CALCULUL TERMIC AL MOTORULUI
1.1 ALEGEREA PARAMETRILOR INIŢIALI
1.11. Alura generală a ciclului teoretic şi notarea stărilor carateristice
Motoarele cu ardere internă ca şi celelalte motoare termice sunt destinate transformării energiei termice în lucru mecanic, energie termică care se degajă în urma arderii combustibilului.
Prin ciclu teoretic se înţelege o schemă termodinamică simplificată a ciclului de funcţionare a a motorului, care să nu aibă nici un fel de pierderi de energie, în afară de cedarea inevitabilă de căldură către sursa rece.
Studiul teoretic al ciclurilor motoarelor permite să se stabiliească limita de utilizare a căldurii în diferite cicluri, să se compare între ele economicitatea diferitelor cicluri şi să se indice căile pentru perfecţionarea ulterioară a motoarelor termice.
În studiul ciclurilor teoretice se consideră următoarele ipoteze:
a) ciclul se realizează cu o cantitate constantă de gaz ideal, având o compoziţie chimică neschimbată şi o căldură specifică constantă;
b) comprimarea şi destinderea decurg adiabatic;
c) arderea combustibilului şi evacuarea produselor arderii sunt înlocuite prin procese convenţionale de primire şi cedare de căldură, care decurg la v=ct sau p=ct.
Ciclul cuprinde:
- comprimarea adiabatică a-c;
- introducerea căldurii la v=ct, c-y;
- introducerea căldurii la p=ct, y-z;
- destinderea adiabatică z-b;
- cedare de căldură izocoră b-a..
1.1.2. Condiţii de referinţă (tropicale)
- temperatura aerului ambiant ;
- temperatura apei în răcitorul aerului de supraalimentare ;
- presiunea aerului ambiant ;
- umiditatea aerului ambiant ;
1.1.3. Coeficientul de exces de aer
Pentru a realiza o ardere de bună calitate, la motoarele cu autoaprindere, arderea se realizează cu o cantitate de aer în exces. Raportul dintre cantitatea reală de aer care revine la un kilogram şi cantitatea teoretică necesară se numeşte coeficient de exces de aer .
La alegerea coeficientului de exces de aer trebuie să avem în vedere:
- creşterea lui duce la creşterea randamentuluil indicat;
- creşterea lui favorizează condiţiile de formare a amestecului carburant;
- trebuie ales în limitele admise pentru motoarele în doi timpi, lente supraalimentate;
1.4.1. Procesul de comprimare. Generalităţi.
Procesul de comprimare asigură, în cadrul ciclului motor, condiţiile favoarbile aprinderii şi arderii combustibilului.
Procesul de comprimare se desfăşoară în cursa de compresie de la P.M.I la P.M.E. începutul procesului de comprimare considerându-se ca fiind: momentul închiderii supapei de admisie (cazul motoarelor în patru timpi); momentul acoperirii ferestrelor de baleiaj (cazul motoarelor în doi timpi).
Procesul de comprimare măreşte diferenţa de temperatură şi presiune între care evoluează fluidul motor, mărind astfel randamentul termic al ciclului.
Creşterea presiunii fluidului motor în cilindru de la P.M.I. până în momentul închiderii supapei de admisie se datorează efectului gazodinamic inerţial al încărcăturii proaspete care pătrunde în cilindru.
Către sfârşitul cursei de comprimare se produce injecţia de combustibil, moment considerat ca fiind sfârşitul procesului de confirmare, deoarece după aprinderea conbustibilui, creşterea puternică a presiunii este pusă pe seama arderii combustibilului.
Fenomenele care au loc în cilindrul motor după injecţia combustibilului se studiază în procesul de aprindere şi ardere.
