Motorul Diesel

Capitolul 1

Tema de necesitate.Tema proiectului

Un piston este un organ

de maşină, care are o

mişcare rectilinie alternativă

într-un cilindru şi care serveşte

la închiderea unui spaţiu de

volum variabil al cilindrului,

umplut cu aer, amestec

carburant sau cu un fluid sub

presiune. Pistonul e folosit

pentru transformarea

energiei interne în lucru

mecanic la maşinile motoare,

sau invers, la maşinile generatoare.

În primul caz pistonul

este acţionat de energia internă,

iar în al doilea el acţionează asupra aerului sau fluidului (compresor, motor hidraulic). De obicei pistonul este cuplat la un mecanism bielă-manivelă, care transformă mişcarea rectilinie în mişcare circulară (la motoare) şi invers (la pompe). Pistonul este utilizat ca element constructiv şi în realizarea pompelor cu piston, care se aseamănă ca principiu de funcţionare cu compresoarele. Pistoanele sunt fabricate mai ales din fontă turnată sau din aliaje metalice uşoare, care au proprietăţi stabile la încălzire.

La maşinile termice la care distribuţia se face prin ferestre, pistonul are şi funcţia de a le deschide sau închide.

Capul, care are rolul de a prelua presiunea, de a da forma camera de lucru (camera de ardere la motoare, respectiv spaţiul vătămător la compresoare cu piston), iar la unele pistoane (la procedeul de injecţie Meurer de la motoarele diesel) şi de a vaporiza combustibilul poate fi: plat, concav, convex, convex profilat, concav profilat. Forma capului mai depinde de raportul de comprimare, forma camerei de ardere, poziţia supapelor. Una din forme ale capului pistonului este; capul cu deflector.

Fusta, sau mantaua, care are rolul de a ghida pistonul în cilindru la pistoanele care nu sunt ghidate de tije cu cap de cruce.

Umerii, care sunt nişte bosaje care permit realizarea unei suprafeţe de contact suficiente între piston şi bolţ, la pistoanele care nu transmit forţa prin tije cu cap de cruce, alezajul pentru bolt este decalat (0,5-1,5mm) spre stânga axei cilindrului în sens opus celui de rotaţie a motorului pentru reducerea cuplului de basculare a pistonului şi micşorarea bătăilor acestuia pe cilindrii .

Canalele pentru segmenţi, care servesc ca suport şi ghidaj pentru segmenţii (care asigură etanşarea cilindrului). Unele pistoane, au în canalul primului segment de compresie, încorporat circular un inel de oţel, deoarece materialul din dreptul acestui canal îşi pierde mai uşor duritatea. La mai, canalul pentru segmentul de ungere are orificii pentru scurgerea uleiului răzuit de pe cilindrii.

Capitolul 2

Necesitate realizarii produsului

Motorul Diesel este un motor cu combustie internă, mai exact este un motor cu aprindere prin compresie, în care combustibilul se detonează doar prin temperatura ridicată creată de comprimarea amestecului aer-carburant, şi nu prin utilizarea unui dispozitiv auxiliar, aşa cum ar fi bujia în cazul motorului pe benzină.

Motoarele Diesel sau pe benzină sunt în 2 timpi sau în 4 timpi. Majoritatea motoarelor sunt în 4 timpi, dar unele motoare mari funționează în 2 timpi, în principal cele de pe nave. Majoritatea locomotivelor moderne folosesc motoare Diesel în 2 timpi, cuplate la generatoare electrice ce acționeză motoare electrice, eliminând nevoia transmisiei. Pentru cresterea presiunii în cilindrii s-a folosit supraalimentarea, mai ales la motoarele Diesel în doi timpi care au două curse utile per rotaţie a arborelului cotit.

În mod normal, cilindrii sunt multipli de doi, dar se pot folosi orice număr de cilindri, atât timp cât sunt eliminate vibraţiile excesive. Cea mai folosită configuraţie este cea de 6 cilindrii în linie, dar sunt folosiţi şi 8 cilindrii în V sau 4 în linie. Motoarele de mică capacitate (în special cele sub 5000 cmc) au de obicei 4 (majoritatea lor) sau 6 cilindrii, fiind folosite la autoturisme. Există şi motoare cu 5 cilindrii, un compromis între funcţionarea lină a unuia de 6 cilindrii şi dimensiunile reduse ale unuia de 4 cilindrii. Motoarele Diesel pentru întrebuinţări curente (bărci, generatoare, pompe) au 4, 3 si 2 cilindrii sau un singur cilindru pentru capacităţi mici.

În dorinţa de a îmbunătăţii raportul greutate/putere s-au adus inovaţii privind dispunerea cilindrilor pentru a obţine mai multă putere per cilindree. Cel mai cunoscut este motorul Napier Deltic, cu trei cilindri dispuşi sub formă de triunghi, fiecare cilindru având 2 pistoane cu acţiune opusă, întregul motor având 3 arbori cotiţi. Compania de camioane Commer din Marea Britanie a folosit un motor asemănător pentru vehiculele sale, proiectat de Tillings-Stevens, membru al Grupului Rootes, numit TS3. Motorul TS3 avea 3 cilindri în linie, dispuşi orizontal, fiecare cu 2 pistoane cu acţiune opusă concectate la arborele cotit printr-un mecanism de tip culbutor. Deşi ambele soluţii tehnice produceau o putere mare pentru cilindreea lor, motoarele erau complexe, scumpe de produs şi întreţinut, iar când tehnica supraalimentarii s-a îmbunătăţit în anii 1960, aceasta a devenit o solutie viabilă pentru creşterea puterii.

Înainte de 1949, Sulzer a construit, experimental, motoare în doi timpi supraalimentate la 6 atmosfere a căror putere era obţinută cu ajutorul unor turbine acţionate de gazele de evacuare.