El motor alternatiu utilitza el moviment alternatiu d'un o més pistons per convertir la pressió en un fluid en treball. Generalment aquest treball és en forma de moviment de rotació, és a dir, obtenim energia mecànica. En el sentit invers ens trobem com les màquines rotatives en què el moviment de les peces de la màquina ja és de rotació com les turbines o el motor Wankel.
El motor alternatiu també és coneguts com a motor de pistó. Els motors alternatius més habituals són els motors de combustió interna. Aquests motors tèrmics s'utilitzen àmpliament en vehicles de motor.
Tipus de motor alternatiu
Els motors alternatius es poden classificar de moltes maneres diferents. Les principals formes de classificació són les següents:
- Segons la disposició dels cilindres en el motor
- Segons la cilindrada
- Segons la relació de compressió
- Segons la relació de diàmetre i carrera
- Segons el nombre de moviments de cada cicle
Els motors de combustió es classifiquen a més de dues maneres:
- Motors d'encesa per espurna. També se li coneix com el motor de de gasolina, motor Otto o motor d'explosió. En aquest cas, la bugia inicia la combustió de combustible.
- El motor dièsel. També se li coneix com a motor d'encesa per compressió. En el motor dièsel l'aire dins de l'cilindre es comprimeix, a l'comprimir-s'escalfi permetent encendre el combustible.
Tot i la importància dels motors endotèrmics, hi ha altres tipus de motors alternatius:
- La màquina de vapor, el pilar de la Revolució industrial
- El motor Stirling.
Tipus de motors d'encesa per espurna
Els principals tipus de motors d'encesa per espurna són els següents:
- Motor de gasolina: És la versió més comuna ja que està instal·lada en una part important dels automòbils. Té dues opcions de subministrament de combustible: un injector i un carburador.
- Motor de carburador. Una característica és la producció d'una barreja de combustible i gas en un mesclador especial, carburador. Anteriorment, com motors de gasolina prevalien; Ara, amb el desenvolupament de microprocessadors, el seu camp d'aplicació està disminuint ràpidament.
- Motor d'injecció. Una característica és la recepció de la barreja de combustible al múltiple o en els cilindres de l'motor alimentant el sistema d'injecció de combustible.
- Motors de gas. Un motor que crema hidrocarburs gasosos com a combustible en condicions normals: mescles de gasos liquats, gasos naturals comprimits, gas obtingut a l'convertir combustible sòlid en gasós. Com a combustible sòlid s'utilitzen: carbó, torba, fusta.
Aquests motors són àmpliament utilitzats, per exemple, en plantes d'energia de petita i mitjana potència, utilitzant gas natural com a combustible (en l'àrea d'alta potència, les unitats de potència de turbina de gas regnen).
Tipus de motors d'encesa per compressió
El motor dièsel es caracteritza per la ignició de el combustible sense l'ús d'una bugia. S'injecta una porció de combustible en l'aire escalfat en el cilindre des de la compressió adiabàtica (a una temperatura que excedeix la temperatura d'ignició de el combustible) a través del filtre.
Durant la injecció de la barreja de combustible, es ruixa, i després al voltant de les gotes individuals de la mescla de combustible hi ha llocs de combustió, a mesura que s'injecta el combustible, la barreja de combustible es crema en forma de torxa. Atès que els motors dièsel no estan subjectes a detonació, es permet l'ús de relacions de compressió més altes.
Elevar més de 15 pràcticament no augmenta l'eficiència, atès que en aquest cas la pressió màxima està limitada per una combustió més prolongada i una disminució en l'angle d'avanç de la injecció. No obstant això, els motors dièsel de cambra de vòrtex d'alta velocitat de mida petita poden tenir una relació de compressió de fins a 26, per un encès fiable en condicions d'alta eliminació de calor i per una menor rigidesa (la rigidesa és causada per un retard en l'encesa, caracteritzat per un augment de la pressió durant la combustió, mesurat en MPa / grau de rotació de l'cigonyal).
Els motors dièsel sobrealimentats marins de grans dimensions tenen una relació de compressió d'aproximadament 11..14 i una eficiència de més de l'50%.
Els motors dièsel solen ser menys ràpids i amb la mateixa potència que la gasolina es caracteritzen per un alt parell a l'eix. A més, alguns motors dièsel grans estan adaptats per a operar amb combustibles pesats, com els fueloils.
El llançament de grans motors dièsel es porta a terme, per regla general, a causa de l'circuit pneumàtic amb subministrament d'aire comprimit o, en el cas de grups electrògens dièsel, des d'un generador elèctric connectat, que, quan es llança, actua com un motor d'arrencada.
Contràriament a la creença popular, els motors moderns, tradicionalment anomenats motors dièsel, no funcionen d'acord amb el cicle Diesel, sinó d'acord amb el cicle Trinkler - Sabate amb un subministrament mixt de calor. Els desavantatges dels motors dièsel es deuen a les peculiaritats de l'cicle de treball: més estrès mecànic, que requereix una major resistència estructural i, com a conseqüència, un augment en les seves dimensions, pes i augment de costos a causa de el disseny complicat i l'ús de materials més cars.
A més, els motors dièsel causa de la combustió heterogènia es caracteritzen per emissions inevitables de sutge i un major contingut d'òxids de nitrogen en els gasos d'escapament.
motor dièsel
La porció principal de combustible està preparada, com en una de les varietats de motors de gas, però no està encesa per una espelma elèctrica, sinó per una porció pilot de combustible dièsel injectada en el cilindre de manera similar a un motor dièsel.
En general, hi ha la possibilitat de treballar en un cicle purament dièsel. Aplicació: camions pesats. Els motors de gas-dièsel, com els motors de gas, produeixen menys emissions nocives, a més, el gas natural és més barat.
Tal motor sovint s'obté a l'reequipar un en sèrie, mentre que l'estalvi de combustible dièsel (grau de substitució de gas) és aproximadament de l'60%. Les empreses estrangeres també estan desenvolupant activament tals dissenys.
Història de l'motor alternatiu
Un primer exemple de la història del conegut de moviment giratori a alternatiu és el mecanisme de maneta. Les manetes manuals més antigues van aparèixer a la Xina durant la dinastia Han (202 aC-220 dC). Diversos serradores a Àsia romana i Síria bizantina durant els segles III-VI dC tenien un mecanisme de biela que convertia el moviment rotatori d'una roda d'aigua en el moviment lineal de les fulles de serra. En 1206, l'enginyer àrab Al-Jazari va inventar un cigonyal.
El motor recíproc es va desenvolupar a Europa durant el segle XVIII, primer com a motor atmosfèric i més tard com la màquina de vapor. Aquests van ser seguits pel motor Stirling i el motor de combustió interna en el segle XIX. Avui dia, la forma més comuna de motor alternatiu és el motor de combustió interna que funciona amb la combustió de gasolina, dièsel, gas liquat de petroli (GLP) o gas natural comprimit (GNC) i s'utilitza per impulsar vehicles de motor i plantes de motor.
Terminologia dels motors alternatius
No tots els motors alternatius corresponen a l'esquema descrit, però les parts essencials i el seu funcionament, són similars.
A continuació adjuntem una terminologia usada universalment en el camp dels motors de combustió interna o motors endotèrmics. Aquesta terminologia s'usa per a indicar algunes dimensions i valors fonamentals d'aquest tipus de motor.
- Punt mort superior (PMS). Posició de l'pistó més propera a la culata. Punt Mort Inferior (PMI). Posició de l'pistó més allunyada de la culata.
- Punt Mort Inferior (PMI). Posició de l'pistó més allunyada de la culata.
- Diàmetre (en anglès: Bore). Diàmetre interior de l'cilindre. Expressat generalment en mil·límetres (mm).
- Carrera (en anglès: Stroke). Comprèn la distància entre el PMS i PMI, és igual, excepte rares excepcions, a el doble de el radi de la maneta de l'eix de cigonyals. S'expressa generalment en mm.
- Volum total de l'cilindre (V 1 ). És l'espai comprès entre la culata i el pistó quan aquest es troba en el PMI Ve expressat, en general, en cm 3
- Volum de la cambra de combustió (V 2 ). Està comprès entre la culata i el pistó quan aquest es troba en el PMS Sol expressar-se en cm 3
- Volum desallotjat pel pistó o cilindrada (V 1 - V 2 ). És el generador pel pistó en el seu moviment alternatiu des del PMS fins al PMI: S'expressa, comunament, en cm 3 .
- Relació volumètrica de compressió (
). S'entén per tal la que hi ha entre el volum total de l'cilindre V1 i el volum de la cambra de combustió V2. En general, per abreujar, és cridat simplement relació de compressió:
