Motoare cu carburator - cu aceste motoare sunt echipate in general automobilele. Ele se mai folosesc si pe unele tractoare de putere mare, ca motoare de pornire.

La motoarele cu aprindere prin scanteie cei patru timpi de lucru corespunzatori celor patru curse ale pistonului, se realizeaza in felul urmator:


Timpul I

Admisia amestecului carburantului in cilindrul motorului are drept scop umplerea cilindrului cu amestec carburant si se efectueaza prin deplasarea pistonului de la punctul mort interior la punctul exterior. Pe tot acest parcurs, orificiul de admisie este deschis de supapa respectiva, iar cel de evacuare se inchide la scurt timp dupa ce pistonul incepe sa se deplaseze. Prin deplasarea pistonului, in cilindru se creeaza o depresiune datorita careia, aerul atmosferic este absorbit prin camera de amestec a carburatorului. Aici intalneste benzina care ajunge printr-un tub, o vaporizeaza si se formeaza amestecul carburant. Acesta trece prin canalizarii si intra in cilindru prin orificiul de admisie. In momentul in care pistonul a ajuns la punctul mort exterior, amestecul carburant ocupa tot volumul cilindrului - volumul de admisie.

Ca urmare a depresiunii create in cilindru, pe tot parcursul admisiei presiunea amestecului carburant este ceva mai mica decat presiunea atmosferica, adica 0,75-0,95 daN/cm2, iar temperatura creste la circa 373°K. Temperatura amestecului creste datorita gazelor arse neevacuate si a pieselor incalzite ale motorului (cilindrul, chiulasa, supapele, pistonul etc.) cu care vine in contact.

Puterea pe care o dezvolta motorul depinde in mare masura de cantitatea de amestec carburant admisa in cilindri lui. Cu cat aceasta cantitate este mai mare, cu atat puterea motorului creste. In acest scop, orificiul de admisie se deschide inainte ca pistonul sa ajunga la punctul mort interior (avans la deschiderea supapei de admisie) si se inchide in cursa urmatoare, dupa ce pistonul a trecut de punctul mort exterior (intarziere la inchiderea supapei de admisie). In aceasta situatie admisia amestecului carburant continua in virtutea inertiei si dupa ce pistonul se deplaseaza de la punctul mort exterior spre punctul mort interior, asigurandu-se o umplere mai buna a cilindrului cu amestec carburant.


Timpul II

Comprimarea amestecului carburant este procesul de lucru prin care presiunea amestecului carburant aspirat in timpul admisiei creste.

Procesul comprimarii se realizeaza atunci cand pistonul se deplaseaza de la punctul mort exterior la punctul mort interior. Dupa un timp scurt de la inceputul deplasarii spre punctul mort interior, se inchide supapa de admisie. In acest moment se sfarseste admisia si ambele supape sunt inchise. Amestecul carburant este comprimat, progresiv pana cand pistonul ajunge la punctul mort interior, ocupand numai volumul camerei de compresie.

Ca urmare, presiunea amestecului carburant se ridica la 5-10 daN/cm2, iar temperatura ajunge la 500-600°K.
Cu putin inainte ca pistonul sa ajunga la un punct mort interior o scanteie electrica data de bujie, aprinde amestecul si astfel are loc arderea rapida, sub forma de explozie.
Dupa ardere rezulta gaze cu o presiune de 25-40 daN/cm2 si temperatura de 2273-2573°K.


Timpul III

Detenta sau destinderea gazelor este procesul prin care gazele care au rezultat in urma arderii isi maresc volumul si astfel deplaseaza pistonul de la punctul mort interior la punctul mort exterior. Pe tot acest parcurs, ambele supape inchid orificiile respective, iar gazele de ardere, prin destinderea lor, dau nastere la o forta care actioneaza asupra pistonului si prin biela se transmite la arborele motor.

Acesta este timpul motric, cursa motrica sau utila, care produce lucru mecanic necesar functionarii motorului si folosirii lui in diferite scopuri.
La sfarsitul detentei presiunea gazelor scade, ajungand la 2-4 daN/cm2, iar temperatura este de 1073-1273°K.
Cu putin inainte ca pistonul sa ajunga la punctul mort exterior se deschide supapa de evacuare si incepe evacuarea care are loc pana la sfarsitul cursei si in continuare, dupa cum rezulta mai jos.


Timpul IV

Evacuarea gazelor de ardere este procesul care are loc in timp ce pistonul se deplaseaza de la punctul mort exterior la punctul mort interior. Orificiul de evacuare este deschis de supapa respectiva, iar cel de admisie este inchis, ceea ce permite iesirea gazelor din cilindru.

In timpul evacuarii, presiunea gazelor arse este de 1,1-1,25 daN/cm2, iar temperatura este de cca 873-1073°K.
Cu putin inainte ca pistonul sa ajunga la punctul mort interior, supapa de admisie se deschide si incepe admisia cu avans, pentru ciclul urmator.

Se impune o cat mai buna evacuare de gazele de ardere, pentru ca ramanerea lor in cilindru reprezinta reducerea incarcaturii proaspete, adica a cantitatii de amestec carburant. De aceea, supapa de evacuare trebuie sa se deschida cu avans, spre sfarsitul detentei (avans la deschiderea supapei de evacuare) si se inchide cu intarziere dupa ce pistonul a trecut de punctul mort interior (intarziere la inchiderea supapei de evacuare).

Trebuie mentionat ca, la sfarsitul evacuarii si inceputul admisiei, ambele orificii sunt deschise de supapele respective. Este fenomenul de incalecare a supapelor. Acest fenomen este nedorit, pentru ca amestecul carburant admis antreneaza si retine in cilindru gaze arse, care ocupa locul celor proaspete si este inevitabil, pentru ca supapele trebuie sa se deschida pe o perioada mai lunga. Deschiderea supapelor pe durate mai lungi asigura o golire buna a cilindrilor de gaze arse si umplerea corespunzatoare cu amestec proaspat, ceea ce asigura marirea puterii motorului.

Din cei patru timpi ai motorului numai unul este motric - detenta sau destinderea - pentru ca produce energia mecanica si trei sunt rezistenti - admisia, comprimarea si evacuarea - deoarece consuma energie mecanica.




Motoarele diesel

Comprimarea unui gaz conduce la creşterea temeraturii sale, aceasta fiind metoda prin care se aprinde combustibilul în motoarele diesel. Aerul este aspirat în cilindri și este comprimat de către piston până la un raport de 25:1, mai ridicat decât cel al motoarelor cu apindere prin scânteie. Spre sfârșitul cursei de compresie, motorina este pulverizată în camera de ardere prin intermediul unui injector. Motorina se aprinde la contactul cu aerul care a fost încălzit până la o temperatura de circa 700-900°C (1300–1650°F). Arderea combustibilului duce la cresterea temperaturii şi presiunii, punând în mișcare pistonul. Biela transmite forța pistonului către arborele cotit, transformând mișcarea liniară în mișcare de rotație. Aspirarea aerului în cilindri se face prin intermediul supapelor, dispuse în capătul cilindrului. Pentru mărirea puterii, majoritatea motoarelor diesel moderne sunt supraalimentate cu scopul de a mări cantitatea de aer introdusă în cilindri. Folosirea unui răcitor intermediar pentru aerul introdus în cilindri crește densitatea aerului și conduce la un mai bun randament.

Atunci când afară este frig, motoarele diesel pornesc mai greu deoarece metalul blocului de cilindri şi al chiulasei absorb căldura produsă prin compresie, împiedicând aprinderea. Unele motoare folosesc dispozitive electrice de încălzire, denumite bujii cu incadescență, ajutând la aprinderea motorinei la pornire. Alte motoare folosesc rezistenţe electrice dispuse în galeria de admisie, pentru a încălzi aerul. Sunt folosite și rezistențe electrice montate în blocul motor, tot pentru a ușura pornirea și a micșora uzura. Motorina are un grad mare de vascozitate, mai ales la temperature scăzute, ducând la formarea de cristale în combustibil, în special în filtre, împiedicând astfel alimentarea corectă a motorului. Montarea de mici dispozitive electrice care să încălzească motorina, mai ales în zona rezervorului şi a filtrelor a rezolvat această problemă. De asemenea, sistemul de injecţiue al multor motoare trimite înapoi în rezervor motorina deja încălzită, care nu a fost injectată, prevenind astfel cristalizarea combustibilului din rezervor. În prezent, folosirea aditivilor moderni a rezolvat această problemă.

O componentă vitală a motoarelor diesel este regulatorul de turaţie – mecanic sau electronic, care reglează turaţia motorului prin dozarea corectă a motorinei injectate. Spre deosebire de motoarele cu aprindere prin scânteie (Otto), cantitatea de aer aspirată nu este controlată, fapt ce duce la supraturarea motorului. Regulatoarele mecanice se folosesc de diferite mecanisme în funcţie de sarcină şi viteză. Regulatoarele motoarelor moderne, controlate electronic comandă injecţia şi limiteză turaţia motorului prin intermediul unei Unităţi Centrale de Control care primeşte permenent semnale de la senzori, dozând corect cantitatea de morină injectată.

Controlul precis asupra timpilor de injecţie este secretul reducerii consumului şi emisiilor poluante. Timpii de injecţie sunt măsuraţi în unghiuri de rotaţie ai arborelui cotit înainte de punctul mort superior. De exemplu, dacă unitatea centrală de control iniţiază injecţia cu 10 grade înainte de puntul mort superior, vorbim despre un timp de injecţie de 10 grade. Timpul optim de injecţie este dat de construţia, viteza şi sarcina motorului respectiv.

Avansând momentul injecţiei (injecţia are loc înainte ca pistonul să ajungă la punctul mort superior) arderea este eficientă, la presiune şi temperatură mare, dar cresc şi emisiile de oxizi de azot. La cealalată extremă, o injecţie întârziată conduce la arderi incomplete şi emisii vizibile de particule de fum.

Intra in comunitatea Auto Spot de pe Facebook