor

S-a observat in descrierea functionarii motoarelor cu piston in doi timpi, Ċm=2, si patru

timpi, Ċm=4, utilizarea expresiilor "limita inferioara/superioara a cursei pistonului", inteleg`nd

prin acestea, pozitiile extreme pe care le atinge pistonul in deplasarea sa in cilindru. #n

dezvoltarea curselor ascendente sau descendente, pistonul are o miscare de translatie, limitele

deplasarii acestuia purt`nd numele de "puncte moarte".

Punctul mort interior, notat cu pmi, defineste pozitia extrema a pistonului

corespuzatoare volumului minim ocupat de fluidul de lucru, echivalenta limitei superioare a

cursei ascendente a pistonului. Punctul mort exterior, notat cu pme, defineste pozitia extrema

a pistonului corespuzatoare volumului maxim ocupat de fluidul de lucru, echivalenta limitei

inferioare a cursei descendente a pistonului.

Cursa pistonului reprezinta deplasarea acestuia intre doua puncte moarte consecutive.

Se noteaza cu S si se masoara in ƒËmmƒÍ. Diametrul cilindrului in interiorul caruia pistonul

efectueaza miscarea de translatie, se numeste alezaj, not`ndu-se cu D si se masoara in ƒËmmƒÍ.

Raportul format de cursa si alezaj, reprezinta un parametru important al motorului,

fiind dat de relatia,

S

D

ƒÚ ƒ­ , (1.1)

in functie de valoarea acestuia, motoarele put`nd fi clasificate astfel:

„« motoare subpatrate, ƒÚ<1

„« motoare patrate, ƒÚ=1

„« motoare suprapatrate, ƒÚ>1.

Valoric, pentru MAS, ƒÚ = 0,77...1,4;

pentru MAC, ƒÚ = 0,96...1,5.

Cu ajutorul cursei S si al alezajului D, suntem in masura de a aprecia volumul generat

de catre piston in cilindru, prin deplasarea sa intre pmi si pme.

Acest volum se numeste capacitate cilindrica sau cilindree unitara, si este exprimat

prin relatia,

2

S

V D S

4

Ĉ

ƒ­ ƒËmm3ƒÍ (1.2)

Suma cilindreelor unitare ale cilindrilor unui motor, poarta numele de cilindree totala

sau litraj, fiind data de relatia,

Vt = i„ªVS (1.3)

unde i reprezinta numarul de cilindri ai motorului.

Volumul minim ocupat de fluidul motor, se noteaza cu VC, si reprezinta volumul

camerei de ardere, iar volumul maxim din cilindru, notat VA, este dat de suma cilindreei

unitare si a volumului camerei de ardere,

VA = VS + VC S V

1

ƒÕ

ƒ­ „ª

ƒÕ ƒ{

, (1.4)

put`nd introduce astfel notiunea de raport de comprimare, reprezent`nd raportul dintre

volumul maxim ocupat de fluidul motor si volumul camerei de ardere, dat de relatia,

A C S S

C C C

V V V 1 V

V V V

ƒy

ƒÕ ƒ­ ƒ­ ƒ­ ƒy (1.5)

2

Raportul de comprimare descrie de c`te ori se micsoreaza volumul cilindrului, adica de

c`te ori se comprima fluidul de lucru la deplasarea pistonului din pme in pmi. Pentru MAS,

valoric avem ƒÕ = 6...12; iar pentru MAC, ƒÕ = 15...23.

O alta marime importanta pentru motoarele cu ardere interna, o reprezinta numarul de

turatii efectuate de arborele cotit intr-un minut, denumita pe scurt turatie si notata cu n,

conduc`ndu-ne la alt parametru care caracterizeaza rapiditatea si constructia motoarelor, si

anume, viteza medie a pistonului.

Consider`nd faptul ca la o rotatie a arborelui cotit, pistonul parcurge spatiul 2„ªS, putem

exprima viteza medie a pistonului astfel,

med

v 2S 2Sn 2r n 2 r 60 60 30

n

Ĉ

ƒ­ ƒ­ ƒ­ ƒ­ ƒç

Ĉ Ĉ

ƒËm/sƒÍ (1.6)

unde,

č - viteza unghiulara a arborelui cotit, data de relatia,

d 2 n

d 60 30

n

Ą Ĉ Ĉ

ƒç ƒ­ ƒ­ ƒ­

Ċ

ƒËrad/secƒÍ, ƒÑ ƒË„aRACƒÍ reprezent`nd unghiul de rotatie pe care il

face manivela arborelui cotit cu axa cilindrului, iar Ċ este timpul;

r - raza manivelei arborelui cotit, r = S/2, introdusa in relatia 1.6 in ƒËmƒÍ;

n - turatia motorului masurata in ƒËrot/minƒÍ.

#n continuare introducem un parametru constructiv care influenteaza cinematica

mecanismului motor si reprezinta raportul dintre raza manivelei si lungimea bielei, dat de

relatia,

r S

L 2L

ƒ¼ ƒ­ ƒ­ (1.7)

unde L reprezinta lungimea bielei.

Raportul constructiv ƒ¼ are aproximativ valorile 1/3...1/5, acestea influent`nd lungimea

bielei, si implicit gabaritul motorului.