Calculul și construcția motoarelor cu ardere internă

1.1.Analiza motorului

Tema de proiect este un motor cu 103 kW, iar ca model am ales un motor cu aprindere prin comprimare, folosit pe Lancia Lybra 2.4 JTD si Alfa Romeo 166 2.4 JTD, cu urmatoarele caracteristici:

• numarul de timpi, τ = 4

• numarul de cilindrii si dispunerea lor: i = 5, dispusi în linie

• tipul admisiei: fortata (supraalimentare cu turbosuflanta)

• raport de comprimare: ε = 18.45

• cilindree: Vh= 2387 cm3

• cursa pistonului: S = 90.4 mm

• alezaj : D = 82mm

• raportul cursa/alezaj : ψ = 1,1

• arhitectura camerei de ardere : camera unitara normala

• mecanismul de distributie : un arbore cu came în chiulasa antrenat prin

curea, 2 supape pe cilindru

• sistem de alimentare cu combustibil : Common Rail

• felul răcirii : cu lichid

• ungerea se realizează sub presiune

• putere maxima: P = 103 kW

• turatia motorului : n =4000 rot/min

Solutia constructiva

Motorul proiectat face parte, dupa puterea nominala si utilizare, din categoria motoarelor de autoturisme. Pentru ca autoturismele echipate cu astfel de motoare sa aiba performante mai ridicate se cer indeplinite cateva cerinte mai importante cu privire la motor:

• compactitate ridicata;

• masa si gabarit reduse si grad de fortare a motorului mare

• poluare chimica (prin noxele din gazele de evacuare, scapari de combustibil) si sonora (zgomot) a mediului ambient cat mai redusa potrivit normelor internationale;

• cuplu ridicat.

1.1.1. Numarul de timpi ai ciclului motor

Pentru motorul ce se proiecteaza s-a adoptat ciclul in patru timpi (τ=4), datorita dezavantajelor motoarelor in doi timpi: randament efectiv redus din cauza desfasurarii schimbarii gazelor in conditii mai dificile, ceea ce conduce si la un grad mai mare de poluare a mediului prin emisiile de noxe din gazele de evacuare, din cauza absentei mecanismului de distributie la aceste motoare.

1.1.2. Combustibilul utilizat

S-a ales combustibilul de natura petroliera, motorina, inca utilizat la marea majoritate a motoarelor cu aprindere prin comprimare, amestecul aer-combustibil avand loc in interiorul cilindrului prin injectie la sfarsitul cursei de comprimare.

1.1.3.Tipul admisiei

Motoarele in patru timpi pot avea admisia normala (aspiratie) sau fortata (prin supraalimentare). Supraalimentarea astazi, reprezinta principala cale de sporire a puterii litrice.

Singurul dezavantaj il constituie inertia pe care o manifesta grupul de supraalimentare in regimuri tranzitorii, care duce la aparitia fumului in gazele de evacuare la pornire si la accelerare.

Modelele analizate au tipul admisiei fortata, aceasta fiind realizata cu ajutorul unei turbosuflante. Motorul proiectat va avea admisie fortata cu turbosuflanta.

1.1.4.Procedeul de ardere si coeficientul de exces de aer (λ)

Procedeul de ardere in volum se poate realiza in camera de ardere unitara (injectie directa) sau divizata (cu camera separata de preardere numitã antecamera separata de vartej).

Injectia directa prezinta fata de camera de ardere divizata avantajul compactitatii camerei care determina pierderi termice sigazodinamice mai mici.

Pentru motorul ce se proiecteaza s-a ales injectia direct in volum, tinand cont de faptul ca motorul va fi unul supraalimentat, s-a ales coeficientul de exces de aer λ=1.4.

1.1.5.Raportul de comprimare (ε)

Pentru motorul proiectat s-a ales ε=18.45 deoarece raportului de comprimare reprezinta principala cale de sporire a economicitatii motorului cu ardere interna. La MAC, valoarea maxima a raportului de comprimare este limitata de nivelul solicitarilor termice si mecanice acceptabile. Pentru acest motiv motoarele cu injectie directa, mai ales cele supraalimentate, utilizeaza valori mai reduse pentru raportul de comprimare (ε) decat cele cu camera de ardere divizata, aspirate.