Menu

Refineria
Port Arthur Texas

Cicles reals dels motors tèrmics

Cicles reals dels motors tèrmics

El cicle real d'un motor tèrmic és el que reflecteix les condicions efectives del seu funcionament. Aquestes condicions s'identifiquen amb el diagrama de pressions mitjanes en el cilindre en correspondència a les diverses posicions del pistó. La pressió mostrada en un diagrama de pressions mitjana és l'anomenada pressió mitjana indicada.

El diagrama indicat és el gràfic que representa aquest cicle.

Funcionament simplificat de l'indicador

L'indicador és un aparell que serveix per obtenir el diagrama indicat del cicle d'un motor tèrmic.

En l'indicador del diagrama indicat, un petit cilindre proveït d'un pistó retingut per un moll comunica amb la cambra de combustió del cilindre motor per mitjà d'un tub. El plançó del pistó actua sobre un sistema de palanques que formen un quadrilàter amplificador. El braç de palanca mes llarg del quadrilàter està proveït en el seu extremitat d'un estilet.

El dibuix exposat a continuació mostra de forma esquemàtica, com es traça el diagrama indicat per mitjà de l'indicador. L'aparell esquematitzat serveix per mostrar com s'obté un diagrama indicat, però no és realitzable en la pràctica. Els indicadors són, en realitat, aparells més complicats, que utilitzen els tècnics especialitzats.

Esquema d'un indicador de cicles reals en motors tèrmics

La pressió dels gasos es transmet a través del cilindre. La pressió actua sobre el pistó i, vencent la càrrega de la molla, desplaça el pistó a una longitud proporcional al valor de la pressió. El estilet traça, per tant, en sentit vertical una linea de longitud proporcional a la pressió que actua sobre el pistó. Com tot el dispositiu indicador aquesta fix al pistó motor, l'estilet es mou linealment amb ell, i la seva posició horitzontal correspon a cada punt a la del pistó motor.

La corba traçada per l'estilet aquesta referida, doncs, a dos eixos de coordenades. Les abscisses representen els espais recorreguts pel pistó i, per tant, els volums. Les ordenades representen les pressions.

Exemple en motor tèrmic de cicle otto i 4 temps

Suposem que el motor és un motor Otto (motor d'encesa per chipa) i que es tracta d'un motor de 4 temps. Així mateix, suposarem que les condicions de funcionament són aproximadament les teòriques.

Fem lliscar el pistó del punt mort superior (P.M.S.) al punt mort inferior (P.M.I.) i viceversa, amb la vàlvula oberta. Suposem que el pistó no ofereix cap resistència al pas del gas. La pressió en el cilindre es manté igual a la pressió atmosfèrica. Durant aquest moviment l'estilet va traçant un segment horitzontal A-A, de longitud igual a la carrera del pistó. El segment dibuixat representa el diagrama de les pressions per a la fase d'aspiració i d'escapament.

Posteriorment es tanca la vàlvula durant la carrera de compressió. El estilet descriu la corba A-B. Al final de la cursa de compressió es verifica la combustió i, en conseqüència, es produeix un augment sobtat de pressió que fa traçar l'estilet la línia gairebé vertical B-C. Successivament, durant la carrera d'expansió, l'estilet descriu la corba C-D. Poc abans d'acabar la carrera d'expansió, s'obre la vàlvula d'escapament, la pressió descendeix a un valor molt pròxim al atmosfèric i, per tant, l'estilet traça el petit tret, gairebé vertical, D-A.

Comparació de dos cicles reals de motor Otto i motor dièsel

A continuació mostrem la representació de dos cicles reals típics de motor Otto i motor dièsel d'igual cilindrada unitària.

Comparació cicle real de motor otto i motor dièsel Per facilitar la comparació entre els dos cicles reals, els diagrames s'han dibuixat superposats. L'eix de les pressions per al cicle Otto, com a conseqüència de la diferència de volum Vc de la cambra de combustió. En efecte, a igualtat de cilindrada unitària Vp, sent mes elevada la relació de compressió del motor dièsel que la del motor Otto, resulta menor el volum Vc, de la cambra de combustió.

La superfície gener febrer 6 1 '1 representa el treball negatiu a causa del bombament en la fase d'aspiració i d'escapament. La superfície 2 3 4 5 6 2 representa el treball positiu. La seva diferència és el treball útil. Dividint l'area corresponent al treball útil efectuat pel fluid, per la longitud de la cursa, o per la cilindrada Vp d'acord amb l'escala triada per a l'eix de les abscisses, s'obté el valor de la pressió mitjana indicada (pmi).

Si volem valorar la diferència de la feina útil entre el cicle teòric i el cicle indicat, establirem la relació comparativa entre les superfícies corresponents. Dividint la superfície del cicle indicat per la respectiva del cicle teòric d'aire, s'obté el rendiment indicat.

valoración: 3 - votos 6

Última revisió: 22 de novembre de 2017