Metale-nemetale - chimie

 Lecție realizată de prof. Florea Sanda

Motorul OTTO - ică

 

Fişă de activitate

Motorul OTTO.

 

Citeşte cu atenţie:

În anul 1878, Nikolaus Otto, a pus la punct un motor alimentat cu combustibil lichid, (benzină) cu un randament de 22%.

În figura alăturată am prezentat principalele părți componente ale cilindrului unui motor cu adere internă, în 4 timpi, cu aprindere prin scânteie electrică precum și ciclul termodinamic al motorului Otto.

Motorul Otto este un motor cu ardere internă, în 4 timpi, cu explozie, cu aprindere prin scânteie.

Cilindrul – Reprezintă componenta în care culisează pistonul. Motorul descris aici are un singur cilindru, dar majoritatea motoarelor au mai mulți cilindrii (4, 6, 8 sau mai mulți). În cazul motoarelor cu mai mulți cilindri, aceștia pot fi aranjați în linie, în V sau opuși orizontal (boxer). În funcție de configurație, diferă nivelul vibrații și zgomot, costul de fabricare și caracteristicile ce le fac mai potrivite sau nu pentru anumite tipuri de autovehicule.

Pistonul – Este o piesă din mecanismul bielă-manivelă, confecționat din aliaj de aluminiu, turnat, având formă cilindrică, care culisează în cilindru.

Segmenții – Sunt inele elastice, din oțel, montate pe piston în canale executate pe suprafața cilindrică exterioară a pistonului, care au următoarele roluri:

a) de a proteja ceilalți segmenți în momentul exploziei,

b) de etanșare a jocului dintre cilindru,

c) piston de ungere și radere (raclare) a uleiului depus pe peretele interior al cilindrului.

Bujia – Piesă componentă a unui motor cu aprindere prin scânteie care servește la aprinderea amestecului carburant în cilindru prin producerea unei scântei electrice între doi electrozi la un moment bine stabilit.

Supapele – Au rolul de a deschide și închide orificiile prin care se realizează admisia combustibilului în cilindru și evacuare gazelor arse. Supapele execută o mișcare de translație.

Camera de ardere – Reprezintă locul unde are loc compresia și arderea amestecului de aer cu combustibil. Camera de ardere își schimbă volumul odată cu mișcarea pistonului, între PMI (punctul mort inferior) și PMS (punctul mort superior). Capacitatea camerei de ardere, capacitatea cilindrică, oferă, de obicei, o idee asupra puterii motorului.

Biela – Este de forma unei tije sau a unei bare. Face legătura dintre piston și arborele cotit. Ea este legată articulat la ambele capete de piston și respectiv brațul arborelui cotit, astfel încât, împreună cu arborele cotit, transformă mișcarea alternativă de translație a pistonului în mișcarea de rotație a arborelui cotit.

Arborele cotit, sau vilbrochenul – El este cel care, împreună cu biela, transformă mișcarea de translație care vine de la piston, într-o mișcare circulară.

Timpii de funcționare, într-un ciclu termodinamic sunt, figura de mai jos:

1.TIMPUL 1 – ADMISIA: se deschide supapa de admisie, pistonul începe să coboare spre PMI, iar în cilindru intră amestecul în carburant (aer și benzină ), 𝐴 → 1.

2.TIMPUL 2 – COMPRESIA: pistonul urcă spre PMS, gazele sunt comprimate adiabatic până la o presiune p2, 1 → 2.

3.TIMPUL 3 – APRINDEREA ŞI DETENTA: cu foarte puțin timp înainte ca pistonul să ajungă la PMS bujia produce scânteia, amestecul ia foc, temperatura crește până la aprox. 2000°C iar presiunea aprox. 25 atm, 2 → 3. Pistonul este împins jos, până la PMI, 3 → 4, este timpul motor. Deplasarea rapidă a pistonului nu face posibil transferul de căldură a gazelor arse către mediul exterior. Din această cauză această transformare poate fi considerată adiabatică.

4.TIMPUL 4 – EVACUAREA: se deschide supapa de evacuare, presiunea din cilindru coboară la presiune atmosferică, 4 → 1 și gazele arse sunt evacuate izobar în atmosferă cedând Q2, 1 → 𝐴 și ciclul se repetă.

Rezolvă:  

I. Completați frazele:

a.       Motorul Otto este un motor cu ardere ___________, în 4 timpi, cu explozie, cu aprindere prin scânteie.

b.      Cilindrul reprezintă componenta în care culisează ____________.

c.       Pistonul este o piesă din mecanismul ___________________, confecționat din aliaj de aluminiu.

d.      Segmenții  sunt ___________________, din oțel, montate pe piston în canale executate pe suprafața cilindrică exterioară a pistonului

e.       Bujia servește la _______________ amestecului carburant în cilindru prin producerea __________________ între doi electrozi la un moment bine stabilit.

f.       Supapele au rolul de a deschide și închide orificiile prin care se realizează __________ combustibilului în cilindru și evacuare gazelor arse.

g.      Camera de ardere reprezintă locul unde are loc _________ și arderea amestecului de aer cu combustibil.

h.      Biela face legătura dintre piston și ________________.

i.        Arborele cotit, sau ______________ –împreună cu biela, transformă mișcarea de translație care vine de la piston, într-o mișcare circulară.