Aula Z Tecnologia 3r ESO

màquines  alternatives d'encesa per guspira



encesaper guspira

La màquina d'aquestes característiques més emprada és el motor Otto de quatre temps (4T) que transforma el moviment rectilini alternatiu d’un èmbol en un moviment circular per mitjà d’un mecanisme biela-manovella.

Utilitzen una barreja d’aire i gasolina com a combustible, que s’inflama a causa de la guspira elèctrica que provoca el sistema d’encesa. Suporten pressions moderades que el fan arribar a un nombre elevat de revolucions.

Transformen l'energia tèrmica impulsant el pistó que transforma el seu moviment alternatiu en circular a través d'un mecanisme de biela-maneta.

Segueix un cicle que s’anomena Otto, en referència a l’enginyer Nikolaus Otto. L’any 1876 va dissenyar un motor de gas que era similar a la màquina de vapor, i el 1886 va patentar el motor de combustió interna de quatre temps. És la màquina tèrmica que més s’utilitza, sobretot en automoció.

Els elements bàsics d’aquest motor són:

Cilindre: element del bloc motor.

Èmbol o pistó: element mòbil que es desplaça per l’interior del cilindre, i ho fa entre el punt mort superior (PMS) i el punt mort inferior (PMI). Té un moviment rectilini alternatiu.

Biela: element que uneix l’èmbol o pistó amb el cigonyal. 

• Cigonyal o manovella: element situat al càrter. Té un moviment circular.

Vàlvules d’admissió i d’escapament: permeten l’entrada de la barreja de combustible i aire al cilindre, i la sortida de gasos cremats.

Bugia: fa saltar entre els seus elèctrodes una guspira que provoca l’explosió.

El funcionament d’un motor Otto de quatre temps pot descriure’s en quatre passos:

  1. temps d'Admissió: la vàlvula d’admissió s’obre perquè una mescla de combustible i aire entri mentre el pistó baixa fins al PMI (punt mort inferior)
  2. temps de Compressió: la vàlvula d’admissió es tanca. La inèrcia del cigonyal fa pujar el pistó fins al PMS. Així, la mescla de combustible i aire adquireix una pressió i una temperatura altes, per compressió.
  3. temps d'Explosió: una guspira salta a la bugia i provoca l’explosió de la mescla de combustible i aire. El fluid empeny el pistó i el fa tornar cap al PMI (punt mort inferior). És la fase de producció de treball.
  4. temps d'Escapament: la vàlvula d’escapament s’obre mentre el pistó puja fins al PMS (punt mort superior) i fa que els gasos de la combustió surtin. Es tanca la vàlvula i torna a començar el cicle.

Les principals característiques del motor Otto de quatre temps són:

• Només fa treball durant l’explosió.

• Durant l’admissió, la compressió i l’escapament, el pistó es mou gràcies a l’acció d’un volant d’inèrcia. El volant d’inèrcia és una roda que va unida al cigonyal o manovella. Acumula energia durant la fase d’explosió, i la utilitza després per moure el pistó durant les altres tres fases, fins a la següent explosió.

• Els quatre temps d’un cicle complet corresponen a dues voltes senceres del cigonyal.


temps Otto


encesa per guspira


encesa per guspira


Arbre de lleves de quatre cilindres en línea


arbre de lleves


Quatre cilindres en línea


quatre ciclindres



sobre un bloc únic els cilindres es disposen l’un a continuació de l’altre. Aquesta disposició s’utilitza en motors de 2 a 6 cilindres i fins a 8 en motors dièsel.







Quatre cilindres en V

cilindres en V



estan construïts per un doble bloc en V que forma un angle entre ells de 60º o de 90º. En aquest tipus de motor de dos pistons, un a cada bloc, treballen sobre un mateix colze del cigonyal.






Quatre cilindres oposats

cilindres oposats


els cilindres es disposen en dos blocs units horitzontalment per la base amb un cigonyal comú. L’altura d’aquest motor queda molt reduïda. Poden ser de 2, 4 o de 6 cilindres.





Injectors de gasolina


injectors


Motor de dos temps (2T)


El motor de dos temps és una màquina tèrmica que realitza els quatre passos del cicle en dos. Són motors senzills i lleugers.  La major part de motors d’aquesta mena funcionen amb una barreja de benzina sense plom i oli (de 2 a 4 % per a lubricar el pistó) com a combustible. S’utilitza especialment en alguns mitjans de transport com ciclomotors, quads o embarcacions fora borda, en talladores de gespa, serres a motor, veremadors, recol·lectors d’olives, etc.

Els elements bàsics d’aquest motor, són:

• Cilindre: element del bloc motor.

• Èmbol o pistó: element mòbil que es desplaça per l’interior del cilindre, entre el punt mort superior (PMS) i el punt mort inferior (PMI). Té un moviment rectilini alternatiu.

• Biela: element que uneix l’èmbol o pistó amb el cigonyal.

• Cigonyal o manovella:element situat al càrter. Té un moviment circular.

• Espiralls d’admissió i d’escapament: permeten l’entrada de la barreja de combustible i aire al cilindre, i la sortida de gasos cremats. Els espiralls són unes obertures que tenen les parets del cilindre.

• Bugia: fa saltar entre els seus elèctrodes una guspira que provoca l’explosió.

El funcionament del motor de dos temps pot descriure’s en dos passos:

1. Admissió - compressió: El pistó tanca la boca de sortida de gasos cremats i obre la boca d’entrada dels gasos que venen del carburador. El buit produït al càrter provoca l’aspiració dels gasos combustibles (admissió) i la mescla l’aire i gasolina i oli procedent del carburador passa a l’interior del càrter. El pistó continua el seu moviment cap al PMS comprimint els gasos combustibles que hi havia a l’interior del cilindre.

2. Explosió - escapament: moviment descendent del pistó degut a l’explosió provocada per la guspira de la bugia des del PMS a PMI (explosió). Durant aquest moviment el pistó tanca la boca d’admissió i obre la d’escapament i la de càrrega. Es produeix la sortida de gasos cremats (escapament) i l’entrada al cilindre, per la boca de càrrega, dels gasos combustibles procedents del càrter. I a continuació es torna a iniciar el cicle.

Les principals característiques del motor de dos temps, són:

      • És lleuger, fàcil de construir i econòmic. 
      • No porta arbre de lleves ni vàlvules.
      • Treballa més revolucionat i per tant el seu desgast és major
      • Desenvolupa una potència més gran que el motor Otto de quatre temps, per una mateixa cilindrada.
      • Té un rendiment inferior al motor Otto de quatre temps, perquè durant l’explosió escapament, una part de la mescla de combustible i aire surt per l’espirall d’escapament, a la vegada que els gasos de la combustió.

En aquest tipus de motors els processos termodinàmics són els mateixos; el que varia és la forma en què es produeixen.

Són motors constructivament més senzills (no porten vàlvules, ni arbre de lleves), el seu pes és més reduït, són més econòmics i per tant més indicats per accionar màquines de poca potència com ciclomotors, grups electrògens, serres mecàniques, tallagespes, ...

Teòricament hauria de tenir el doble de potència que un de 4 temps similars característiques (cada volta produeix un cicle de treball), però no és així ja que els gasos de l'admissió entren al cilindre al mateix temps que surten el de l'explosió: barreja dels dos.


motor de dos temps

motor de dos temps




Aula Z                            CONTACTA:  Mario Domenech i Conxita Sabartrés  Licencia de Creative Commons
Valid CSSValid html 4.01Valid WAI 1.0 AAA