Curs PCMAI 2017 - Autovehicule Rutiere

1.-Noțiuni generale

Motorul cu ardere internă face parte din categoria mai largă a masinilor termice care

transformă căldura degajată la arderea unui combustibil în lucru mecanic prin intermediul evoluțiilor

unui fluid de lucru, denumit fluid motor.

La motorul cu ardere internă fluidul motor este încălzit prin arderea combustibilului in

interiorul cilindrului si conține produsele arderii. Evoluțiile fluidului motor sunt realizate prin miscarea

alternativă a pistonului în cilindru cu ajutorul mecanismului bielă-manivelă. Miscarea alternativă a

pistonului este transformată în miscare de rotație a arborelui cotit obținându-se astfel energie cinetică

de rotație care este usor de utilizat (miscarea de rotație se poate transmite, multiplica sau demultiplica

cu usurință).

Motorul cu ardere internă este alcătuit din următoarele părți importante: mecanismul motor,

ansamblul sistemelor complementare si aparatura pentru monitorizarea si controlul funcționării.

În fig. 1.1 se prezintă structura de bază a mecanismului motor, care este alcătuită din două

părți:

- părțile fixe: cilindrul, chiulasa si carterul;

- echipajul mobil, sau mecanismul motor, alcătuit din: ansamblul pistonului (pistonul

echipat cu segmenți si axul pistonului, denumit grup piston), biela si arborele cotit.

Fig.1.1. Schema constructiva de principiu a motorului în patru

timpi.

(1-cilindru, 2-chiulasă, 3-carter superior, 4-carter inferior, 5-piston, 6-

bielă, 7-arbore cotit, 8-supapă admisie, 9-canal de admisie, 10-colector de

admisie, 11-supapă de evacuare, 12-canal de evacuare, 13-colector de

evacuare, 14, 15-arbori cu came, 16-bujie/injector)

Ansamblul de sisteme complementare (denumite si sisteme auxiliare) care sunt necesare pentru

funcționarea motorului sunt:

- sistemul de distribuție, realizează procesele de schimbare a gazelor (sunt evacuate gazele

arse

după evoluția acestora în ciclul care s-a încheiat si se introduce în cilindru încărcătura

proaspătă pentru ciclul următor);

- sistemul de alimentare cu combustibil, are rolul de a realiza formarea amestecului aercombustibil

si de a regla doza ciclică de combustibil prin arderea căruia se obține căldura

transformată în lucru mecanic;

- sistemul de răcire, are rolul de a menține temperatura pieselor motorului în anumite limite,

regimul termic normal, regim la care se obțin cele mai bune performanțe ale motorului;

- sistemul de ungere, are rolul de a reduce lucrul mecanic de frecare dintre piesele motorului

în contact aflate în miscare relativă si uzura acestora;

- sistemul de pornire, antrenează motorul la turația necesară pornirii;

- sistemul de aprindere, necesar pentru realizarea aprinderii comandate (controlate) a

amestecului aer-combustibil la motorul cu aprindere prin scânteie (MAS).

Totalitatea evoluțiilor parcurse de fluidul motor, care se repetă periodic în cilindrul motorului,

constituie ciclul motor. Ciclul motorului este format din următoarele procese:

- procesul de admisie (denumit si proces de umplere), care constă în pătrunderea încărcăturii

proaspete în cilindru;

- procesul de comprimare, care constă în reducerea volumului ocupat de gaze în cilindru,

evoluție în care presiunea si temperatura cresc;

- procesul de ardere, prin care se produce transformarea energiei chimice a combustibilului

în căldură;

- procesul de destindere, evoluție în timpul căreia volumul ocupat de gaze în cilindru creste

si se produce lucru mecanic cedat pistonului;

- procesul de evacuare, în timpul căruia gazele arse sunt evacuate din cilindru.

În timpul desfăsurării ciclului, pistonul acționat de mecanismul bielă-manivelă ocupă două

poziții caracteristice în cilindru:

- PMI, punct mort interior - când volumul ocupat de gaze în cilindru este minim;

- PME, punct mort exterior - când volumul ocupat de gaze în cilindru este maxim.

Deplasarea pistonului între cele două puncte moarte reprezintă cursa pistonului, această

secvență fiind denumită si “timp” al motorului.

Numărul de curse ale pistonului pentru realizarea ciclului, reprezintă unul din cele mai

importante criterii pentru clasificarea motoarelor cu ardere internă.

Ciclul motorului poate fi realizat în patru curse ale pistonului - motoare în patru timpi, sau în

două curse ale pistonului - motoare în doi timpi.

Pentru a realiza funcționarea continuă (ciclică) a motorului, este necesară efectuarea proceselor

de schimbare a încărcăturii cilindrului. În cilindru este introdusă încărcătura proaspătă pentru ciclul

care urmează, după ce au fost evacuate gazele arse din ciclul precedent.

Încărcătura proaspătă poate fi:

- aer, când alimentarea cu combustibil este realizată în interiorul cilindrului;

- amestec aer + combustibil, când alimentarea cu combustibil este realizată în exteriorul

cilindrului.

Cel mai important criteriu de clasificare a motoarelor cu ardere internă este procedeul de

aprindere a amestecului aer-combustibil, deoarece diferențiază motoarele în clase care prezintă

importante deosebiri atât funcționale și constructive, cât și în ceea ce privește exploatarea și

performanțele tehnico-economice. După acest criteriu motoarele cu ardere internă sunt de două tipuri:

- motoare cu aprindere prin scânteie (MAS), la care amestecul aer-combustibil (aer-benzină)

este aprins prin declanșarea unei scântei electrice între electrozii dispusă în camera de

ardere, (aprindere forțată, sau aprindere comandată);

- motoare cu aprindere prin comprimare (MAC), sau motoare diesel -, la care aprinderea

combustibilului (motorina) care este injectat în camera de ardere cu avans față de PMI are

loc prin contact cu aerul încălzit în timpul procesului de comprimare, proces denumit

autoaprindere