Classificació motors generadors energia mecànica: Combustió Interna: Alternatius (Otto "encesa provocada"/Diesel "encesa compressió") Rotatius (Turbina gas cicle obert/Motor Wankel) Combustió Externa: Alternatius (Maquina vapor) Rotatius (Turbines vapor).
Màquina vapor: Caldera calfa aigua; cilindre transforma pressio d vapor en treball; condensador torna aigua a estat líquid. Pressió vapor transmet a pistó i movimient alternatiu transformat en circular amb biela-manovella. Vàlvula distribuidora superior conmuta entrada i eixida gasos sincronitzant amb pistó.
Parts M.C.I. Alternatiu: Bancada i Bloc (estructura fonamental on van muntats altres elements); Cilindre (recipient on es transllada el pistó); Buló (uneix pisto "amb forma got invertit" a la biela); Biela (transmet moviment pistó a manovella del cigonyal, q esta suportat per coixinets sobre la bancada "transforma mov. lineal en rotatiu"); Cambra Combustió (espai entre pisto y culata); Valvules d'admissió i escapament(regulen...); Volant Inèrcia (força per vèncer punts morts, situat final cigonyal). Tapa Càrter; Bujía; Cambra refrigeració.
Quatre temps: 1r: Admissió aire (oberta v.admissió); Pistó desplaça PMS-PMI; Cigonyal mitja volta i pisto carrera 2n: Vàlvules tancades; Pisò PMI-PMS; Aire comprimit fins a volum cambra compressio 3r: Inflamació combustible (aumenta pressió i temp.); pistò projectat cap avall (produeix treball) 4t: Obertura vàlvula escapament; pisto puja i gasos combustió expulsats; en arrivar al PMS tancament vàlvula escapament i obertura admissio (comença nou cicle).
Cambra compresió: espai on queda comprimida la mescla quan el pistò arriba al PMS.
Reglatges motor: variacions instants en què s'obrin valvules i moment de fer guspira; efectuat en 1,3,4 temps. 1r: avançar obertura admissió i retardar tancament (major quantitat d mescla carburada; v. escapament i admissio obertes alhora en un cert temps quan pistó es PMS) 3r: avançar moment salta guspira (aconsegueix major aprofitament poder expansio d'explosió "major potència"); si es retarda s'escalfa en excés i si s'avança excessivament "pica de biela" 4t: per aconseguir expulsió mes completa d gasos cremats (s'obri valvula escapament abans PMI i es tanca despres d'haver passat PMS) (coincideix amb apertura vàlvula admissió "per reglatge admissió")
C.T. Otto: 1r T: Admissió isòbara (p=ct); 2n T: Compressió adiabàtica aire (ΔQ=0); 3r T: Aport Q d combustió sobre isocora (v=ct) - Expansió adiabàtica (ΔQ=0) (motor realitza treball); 4t T:Escapament instantani amb cesió calor Q sobre isocora (v=ct) - Escament isobàric (p=ct) en q pistó escombra gasos cremats
Lubricació: per tal d'evitar corrosió, lubricar, obturar i refrigerar elements mòbils del càrter, evitar excessiva dilatació peces, evitar desgast prematur peces. Realitzat mitjançant circuit d'oli a pressió (oli al carter on la bomba l'agafa i el distribueix). Classificació SAE segons viscositat.
Refrigeració: més generalitzat per aigua (cilindres i culata rodejats per cambra d'aigua q a l'escalfar-se passa al radiador, on es refreda pel corrent d'aire dl ventilador), també per aire (motors xicotets).
Sobrealimentació (Turbo): ompli més el motor; crema el mateix combustible donant més potència; gasos escapament giren turbina q empenta gasos d'entrada (provoca sobrealimentació); per evitar augment voltes d turbina una valvula de seguretat situada a derivació envia part d gasos d'escapament directament a eixida.
Intercooler: refrigera aire admissió abans d'entrar al motor (augmenta massa d'aire introduïda i potència motor)
Avantatges e Inconvenients Turbo: Augment potència (relació pes i cilindrada); Reducció soroll; Augment rendiment o disminució consum; Motor poc elàstic o poca potència a baixes voltes; Motor més delicat amb millor lubricació; Problemes de temperatura alta amb motors gasolina a plena càrrega.
Otto vs Dièsel: Admissió: Aspira aire-gasolina / Aire Compressio: Moderada (7-11) / Elevada (18-24) Combustió: Explota mescla per guspira bugia / Injecció gasoil autoinflamant-se per calor de compressió Escapament: Eixida Gasos (2)
Turbines: màquines de fluid, on el fluid passa d forma contínua i aquest li lliura la seva energia a traves d'un rodet amb paletes o àleps. Tenen una o dues rodes amb paletes (rotor i estator) (rotor impulsat per fluid arrossega eix amb q s'obté moviment rotació). Elements: Compressor (comprimeix aire i pels difusors arribe a cambra combustió); Cambra Combustió (forma d'anell o cilíndric; arriba aire alta pressió i temp. on combustible s'autoinflama "només guspira per engegada inicial"); Turbina Potència (rep gasos combustió i els expandeix fent girar àleps); Regenerador (aprofita calor dels gasos d'escapament per calfar aire entrada a cambra combustió "per a baixes pressions"); Intercooler (...).
Turboreactor o Turbojet: turbina només ha d transformar energia necessària per a compressor i altres sistemes del motor; impuls obtés pels gasos d'eixida d la tovera (propulsió raig).
Estatoreactor: variant per velocitat supersòniques; compressor sense rotor (suficient amb pressió obtinguda per difusor); funcionen a partir d 300 km/h.
Turbohèlix: aconsegueixen moviment amb rotació d'hèxil (reductor d velocitat d l'eix d turbina) q empeny la corrent bypass.
Turbofan: aconsegueixen moviment amb fan q empeny corrent bypass, i per empenta gasos gràcies a tovera d'escapament. Un alt bypass aconsegueix: disminuir soroll, menor contaminació, baix consum i alt rendiment, reducció velocitat.
Motor Wankel: realitza mateixos cicles q motor Otto pero en una sola rotació d l'eix; durant 1 gir realitza 3 admissions, compressions, explosions i escapaments; els vertex del motor duen barres prismàtiques q fan pressió sobre concavitat d cambra i asseguren estanqueitat (com els segments als motors alternatius) Avantatges: Menor vibració, Major fiabilitat, Menys peces mòbils. Inconvenients: Menor eficiència, Major cost manteniment, Sincronització i estanquitat.
CICLE CARNOT: cicle teòric i reversible. Rendiment d'una màquina d Carnot determinat per temperatura focus fred T2 i del calent T1. Temps1: Expansió isotérmica (treball realitzat W1=Q1); T2: Expansió adiabàtica; T3: Compressió isotèrmica (Treball W2=Q2); T4: Compressió adiabàtica.
Entropia (ΔS)=
J/K (Clausius)
Corolaris Carnot: 1. Rendiment tèrmic d'un cicle d potència sempre és major q el d'un irreversible, si els dos operen entre els mateixos focus. 2. Tots els cicles d potència reversible, q operen entre els mateixos focus, tenen el amteix rendiment d carnot.
Funcionament Bomba de calor: 1. Fluid comprimit al compresor (aportació energia W) 2.Liquat per refredament al condensador (cedeix Q1) 3. Procés expansió al sistema d'expansió 4. A l'arribar a l'evaporador, el fluid s'evapora (agafa calor Q2 i refreda el recinte) 5.Després d l'evaporació, el fluid recupera les condicions inicials per a q pase d nou a l'evaporador q inicia de nou el cicle.
Eutil equival al Q1 (calor cedit al focus calent per el condensador)Eabs equival al W (energia consumida per compressor) Efocus fred equival al Q2 (calor absorvit del focus fred per l'evaporador)
Dos temps: 1r: Admissió en el carter i compressio en cilindre (cada vegada q passa PMS bugia produeix encesa i aquesta la combustió). 2n: Expansió en el cilindre i compressio en el carter (gassos comprimits en carter passen al cilindre per espiralls de càrrega; s'obri espirall escapament i gasos nets empenten cremats cap a escapament). / Càrter no s'utilitza com a dipòsit d'oli sino per admissió o compressio preliminar d mescla (missio contenir cigonyal i mescla). Cilindre te finistres (espiralls) en substitució vàlvules als laterals.
2t vs 4T: Produeix mes soroll; Major risc bloquejar-se; Major consum específic; Pitjor Refrigeració.
Cicle termodinàmic Dièsel: 1r T: admissió isòbara (p=ct); 2n T: Compressió adiabàtica aire (ΔQ=0); 3r T: Aport Q d combustió sobre isòbara (p=ct) - Expansió adiabàtica (Continua fent treball); 4t T: Escapament instantani amb cesió calor Q sobre isocora (v=ct) - Escament isobàric (p=ct) en q pistó escombra gasos cremats. C.T. Otto: 1r T: Admissió isòbara (p=ct); 2n T: Compressió adiabàtica aire (ΔQ=0); 3r T: Aport Q d combustió sobre isocora (v=ct) - Expansió adiabàtica (ΔQ=0) (motor realitza treball); 4t T:Escapament instantani amb cesió calor Q sobre isocora (v=ct) - Escament isobàric (p=ct) en q pistó escombra gasos cremats
Lubricació: per tal d'evitar corrosió, lubricar, obturar i refrigerar elements mòbils del càrter, evitar excessiva dilatació peces, evitar desgast prematur peces. Realitzat mitjançant circuit d'oli a pressió (oli al carter on la bomba l'agafa i el distribueix). Classificació SAE segons viscositat.
Refrigeració: més generalitzat per aigua (cilindres i culata rodejats per cambra d'aigua q a l'escalfar-se passa al radiador, on es refreda pel corrent d'aire dl ventilador), també per aire (motors xicotets).
Sobrealimentació (Turbo): ompli més el motor; crema el mateix combustible donant més potència; gasos escapament giren turbina q empenta gasos d'entrada (provoca sobrealimentació); per evitar augment voltes d turbina una valvula de seguretat situada a derivació envia part d gasos d'escapament directament a eixida.
Intercooler: refrigera aire admissió abans d'entrar al motor (augmenta massa d'aire introduïda i potència motor)
Avantatges e Inconvenients Turbo: Augment potència (relació pes i cilindrada); Reducció soroll; Augment rendiment o disminució consum; Motor poc elàstic o poca potència a baixes voltes; Motor més delicat amb millor lubricació; Problemes de temperatura alta amb motors gasolina a plena càrrega.
Otto vs Dièsel: Admissió: Aspira aire-gasolina / Aire Compressio: Moderada (7-11) / Elevada (18-24) Combustió: Explota mescla per guspira bugia / Injecció gasoil autoinflamant-se per calor de compressió Escapament: Eixida Gasos (2)
Turbines: màquines de fluid, on el fluid passa d forma contínua i aquest li lliura la seva energia a traves d'un rodet amb paletes o àleps. Tenen una o dues rodes amb paletes (rotor i estator) (rotor impulsat per fluid arrossega eix amb q s'obté moviment rotació). Elements: Compressor (comprimeix aire i pels difusors arribe a cambra combustió); Cambra Combustió (forma d'anell o cilíndric; arriba aire alta pressió i temp. on combustible s'autoinflama "només guspira per engegada inicial"); Turbina Potència (rep gasos combustió i els expandeix fent girar àleps); Regenerador (aprofita calor dels gasos d'escapament per calfar aire entrada a cambra combustió "per a baixes pressions"); Intercooler (...).
Turboreactor o Turbojet: turbina només ha d transformar energia necessària per a compressor i altres sistemes del motor; impuls obtés pels gasos d'eixida d la tovera (propulsió raig).
Estatoreactor: variant per velocitat supersòniques; compressor sense rotor (suficient amb pressió obtinguda per difusor); funcionen a partir d 300 km/h.
Turbohèlix: aconsegueixen moviment amb rotació d'hèxil (reductor d velocitat d l'eix d turbina) q empeny la corrent bypass.
Turbofan: aconsegueixen moviment amb fan q empeny corrent bypass, i per empenta gasos gràcies a tovera d'escapament. Un alt bypass aconsegueix: disminuir soroll, menor contaminació, baix consum i alt rendiment, reducció velocitat.
Motor Wankel: realitza mateixos cicles q motor Otto pero en una sola rotació d l'eix; durant 1 gir realitza 3 admissions, compressions, explosions i escapaments; els vertex del motor duen barres prismàtiques q fan pressió sobre concavitat d cambra i asseguren estanqueitat (com els segments als motors alternatius) Avantatges: Menor vibració, Major fiabilitat, Menys peces mòbils. Inconvenients: Menor eficiència, Major cost manteniment, Sincronització i estanquitat.
CICLE CARNOT: cicle teòric i reversible. Rendiment d'una màquina d Carnot determinat per temperatura focus fred T2 i del calent T1. Temps1: Expansió isotérmica (treball realitzat W1=Q1); T2: Expansió adiabàtica; T3: Compressió isotèrmica (Treball W2=Q2); T4: Compressió adiabàtica.
Entropia (ΔS)=
J/K (Clausius) Corolaris Carnot: 1. Rendiment tèrmic d'un cicle d potència sempre és major q el d'un irreversible, si els dos operen entre els mateixos focus. 2. Tots els cicles d potència reversible, q operen entre els mateixos focus, tenen el amteix rendiment d carnot.
Funcionament Bomba de calor: 1. Fluid comprimit al compresor (aportació energia W) 2.Liquat per refredament al condensador (cedeix Q1) 3. Procés expansió al sistema d'expansió 4. A l'arribar a l'evaporador, el fluid s'evapora (agafa calor Q2 i refreda el recinte) 5.Després d l'evaporació, el fluid recupera les condicions inicials per a q pase d nou a l'evaporador q inicia de nou el cicle.
Eutil equival al Q1 (calor cedit al focus calent per el condensador)Eabs equival al W (energia consumida per compressor) Efocus fred equival al Q2 (calor absorvit del focus fred per l'evaporador)
No hay comentarios:
Publicar un comentario