Make your own free website on Tripod.com

 

 

Motorul Otto

 

 

Obiectivele referatului:

 

1.    Date bibliografice despre Nikolaus August Otto și scurt istoric al motorului pe benzină

2.    Componentele motorului Otto

3.    Timpii de funcționare

4.    Ciclul de funcționare al motorului Otto

5.    Diferențele dintre motoarele Otto și Diesel

 

 

Date bibliografice despre Nikolaus Otto și scurt istoric al motorului pe benzină

 

  Nikolaus August Otto s-a născut în anul 1832 în localitatea Holzhasen din Germania.

   A absolvit cursurile politehnice, obținând diploma de inginer.   

   În 1867, împreună cu inginerul Eugen Langen (1833-1895), Otto a construit un motor termic cu ardere internă, cu piston în patru timpi, care folosea combustibil gazos.

   În anul 1878, Nikolaus Otto, a pus la punct un motor în 4 timpi alimentat cu combustibil lichid (benzină) cu un randament de 22%. O contribuție însemnată la perfecționarea motorului cu ardere internă, cu aprindere prin scânteie electrică, au adus-o inventatorii germani Karl Benz și Gottlieb Daimler, care au realizat primele automobile acționate cu astfel de motoare.

   Nikolaus August Otto a murit în anul 1891, la Koln.

 

Componentele motorului Otto

  

 

Principalele părți ale unui motorFigura din stânga prezintă principalele părți componente ale unui motor cu adere internă, în 4 timpi, cu aprindere prin scânteie electrică. În continuare le voi descrie pentru a se înțelege despre ce e vorba.

 

Cilindrul- Reprezintă componenta în care culisează pistonul. Motorul descris aici are un singur cilindru, dar majoritatea motoarelor au mai mulți cilindrii (4, 6 sau 8). Motoarele, dacă au mai mulți cilindrii, pot fi: în linie, în V sau opuși orizontal (boxer), ca în figură:

Tipuri de motoare

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, 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 (segment de foc)

b)   de etanșare a jocului dintre cilindru și piston

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

Supape- Au rolul de a deschide și închide orificiile prin care se realizează admisia combustibilului în cilindru și evacuare gazelor arse. Supele execută o mișcare de translație, fiind comandate de camele de pe axul cu came (ca în animația alăturată, unde axul cu came are culoarea verde)

 

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. Capacitatea camerei de ardere 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- El este cel care, împreună cu biela, transformă mișcarea de translație care vine de la piston, într-o mișcare circulară.

 

Timpii de funcționare

 

   Timpii de funcționare ai unui motor cu ardere internă și aprindere prin scânteie sunt:

1-   Absorbția

2-   Compresia

3-   Aprinderea

4-   Evacuarea

                                                                 

 

     Timpul 1- Absorbția

În timpul 1 se deschide supapa de admisie, iar în timp ce pistonul se deplasează înspre punctul mort inferior, în cilindru este absorbit amestecul de vapori de benzină și aer (realizat în carburator) datorită depresiunii formate.
     Timpul 2- Compresia

După ce pistonul a ajuns în punctul mort inferior, supapa de admisie se închide. Supapa de evacuare este și ea închisă. În deplasarea pistonului înspre punctul mort superior, acesta comprimă amestecul din cilindru până la o rată de 9:1.
     Timpul 3-Aprinderea

La sfârșitul compresiei, când pistonul a ajuns la punctul mort superior și ambele supape sunt închise, se produce o scânteie electrică între electrozii bujiei. Scânteia aprinde amestecul carburant care începe să ardă progresiv. Temperatura rezultată este de circa 2000°C și presiunea de aproximativ 25 atm. Gazele produc o forță mare de apăsare asupra pistonului împingâdu-l spre punctul mort inferior. Pe măsură ce pistonul coboară, gazele se destind - are loc detenta. Acum este singurul moment când se produce lucru mecanic.  

 

 

 

 

 

 

 

     Timpul 4- Evacuarea

Supapa de admisie este închisă, iar cea de evacuare este deschisă, permițând gazelor arse din cilindru să fie împinse afară din cilindru de pistonul care se deplasează de la punctul mort inferior spre punctul mort superior.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ciclul de funcționare al motorului Otto

 

Graficul alăturat, prezintă schema de funcționare a motorului Otto, în coordonatele presiune (P) și volum (V).

   Timpul 1- Aspirația

A›1 aspirație izobară (P1=constant= presiunea atmosferică)

   Timpul 2- Compresia

1›2 compresie adiabatică a amestecului

   Timpul 3- Aprinderea

2›3 aprindere izocoră (V2=constant)

3›4 detentă adiabatică

4›1 destinderea izocoră (se destinde gazul prin deschiderea       supapei de evacuare, pistonul fiind la punctul mort inferior, V1=constant)

   Timpul 4- Evacuarea

1›A evacuare izobară (gazul este eliminat prin supapa de evacuare cu ajutorul pistonului la P1=constant= presiunea atmosferică)

 

Diferențele dintre motoarele Diesel și Otto

 

·       Motorul Otto aspiră un amestec de benzină și aer, îl comprimă și îl aprinde cu o scânteie electrică.

Motorul Diesel aspiră aer, îl comprimă și apoi este injectată motorina care se aprinde.

·       Motorul Otto folosește o rată de compresie ce variază între 8:1 și 12:1.

Motorul Diesel folosește o rată de compresie mult mai mare și anume 14:1 până la 25:1.

·       Motorul Otto folosește un carburator unde este amestecată benzina cu aerul, sau o pompă de injecție (carburantul nu este injectat direct în cilindru).

Motorul Diesel folosește injecție directă, în care combustibilul este injectat direct în cilindru.