Modul de funcționare al motorului termic

    Presupun ca ați tot auzit vorbindu-se despre motoare pe benzină, diesel, cu ardere internă, termice. Denumirea completa a unui motor pentru automobile ar fi: motor termic, cu ardere internă, cu piston, în patru timpi.

    Prin definiție, un motor termic transformă căldura produsă prin arderea unui amestec combustibil în lucru mecanic. Se spune ca este cu ardere internă deoarece arderea combustibilului utilizat se face în interiorul motorului, produsele arderii intrând în componența amestecului combustibil. Pistonul, împreuna cu mecanismul bielă-manivelă are rolul de a transforma energia termică în energie mecanică. Patru timpi reprezintă succesiunea de transformări fizico-chimice ce au loc în motor pentru a efectua un ciclu motor complet.

Elementele componente ale motorului

    Astfel putem spune că motorul cu ardere internă, cu piston, este un motor termic care, prin evoluția amestecului combustibil, transformă energia termică în lucru mecanic. Evoluția amestecului combustibil în motor este realizată cu ajutorul pistonului, care, prin intermediul mecanismului bielă-manivelă, transformă mișcarea alternativă de translație în mișcare de rotație.

Secțiune printr-un motor termic

Foto: Secțiune printr-un motor termic.
Sursa: Wikimedia Commons

    În figura de mai sus se prezintă o secțiune printr-un motor termic cu piston:

  1. bujie (în cazul unui motor diesel locul bujiei este luat de injector)
  2. arbore cu came
  3. supapa de admisie
  4. galerie de admisie
  5. chiulasă
  6. blocul motor
  7. arbore cotit
  8. bielă
  9. piston
  10. bolț
  11. segmenți
  12. galerie de evacuare
  13. supapa de evacuare
  14. arbore cu came

    Pentru a înțelege mai bine amplasarea pistoanelor în raport cu arborele cotit în figura de mai jos se face reprezentarea spațială a unui motor cu patru cilindrii în linie și patru supape pe cilindru.

Vedere 3D a mecanismului motor

Foto: Vedere 3D a mecanismului motor
Sursa: Wikimedia Commons

    Elementele componente ale mecanismului motor:

  1. arbore cotit
  2. bielă
  3. piston
  4. supapă
  5. roți de antrenare arbori cu came
  6. arbore cu came
  7. tacheți

    Cunoscând elementele componente ale unui motor putem discuta despre principiul de funcționare. După cum am mai menționat un ciclu motor complet reprezintă succesiunea de operații care conduce la obținerea de lucru mecanic. Astfel putem deosebi: motoare în doi timpi și motoare în patru timpi. Deoarece automobilele sunt echipate într-o proporție foarte mare, aproape exclusiv, cu motoare în patru timpi, în acest articol, ne vom rezuma doar la studiul acestora.

Motor termic - PMI și PME

Foto: Punctele moarte, interior și exterior, ale unui piston.

Sursa: Wikimedia Commons

Definiția PMI și PME

    Înainte de a discuta ciclul motorului definim doi termeni des utilizați în domeniul motoarelor pentru automobile:

Punctul Mort Interior (PMI)

  • este poziția în care pistonul este cel mai aproape de chiulasă, iar axa bielei este în continuarea axei pistonului
  • este punctul în care viteza pistonul este nulă
  • este poziția pistonului la care corespunde volumului minim ocupat de fluidul motor în cilindru

Punctul Mort Exterior (PME)

  • este poziția în care pistonul este cel mai departe de chiulasă iar axa bielei este în continuarea axei pistonului
  • este punctul în care viteza pistonului este nulă
  • este poziția pistonului la care corespunde volumului maxim ocupat de fluidul motor în cilindru

Având toate noțiunile de baza putem trece la explicarea celor patru timpi care definesc un ciclu motor:

  • timpul 1: admisia sau admisiunea
  • timpul 2: comprimarea sau compresia
  • timpul 3: destinderea
  • timpul 4: evacuarea

Ciclul de funcționare în patru timpi al motorului

Timpul 1: ADMISIA

  • supapa de admisie este deschisă, aerul (diesel) sau amestec aer-combustibil (benzină) este introdus în cilindru
  • supapa de evacuare este închisă pentru a împiedica introducerea de gaze arse înapoi în cilindru
  • pistonul pleacă din PMI și se deplasează către PME

Admisia într-un motor cu ardere internă

Foto: Admisia într-un motor cu ardere internă.
Sursa: Wikimedia Commons

Timpul 2: COMPRIMAREA

  • ambele supape sunt închise
  • pistonul se deplasează de la PME la PMI comprimând aerul/amestecul carburant din interiorul cilindrului

Comprimarea într-un motor cu ardere internă

Foto: Comprimarea într-un motor cu ardere internă.
Sursa: Wikimedia Commons

Timpul 3: DESTINDEREA

  • ambele supape sunt închise
  • pistonul pleacă din PMI și se deplasează către PME fiind împins de presiunea generată în urma arderii amestecului carburant

Destinderea într-un motor cu ardere internă

Foto: Destinderea într-un motor cu ardere internă.
Sursa: Wikimedia Commons

Timpul 4: EVACUAREA

  • supapa de admisie este închisă
  • supapa de evacuare este deschisă
  • pistonul se deplasează de la PME la PMI evacuând gazele arse din interiorul cilindrului

Evacuarea într-un motor cu ardere internă

Foto: Evacuarea într-un motor cu ardere internă.
Sursa: Wikimedia Commons

    Rezultă că pentru a avea un ciclu motor complet arborele cotit trebuie să efectueze două rotații complete, cu alte cuvinte sa se rotească 720°.

    În animația de mai jos se poate observa succesiunea timpilor motorului împreună cu mișcarea pistonului în cilindru.

Succesiunea timpilor într-un motor cu ardere internă

Foto: Succesiunea timpilor într-un motor cu ardere internă
Sursa: Wikimedia Commons

Video - funcționarea unui motor cu ardere internă în patru timpi

Pentru a comenta articolul trebuie să vă înregistrați!

Comentarii

Login

Logo motorul anului