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 de l'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 de l'cicle d'un motor tèrmic.

En l'indicador de l'diagrama indicat, un petit cilindre proveït d'un pistó retingut per un moll comunica amb la cambra de combustió de l'cilindre motor per mitjà d'un tub. El plançó de l'pistó actua sobre un sistema de palanques que formen un quadrilàter amplificador. El braç de palanca mes llarg de l'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 de l'cilindre. La pressió actua sobre el pistó i, vencent la càrrega de la molla, desplaça el pistó a una longitud proporcional a la 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 a el pistó motor, l'estilet es mou linealment amb ell, i la seva posició horitzontal correspon a cada punt a la de l'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.

Llisquem el pistó de el punt mort superior (PMS) a el punt mort inferior (PMI) i viceversa, amb la vàlvula oberta. Suposem que el pistó no ofereix cap resistència a el pas el gas. La pressió en el cilindre es manté igual a la pressió atmosfèrica. Durant aquest moviment l'estilet va traçant un segment horitzontal AA, de longitud igual a la carrera d'el 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 AB. A la fi de la carrera de compressió es verifica la combustió i, en conseqüència, es produeix un augment sobtat de pressió que fa traçar a l'estilet la línia gairebé vertical BC. Successivament, durant la carrera d'expansió, l'estilet descriu la corba CD. Poc abans d'acabar la carrera d'expansió, s'obre la vàlvula d'escapament, la pressió descendeix a un valor molt pròxim a l'atmosfèric i, per tant, l'estilet traça el petit tret, gairebé vertical, DA.

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 dièselPer 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 de l'motor dièsel que la de l' 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 de l'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 a la feina 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 de l'cicle indicat per la respectiva de l'cicle teòric d'aire, s'obté el rendiment indicat.

Autor:

Data de publicació: 26 de març de 2010
Última revisió: 22 de novembre de 2017