Menu

Refineria
Port Arthur Texas

Parts i components d'un motor tèrmic

Parts i components d'un motor tèrmic

En aquesta secció descrivim les diferents parts d'un motor tèrmic. De motors tèrmics han de molts tipus, però ens centrarem en el motor dièsel i el motor de gasolina (de cicle Otto).

Malgrat ser motors diferents comparteixen moltes parts en comú, de manera que l'esquema presentat ens servirà per indicar la nomenclatura de cada element.

Els elements més importants dels motors de combustió interna, comuns als motors d'explosió i dièsel, els classifiquem en dos grans grups:

 Esquema de un motor térmico

1.- La bancada.
2.- El cilindre.
3.- Safata, dipòsit d'oli
4.- El cigonyal.
5.- Biela
6.- Passador de l'èmbol
7.- El pistó.
8.- Anelles de compressió
9.- Eix cigonyal
10.- La bugia.
11.- Ressort de vàlvula
12.- Arbre de lleves
13.- Balancí
14.- Vàlvula d'escapament
15.- Vàlvula d'aspiració
16.- Cap de la vàlvula

El cilindre, és el contenidor en forma cilíndrica en el qual es mou el pistó amb moviment rectilini alternatiu. El cilindre és part de el bloc de cilindres o monobloc, com es deia antigament. Aquest, al seu torn, forma part de la bancada, que podem considerar com l'estructura fonamental de l'motor. En molts casos, el bloc de cilindres està separat de la bancada, a la qual va unit per mitjà de bulons.

La part superior de l'cilindre està tancada per la culata.

El volum comprès en el cilindre entre la culata i el pistó representa la cambra de combustió, en la qual es crema la barreja d'aire i combustible, és a dir, el fluid actiu.

Quins són els elements fixos d'un motor tèrmic?

Bloc del motor

El bloc és l'element que conté els cilindres. A l'interior de l'bloc de l'motor s'ubiquen els elements motrius ( pistons, bieles i cigonyal), als quals serveix de suport o bancada. Es fabrica generalment de fosa grisa (aliatge de ferro amb un contingut de carboni que oscil·la entre un 2 i un 4,5%) o d'aliatge d'alumini. La forma i dimensions depèn de l'nombre i disposició dels cilindres.

A l'exterior de l'bloc es fixen la resta d'elements constructius de l'motor tèrmic: la culata a la part superior i el càrter a la part inferior. En un extrem van situats els elements de comandament de la distribució i dels òrgans auxiliars de l'motor, com l'alternador, el compressor de l'aire condicionat, etc., i en l'extrem oposat se situa la caixa de velocitats.

En el bloc hi ha també els elements d'ancoratge de l'motor a l'xassís, suports que disposen d'elements elàstics per absorbir les vibracions de l'motor, evitant així que es transmetin a la carrosseria.

Cilindres del motor

Els cilindres són la part més important de l'bloc. Dins el cilindre es desplaça el pistó entre les posicions extremes (punt mort superior PMS i punt mort inferior PMI) que ocupa durant el seu moviment alternatiu.

En el cas de l' motor de gasolina (cicle Otto) la presència de la bugia és necessària. En aquest cas, la bugia serà l'encarregada de generar una espurna dins de l'cilindre per iniciar la ignició de el combustible, en aquest cas, gasolina.

Segons el procediment utilitzat per a l'obtenció dels cilindres, distingim tres tipus de bloc:

  • Bloc integral: Els cilindres es mecanitzen sobre el material d'el mateix bloc.
  • Bloc de camises seques: En aquest cas, es munta un cilindre de paret prima o camisa en cada orifici de l'bloc. Aquestes camises estan muntades a pressió, en contacte amb la paret de l'bloc, perquè es puguin refrigerar.
  • Bloc de camises humides: Les camises són de paret gruixuda i en contacte directe amb el líquid refrigerant, el qual constitueix el cilindre autèntic. Són fàcilment desmuntables i van proveïdes de juntes d'estanqueïtat per evitar que el líquid passi a l'carter.

Culata

La culata està fixada per cargols o espàrrecs sobre el pla superior de l'bloc. La culata serveix de tapa estanca per als cilindres, ja que allotja tota o part de la cambra de combustió, excepte en el cas que aquesta estigui formada al cap de l'pistó.

S'instal·la, entre altres elements, les vàlvules, en el motor de 4 temps, amb els mecanismes per accionar; elements d'encesa i injecció, col·lectors d'admissió i escapament, etc. A la culata, també es mecanitzen les càmeres de el líquid refrigerant.

Les culates es fabriquen generalment d'aliatge d'alumini, material amb un baix pes específic i una bona conductivitat tèrmica, que permet evacuar ràpidament la calor. Les culates per al motor 2 temps (motocicletes de petita cilindrada) són més senzilles, ja que no porten distribució, i moltes són refrigerades per aire.

Per assegurar una perfecta estanquitat entre la culata i el bloc de cilindres i tenint en compte que ha de suportar grans pressions i temperatures, es munta entre els dos elements una junta, anomenada junta de culata, fabricada de fibres sintètiques en substitució de l'amiant, molt negatiu per a la salut.

Càrter

El càrter és el recipient que conté l'oli de lubricació de l'motor tèrmic. Va muntat a la part inferior de l'bloc mitjançant cargols i amb la interposició d'una junta per facilitar l'estanquitat. Normalment és de xapa d'acer, encara que també es pot fabricar d'aliatge d'alumini, a causa de la bona conductivitat tèrmica d'aquest metall i la reducció de el nivell sonor de l'motor.

A l'interior de l'càrter hi ha envans per frenar el moviment de l'oli durant el desplaçament de el vehicle. S'afegeix, a la part inferior, un tap roscat per buidar l'oli.

Quins són els elements mòbils d'un motor tèrmic?

Pistó

El pistó és l'element mòbil que es desplaça per l'interior de l'cilindre, amb un moviment rectilini alternatiu. Aquest moviment li ve donat, en el moment de l'explosió, per la força dels gasos i, durant els altres temps, per la biela. Consta de dues parts: el cap i la faldilla. El cap rep la pressió originada per l'explosió i treballa a temperatures molt altes (de 300 ºC a 400 ºC). Té unes ranures on s'allotgen els segments que asseguren l'estanquitat. Normalment es fabrica d'alumini amb aliatges de coure, silici i níquel per endurir-lo.

El pistó està unit a la biela a través d'el boló, el que permet un moviment d'oscil·lació entre els dos elements. El cargol es fabrica d'acer cimentat, material de gran duresa i tenacitat, i en forma de cilindre buit per alleugerir el seu pes i, per tant, per reduir inèrcies.

Segments

Són uns anells elàstics, situats en nombre variable sobre les ranures fetes al cap d'el pistó.

Compleixen les següents funcions:

  • Assegurar l'estanquitat i la lubricació de l'cilindre.
  • Evacuar calor cap al cilindre.
  • Evitar que passi oli a la cambra de combustió.

Hi ha de dos tipus: de compressió i de untatge.

Segments de compressió: Generalment es munten dos, el de foc i el d'estanquitat:

  • Segment de foc: Va muntat a la part més alta del cap de l'pistó i està sotmès a condicions molt dures de treball a causa de les pressions i les temperatures altes a les quals està exposat. Per augmentar la seva resistència, habitualment està recobert de crom.
  • Segment d'estanqueïtat: Va situat després del segment de foc i, habitualment, és cònic. El segment més gran queda a baix. Està sotmès a condicions menys severes que el segment de foc.

Segment de untatge: Se situa després de l'segment d'estanqueïtat i té a la perifèria una sèrie de

Ranures que permeten anar recollint l'oli dipositat en les parets de l'cilindre durant els desplaçaments

De el pistó i enviar-lo a l'interior de l'pistó per lubricar el boló.

Biela

La biela transmet al cigonyal la força amb què l'explosió dels gasos empeny el pistó. A el mateix temps, forma part del conjunt que transforma el moviment lineal alternatiu en rotatiu. Es fabrica, generalment, d'aliatge d'acer a l'carboni amb crom, manganès o molibdè.

Consta de tres parts: cap, cos i peu. El cap és la part que va lligada a l'cigonyal, mitjançant la interposició dels semicoixinets de biela, també anomenats de antifricció. El cos té perfil de doble T o H; i està sotmès a grans esforços de tracció, compressió i flexió, i la part superior, anomenada peu de biela, constitueix la unió amb el pistó a través del cargol i amb la interposició d'un coixinet de bronze.

Cigonyal

El cigonyal recull les forces originades durant l'explosió i converteix, mitjançant la biela, el moviment lineal alternatiu de l'pistó en moviment rotatiu. Transmet el moviment i la força motriu als elements de transmissió que li són acoblats. Està sotmès a esforços de torsió i flexió, i té una estructura forta i molt resistent. Els cigonyals, que es poden obtenir a través de processos de fondre o forjar, es fabriquen d'acer amb aliatges de Cr, Ni, Mo, etc.

El cigonyal consta d'uns suports, normalment 5 per a un motor de quatre cilindres en línia, que van subjectes a la bancada de l'bloc. També porta uns colzes anomenats monyons on es subjecten les bieles. En la prolongació de cada colze hi ha els contrapesos, que serveixen per equilibrar el cigonyal. En un extrem de l'cigonyal va muntat el pinyó de la distribució i, en l'altre, el volant d'inèrcia.

Volant d'inèrcia

el volant d'inèrcia té la funció d'emmagatzemar energia cinètica per suavitzar i regularitzar el gir de l'motor tèrmic. Aquesta energia l'acumula en el temps motriu (explosió) i la cedeix durant els temps passius o resistents (admissió, compressió i escapament).

El volant d'inèrcia es fabrica de fosa grisa i en la perifèria porta, muntada a pressió, una corona dentada d'acer estampat i cimentat que és on s'acobla el motor elèctric d'arrencada de el vehicle. El seu pes i dimensions estan perfectament calculats per a cada tipus de motor.

Autor:

Data de publicació: 23 de novembre de 2016
Última revisió: 24 de març de 2020