Refineria
Port Arthur Texas

Cicle indicat previst

Cal conèixer bé el cicle, no només per comprovar si el funcionament tèrmic del motor és correcte, sinó també per determinar el valor de les forces que actuen sobre els òrgans del motor. Quan en fase de projecte cal establir les dimensions dels òrgans del motor, es procedeix al càlcul de les sol·licitacions partint d'un cicle previst. Aquest pot traçar per similitud amb cicles de motors comparables amb aquell en estudi, però també s'obté d'una manera senzilla i ràpida, ás d'amb una aproximació suficient, emprant el següent mètode, que exposem a títol d'exemple i recomanem com a aplicable al cas dels motors de 4 temps i d'encesa per espurna.

Coneixent el diàmetre, la carrera i la relació de compressió p, calculem el volum de la cambra de compressió Vc, o el de la cilindrada unitària, Vp, els valors Vc i Vc + Vp portem com abscisses a un diagrama cartesià. En correspondència amb aquestes abscisses portem com ordenades les respectives pressions registrades al final de cadascuna de les fases. En la pràctica, per al cicle Otto es fixen els seus valors, amb discreta aproximació, com segueix:

P1 = pressió al final de l'aspiració = entre 0,9 i 1 kg / cm2;
p2 = pressió al final de la compressió = p1 p nc;
p3 = pressió màxima a la fi de la combustió = 7 p - 2 ;
p4 = pressió de cessament d'expansió = p3 / p ne;

On:

Nc = exponent de la politropica de compressió;
ne = exponent de la politropica d'expansió.

Ambdues politropicas es tracen segons la construcció de Brauer. A tall d'exemple per mostrar com s'estableix la corba de compressió, es traça la recta OR formant un angle a qualsevol amb l'eix de les abscisses, i després, la recta OB descrivint un angle b amb el de les ordenades de manera que

Tg b = (1 + tg a) n -1,

En el qual n = nc; o bé n ne.

Es projecta el punt 1 (p2) sobre dos eixos cartesians; després, des dels punts C1 i D1 'es tracen dues rectes de 45º d'obertura conn dels eixos, i des dels punts C'o i D'o, dues normals a aquests eixos; la interseccion de les mateixes ens dóna el punt 2 de la politropica. Repetint la construcció per al punt 2, s'obté el punt 3, i així successivament. De manera anàloga es procedeix per la corba d'expansió. Tenint present quan portem explicat sobre la diferència que hi ha entre cicle ideal i el cicle indicat, no serà difícil de comprendre per que a la figura apareixen arrodonits els diversos traços finals de les fases.

Cicles reals - cicle indicat previst En aquesta il·lustració estan indicats per a cada punt angles corresponents de la maneta.

Per simplificar, el valor de p1 es fa igual a 1 kg / cm2 per a tots els cicles i totes les aplicacions. L'expressió de p4, anteriorment indicada, és també valida en tots els casos. Per al cicle Dièsel no existeixen expressions empíriques que donen valors de p2 i p3 propers als calculats segons les normes i fórmules de la Termodinàmica.

En els motors per a instal·lacions fixes i marines, tenint en compte el limitat camp de variació de la relació de compressió i l'escassa importància que aquesta variació té respecte a l'elevat valor d'aquesta relació, generalment no es traça el cicle indicat previst per a cada motor , però es parteix d'un cicle tipus, normalitzat, derivat dels obtinguts en motors existents per mitjà de l'indicador.

Del cicle indicat previst, així obtingut, es dedueixen els esforços produïts pel gas sobre el pern de pistó, multiplicant els valors de les pressions per la superfície del mateix pistó.

A la taula següent es donen, a títol informatiu, les dades mitjanes de les pressions i de la relació de compressió parell ambdós cicles i les seves diferents aplicacions:

 Motors per a aviació Motors per a automoció Motors fixos i marins Final d'aspiració p1 = 1 Otto Diesel Otto Otto (a gas) Diesel Otto (a gas) Diesel Final de compressió p2 8-12 30-60 8.5-13 12-14 35-45 10-18 30-40 Màxima de combustió p3 30-60 55-100 38-52 40-50 55-70 20-40 60-70 Final d'expansió p4 4.5-5.5 3.5 4-5 4-5 3 3-4 2.5-3.5 Relació de compressió 5.5-7.5 12-20 7-10 7-10 12-22 6-10 12-14

Pressions: kg / cm2 Motores para aviación Motores para automoción Motores fijos y marinos
Final de aspiración p1=1 Otto Diesel Otto Otto (a gas) Diesel Otto (a gas) Diesel
Final de compresión p2 8-12 30-60 8.5-13 12-14 35-45 10-18 30-40
Màxima de combustión p3 30-60 55-100 38-52 40-50 55-70 20-40 60-70
Final de expansión p4 4.5-5.5 3.5 4-5 4-5 3 3-4 2.5-3.5
Relación de compresión 5.5-7.5 12-20 7-10 7-10 12-22 6-10 12-14

 

valoración: 3.3 - votos 9

Última revisió: 1 de febrer de 2016