El motor endotèrmic, també conegut com a motor de combustió interna. La característica principal d'aquest tipus de motors alternatius és que mitjançant les lleis de la termodinàmica és capaç d'aprofitar l'energia continguda en el combustible per obtenir un treball mecànic.
El motor endotèrmic és un tipus de motor alternatiu per la forma de convertir l'energia química en energia mecànica. Els motors endotèrmics més populars són el motor Otto o motor de gasolina que funciona segons el cicle Otto i el motor dièsel, que funciona segons el cicle dièsel.
Significat de l'motor endotèrmic
El significat en el sentit estricte de endotèrmic podria explicar-se per "combustió interna", una definició que es refereix directament al seu principi de funcionament. Bàsicament, en aquest tipus de motor tèrmic estem transmetent dos elements importants que són l'aire i el combustible (en particular, la gasolina per al motor Otto, gasoil per al motor dièsel, GLP o fonts alternatives).
Com funciona un motor endotèrmic?
Per comprendre millor l'operació en sentit estricte, cal fer una breu anàlisi mecànic.
Un motor d'automòbil consta de diverses parts connectades entre si, totes elles involucrades en la generació de la rotació que, en conseqüència, permetran el moviment de el vehicle. Comencem des de la part superior, on el primer element a examinar és l'arbre de lleves. L'arbre de lleves és un eix metàl·lic conformat a què es connecten els braços que es mouen alternativament i que criden bieles.
Els pistons es connecten a les bieles per mitjà de petits elements de martell que realitzen la seva funció dins dels cilindres, on finalment té lloc la combustió en qüestió. El principi fonamental de l'motor endotèrmic és l'aire que es transporta dins dels cilindres. Aquesta operació fa que l'aire augmenti en pressió i temperatura.
El combustible, un cop en contacte amb l'aire a alta temperatura, es cremarà, generant el moviment dels pistons. El moviment de pistons mourà l'arbre de lleves que, en essència, encendrà el motor.
Quins són els tipus de motors endotèrmics?
Els combustibles són diferents entre si, per simplicitat de les exposicions ens limitarem a fer la diferència entre dos tipus:
- Combustibles de combustió espontània: és el gasoil, per al motor dièsel, principalment, que no requereix cap intervenció per iniciar la combustió.
- Combustible de combustió provocada: en aquest cas el motor de gas (o LPG), que per contra necessita alguna font que provoqui l'inici de la combustió.
Llavors, en general, es podria dir que un motor Otto utilitza el sistema de bugies (que genera una espurna) per poder arrencar i realitzar la seva funció. Els motors dièsel, d'altra banda, no necessiten aquest sistema, cremen el combustible sense cap intervenció.
La combustió és un fenomen fonamental per al funcionament de l'motor endotèrmic. Les primeres proves experimentals d'aquests motors tèrmics es poden trobar a la fi de 1800, precursors del que finalment va ser aparèixer el cotxe, al llarg de la seva trajectòria fins a l'actualitat. Un altre element important relacionat amb el funcionament de l'motor de combustió interna és el sistema d'escapament. L'aire brut i usat ha de ser transportat a l'exterior a través de conductes que li permetin fluir lliurement.
Amb el temps s'ha observat com els gasos de combustió són molt nocius per a la salut de l'aire i el progrés de la urbanització ha significat que aquest problema es va tornar molt seriós. De fet, avui dia hi ha una espècie d'inversió de tendència en la recerca d'aquells que són solucions alternatives als combustibles tradicionals, considerats nocius tant per al medi ambient com per a la salut humana. Una alternativa als motors endotèrmics són els motors elèctrics. Els motors elèctrics i els motors híbrids comencen a ser molt populars en l'automobilisme.
Quina és l'eficiència de l'motor endotèrmic?
Hi ha diversos factors que determinen que un motor endotèrmic sigui eficient i tingui un rendiment òptim. Els factors a analitzar són diferents. En primer lloc, el fenomen de cubing, els motors endotèrmics que tenen més desplaçaments tendeixen a fer més i proporcionar un rendiment superior en comparació amb els motors que tenen cubs baixos. Però amb el temps s'ha entès que no és només aquest factor el que genera el rendiment sinó també el desenvolupament real de potència que té el motor.
El concepte de potència (HP o CV) és directament proporcional a la quantitat d'energia que el motor pot generar. I aquí entren en joc diferents factors, gairebé tots a causa d'aquest tipus de misteri per el profà que és la potència de motor. Nombrosos experiments en el transcurs de el temps han portat a diverses conclusions sobre factors relacionats amb la nutrició, fins al punt que, en els últims anys, els cotxes sobrealimentats es presenten com els de major rendiment. Però la sobrealimentació també significa augmentar el consum en molts casos.
Una reversió de tendència en aquest sentit està donada pel fenomen de HiperCar, actuacions que exploten en els nivells més alts el poder de l'aire per aconseguir poders impensables fins fa uns anys. D'altra banda, sovint són actuacions prototípics que clarament tenen costos molt alts.
Existeixen motors endotèrmics que no perjudiquin el medi ambient?
Fins fa unes dècades el problema de la salut d'aire no es va considerar tant, amb el temps ens hem adonat que els combustibles fòssils tradicionals, vistos com una panacea per a més de 100 anys, tenen desavantatges considerables del punt de vista ecològic ja que contribueix a l'augment de l'efecte hivernacle.
Aquí, l'alt grau de negativitat de la seva possible esgotament, a causa que l'energia fòssil és un tipus d'energia no renovable, està flanquejat per un altre costat negatiu de considerable pes: els combustibles derivats de l'petroli contaminen l'aire i causen nombroses malalties per als humans.
Quin és el camí a seguir al davant d'aquesta descoratjadora versió dels esdeveniments?
Busqui forns alternatius que puguin alimentar els motors dels automòbils sense conseqüències negatives o, al menys, intenti limitar-los a l'mínim inicialment. Fins a la data, en el mercat hi ha diversos models d'automòbils amb diverses facetes en aquest sentit:
- Models de motors híbrids. Els models amb motor Hybrid utilitzen principalment motors elèctrics a les ciutats i limiten l'ús de el combustible tradicional (gasolina o gasoil) als viatges fora de les muralles de la ciutat
- Motors elèctrics. Els motors elèctrics, en la pràctica són de zero emissions i que utilitzen l'energia proporcionada per enormes bateries recarregables. Un altre tema a estudiar és l'origen de l'energia elèctrica que s'utilitza per recarregar les bateries. Part d'elles prové de fonts d'energia renovables com l'energia solar o l'energia eòlica, però part d'elles prové de fonts d'energia no renovabes com les centrals tèrmiques de carbó o centrals d'energia nuclear.
- Motors impulsats per hidrogen. El motor d'hidrogen és molt menys contaminant i té rendiments semblants als dels combustibles tradicionals. La investigació de l'motor d'hidrogen sembla haver-se deixat de banda a favor d'altres solucions.
- Versions experimentals de motors d'aire, que en la pràctica no utilitzen cap combustible per generar el seu moviment i tenen una emissió en la pràctica nul·la.
