Calculul și construcția motoarelor cu ardere internă

CAPITOLUL 1

STADIUL ACTUAL AL DEZVOLTARII MOTOARELOR

Avand in vedere cresterea rapida a consumului de combustibil si rezervele limitate de combustibil se impune rezolvarea unor probleme fundamentale de consum

Una din aceste probleme este si cea a reduceri consumului de carburant la automobil. In consecinta se urmareste orce solutie care duce la o folosire mai eficienta a energiei combustibililor,deci la un randament termic mai ridicat.

O particularitate fundamentala a motoarelor de automobilo constitue marea varietate a regimurilor de functionale(sarcna si turatie).Dintre acestea, o pondere importanta o au de sarcini mici si mijlocii, functionarea la aceste regimuri fiind definitorie pentru economicitaea si gradul de umplere al motorului.

Din pacate dupa cum se observa din figura 1.1 in cazul acestor regimuricu frecventa mare de functionare(RFM), randamentul efectiv scade pana la jumatate din valoarea maxima inregistrata la sarcina plina,iar consumul specific la combustibil creste foarte mult fata de Cemin.

In concluzie sunt cautate solutiile contructive care actioneaza indeosebi in zona RFM, pentru a determina o crestere a randamentului termic.

Este important de stiut ca eficienta mijloacelor de crestere a randamentului utilizarii energiei primare de catre motorul de automobil, dupa o crestere insemnata la inceputul dezvoltarii sale a intratin faza in care nu mai sunt de asteptat modificari insemnate, prin perfectionarea solutiilor exstente,salturi mari se vor obtine prin proictarea de noi solutii care sa utilizeze mai eficient energia primara.

Astfel, motorul - in etapele sale de evolutie - a trecut de la un reglaj manual al avansului la aprindere, la actualul delcou care inseamna un reglaj automat in functie de sarcina si turatie.De asemenea, carburatorul a devenit din ce in ce mai sofisticat, iar in cele din urma s-a trecut la actualul sistem de injectie electronica de benzina, in care dozajul se face in functie de sarcina, turatie, temperatura si alti parametrii de functionare - adica tot la un sistem de functionare automat. In plus fata de acestea, se vorbeste tot mai mult de renuntarea la actualul sistem de distributie fixa - optimizat pentru un singur regim de functionare (de regula, regimul sarcinilor mari) - si trecerea la un sistem de distributie variabila cu sarcina si, mai putin, cu turatia.

Este deci absolut logica, in evolutia motorului, trecerea la automatizarea proceselor fundamentale, respectiv la variatia raportului de comprimare.

CAPITOLUL 2

PRINCIPIUL DE FUNCTIONARE A MOTORULUI

RAPORTUL DE COMPRIMARE

Se stie ca, intr-un motor in 4 timpi, amestecul aer-combustibil din interiorul cilindrului este supus, in timpul comprimarii si arderii, unor transformari din care rezulta variatii mari ale presiunii, volumului si temperaturii. Analiza termodinamica a procesului arata ca maximul randamentului termic se obtine atunci cand arderea amestecului are loc in cel mai mic volum posibil si la cea mai mare temperatura posibila. Aceasta inseamna ca amestecul trebuie sa fie comprimat inainte de aprindere, insa, intr-un motor real, comprimarea este limitata de aparitia detonatiei. De asemenea, temperaturile inalte duc la aparitia emisiilor de NO (un amestec de oxizi de azot - NO si No2 , de obicei) in gazele de evacuare si deci, la depasirea limitelor impuse prin regulamentele internationale.

Tinand cont de aceste constrangeri, volumul dar si forma camerei de ardere sunt alese cu grija pentru a furniza conditii optime de ardere.

In concluzie, pentru a obtine o putere si un randament termic marit, un motor trebuie sa aiba posibilitatea modificarii raportului de comprimare in functie de sarcina si de turatie.

In publicatiile aparute pana in prezent exista o anumita neconcordanta, in ceea ce priveste definitia raportului de comprimare.De aceea este necesara stabilirea cu exactitate a notiunii de raport de comprimare.

Astfel:

Tuttle (4) introduce termenul de "volum efectiv al cilindrului" , ce reprezinta volumul situat deasupra cilindrului in momentul inchiderii supapei de admisie. Potrivit lui, raportul de comprimare reprezinta raportul dintre volumul efectiv al cilindrului si volumul camerei de ardere;