Curs 1 Motoare No Restriction

MOTOARE CU ARDERE INTERNÃ(M.A.I.) • • • • • • • • • 1:33

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.

NOŢIUNI INTRODUCTIVE M.A.C. ÎN 4 TIMPI M.A.C. ÎN 2 TIMPI INDICI MECANICI ŞI ENERGETICI CONSTRUCŢIA MOTOARELOR NAVALE ALIMENTAREA CU COMBUSTIBIL UNGEREA MOTOARELOR NAVALE RÃCIREA MOTOARELOR INSTALAŢIA DE LANSARE Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

1

MOTOARE CU ARDERE INTERNÃ

• DEFINITIE: • M.A.I. cu piston este un motor termic, în care energia chimicã a combustibilului se transformã prin ardere în interiorul cilindrilor în lucru mecanic cedat pistoanelor în mişcare alternativã. Prin intermediul mecanismului bielã – manivelã, mişcarea alternativã se transformã în mişcare de rotaţie a arborelui cotit al motorului.

1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

2

CLASIFICARE a) Dupã modul în care se produce aprinderea combustibilului: - motoare cu aprindere prin scânteie (M.A.S.); - motoare cu autoaprindere sau cu aprindere prin compresie (M.A.C.  Diesel). b) Dupã felul desfãşurãrii procesului de lucru: - motoare în patru timpi la care procesul de lucru se desfãşoarã în patru curse ale pistonului, la douã rotaţii ale arborelui cotit; - motoare în doi timpi la care procesul de lucru se desfãşoarã în douã curse ale pistonului în timpul unei singure rotaţii a arborelui cotit. c) Dupã felul alimentãrii cu încãrcãturã proaspãtã a cilindrului: - motoare cu admisie naturalã la care amestecul carburant sau aerul pãtrunde în cilindru datoritã depresiunii formate de piston; - motoare cu admisie naturalã la care amestecul carburant sau aerul este introdus în cilindru la o presiune mai mare decât cea atmosfericã, permiţând introducerea unui volum mai mare de aer sau amestec carburant în cilindru. 1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

3

CLASIFICARE(continuare) d) Dupã felul combustibilului utilizat: - motoare cu combustibil lichid; - motoare cu combustibil gazos; - motoare cu combustibil solid, la care combustibilul este introdus în cilindru în stare pulverizatã. e) Dupã destinaţia la bord: - motoare principale – pentru acţionarea propulsoarelor navale; - motoare auxiliare – pentru acţionarea generatoarelor de curent electric, a pompelor sau a altor mecanisme ale navei. 1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

4

CLASIFICARE(continuare) f) Dupã turaţia arborelui cotit: - motoare lente cu turaţii nominale 100  150 rot/min; - motoare semirapide 350  500 rot/min; - motoare rapide 1000  1500 rot/min. g) Dupã construcţia lor: - motoare cu pistoane plonjoare – la care pistonul este cuplat direct cu arborele cotit prin bielã; - motoare cu cap de cruce – la care mişcarea rectilinie a pistonului este asiguratã de un organ special numit cap de cruce; - motoare cu cilindri în cruce; - motoare cu cilindri în V, W, U, H; - motoare reversibile (se schimbã sensul cu dispozitive speciale). 1:33 Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

5

M.A.C. ÎN 4 TIMPI CONSTRUCŢIE Elementele componente: 1 – galerie de admisie; 2 – supapã de admisie; 3 – supapã de evacuare; 4 – galerie de evacuare; 5 – cilindru; 6 – piston; 7 – bielã; 8 – injector; 9 – manivelã; 10 – arbore cotit; 11 – carter

PRINCIPIUL DE FUNCŢIONARE 1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

6

M.A.C. ÎN 4 TIMPI(continuare) DIAGRAME Diagrama reala

1:33

Diagrama desfasurata

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

7

M.A.C. ÎN 4 TIMPI(continuare) TIPURI DE CICLURI M.A.C. Ciclul de ardere la presiune constantã

1:33

Ciclul cu ardere mixtã

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

8

M.A.C. ÎN 2 TIMPI DEOSEBIRI FAŢÃ DE M.A.C. ÎN 4 TIMPI: -

ciclul motor dureazã numai douã curse ale pistonului admisia şi evacuarea se fac simultan alimentarea cu aer se face forţat ca organe de distribuţie nu se mai folosesc supapele, ci ferestrelele de evacuare si ferestrele de baleiaj, situate sub acestea

1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

9

M.A.C. ÎN 2 TIMPI(continuare) CONSTRUCŢIE Elemente componente: 1 – fereastrã de baleiaj; 2 – fereastrã de evacuare; 3 – injector; 4 – bielã; 5 – manivelã; 6 – galeria de baleiaj; 7 – galeria de evacuare; 8 – piston; 9 – arbore cotit; 10 – cilindru. PRINCIPIUL DE FUNCŢIONARE 1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

10

M.A.C. ÎN 2 TIMPI(continuare) DIAGRAME Diagrama realã

1:33

Diagrama de distribuţie

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

Diagrama teoreticã

11

M.A.C. ÎN 2 TIMPI(continuare) BALEIAJUL : Reprezintã traiectoria pe care o parcurge în cilindru curentul de aer proaspãt şi de gaze arse, la motoarele Diesel în 2 timpi. Introducerea forţatã a aerului de baleiaj se face cu mecanisme anexe numite pompe de baleiaj

1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

12

MARIMI CARACTERISTICE Raportul geometric de compresie  : V V u V V V  t  c  1 u  1 u Vc Vc Vc Vc

VU– Volumul util al cilindrului corespunzãtor cursei pistonului; VC - Volumul camerei de ardere.

1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

13

MARIMI CARACTERISTICE -

Raportul real de compresie al motorului 2T:

Vc V n 1    Vu 1    r   1 Vc Vc -

unde  este raportul dintre cursa pistonului desfãşuratã din momentul acoperirii ferestrelor de baleiaj şi cursa propriu-zisã a pistonului.

Pentru motoarele Diesel valorile raportului de compresie variazã astfel: motoare lente______________13…14; motoare semirapide_________14…15; motoare rapide_____________15.…18; motoare supraalimentate_____12….14. 1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

14

INDICI MECANICI ŞI ENERGETICI AI MOTOARELOR CU ARDERE INTERNÃ CU PISTON -Lucrul mecanic indicat

- Presiunea medie indicatã -Puterea indicatã -Puterea efectivã -Randamentul indicat -Randamentul efectiv -Randamentul mecanic -Gradul de perfecţiune -Randamentul termic al procesului teoretic -Consumul specific de combustibil

1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

15

CONSTRUCŢIA MOTOARELOR NAVALE • ORGANELE FIXE: • - Placa de bazã – cadrul de fundaţie

1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

16

CONSTRUCŢIA MOTOARELOR NAVALE Lagãrele de pat – pentru susţinerea şi fixarea arborelui cotit al motorului. Parti componente: 1 – corp; 2 – capac; 3 – prezoane; 4 – cuzinet

1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

17

CONSTRUCŢIA MOTOARELOR NAVALE Batiul(carterul) - leagã cilindrul motor de placa de bazã a,b,c,d – diferite forme constructive; e – supapa de siguranţã carter: 1 – capac de vizitã carter; 2 – membranã elasticã; 3 – resort; 4 – apãrãtoare

1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

18

CONSTRUCŢIA MOTOARELOR NAVALE Blocul cilindrilor – ansamblul motorului în interiorul cãruia au loc procesele gazodinamice

Bloc cu camasa umeda: 1 – blocul cilindrilor; 2 – cămaşa; 3 – spaţii pentru agentul de răcire; 4 – garnituri din cauciuc; 5 – garnituri din cupru.

1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

19

CONSTRUCŢIA MOTOARELOR NAVALE Cilindru cu camasa uscata Blocul cilindrilor are spatii interioare prin care circula apa de racire. 1 – blocul cilindrilor; 2 – cămaşa; 3 – spaţii pentru agentul de răcire.

1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

20

CONSTRUCŢIA MOTOARELOR NAVALE Chiulasa – piesa care închide la partea superiorã cilindrul motorului, delimitând spaţiul de ardere a combustibilului. Chiulasa şi partea superioarã a cilindrului şi a pistonului formeazã camera de ardere a – camere de ardere amplasate în capul pistonului; b - camere de amplasare în chiulasã; c – camere de ardere amplasate între piston şi chiulasã; d - camere de ardere amplasate între douã 1:33 Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu pistoane opuse

21

CONSTRUCŢIA MOTOARELOR NAVALE •

•

ORGANE MOBILE - elemente constructive ale motoarelor care în timpul funcţionãrii executã o mişcare de translaţie sau de rotaţie şi care prin destinderea gazelor de ardere din cilindru permit obţinerea lucrului mecanic de rotaţie la flanşa de cuplare a motorului. Ele sunt :

• • • • • •

- pistonul; - tija pistonului; -capul de cruce; -biela; -arborele cotit; -lagarul de impingere;

1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

22

CONSTRUCŢIA MOTOARELOR NAVALE - PISTONUL – rol de etanşare a spaţiului de ardere, de ungere a cilindrului şi de transmitere a cãldurii din gazele de ardere care nu se transformã în lucru mecanic, catre agentul de rãcire a pistonului şi a cilindrului. In figura- piston plonjor al unui motor diesel fãrã cap de cruce. Elementele pistonului: 1 – cap piston; 2 – canale segmenţi de compresie; 3 – fusta pistonului; 4 – canale segmenţi de ungere; 5 – orificii de scurgere; 6 – umerii pistonului; 7 – bolţ.

1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

23

CONSTRUCŢIA MOTOARELOR NAVALE • - TIJA PISTONULUI – legãtura dintre piston şi capul de cruce

Tija pistonului cu cutia de etanşare: 1– cãmaşã de cilindru; 2 – tija pistonului; 3 – cutia pentru etanşare; 4 – segmenţi de etanşare

1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

24

CONSTRUCŢIA MOTOARELOR NAVALE CAPUL DE CRUCE are rolul de a prelua forţele care acţioneazã asupra lui şi de a le transmite bielei(numai pe cele axiale !)

Elemente componente: 1 – corp prismatic; 2 – patine; 3 – tijã piston; 4 – bielã; 5 – lagãre; 6 – flanşã.

1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

25

CONSTRUCŢIA MOTOARELOR NAVALE BIELA – legãtura dintre piston si manetonul arborelui cotit

1 - picior; 2 - corp; 3 - cap; 4 - şurub; 5 - bucşã; 6 - cuzineţi de manivelã; 7 - canal scurgere ulei.

1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

26

CONSTRUCŢIA MOTOARELOR NAVALE Forme constructive de biele

a – bielã centratã; b – biele articulate; 1 – bielã principalã; 2 –bolţ de legãturã; 3 – bielã exterioarã; c – bielã cu cap secţionat oblic

1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

27

CONSTRUCŢIA MOTOARELOR NAVALE ARBORELE COTIT – preia forţa gazelor din cilindru prin intermediul pistoanelor şi bielelor şi transformã împreunã cu bielã mişcarea rectilinie a pistonului în mişcare de rotaţie

1 – fus maneton; 2 – fus palier; 3 – flanşã de cuplare

1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

28

CONSTRUCŢIA MOTOARELOR NAVALE LAGÃRUL DE ÎMPINGERE – la motorul principal cu rol de propulsie

1 – disc; 2 – axul portelice; 3 – arbore motor; 4 – segmenţi. 1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

29

CONSTRUCŢIA MOTOARELOR NAVALE Alte elemente componente ale motoarelor navale sunt: • • • •

mecanismul de distribuţie; volantul; virorul; sistemul de lansare.

1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

30

CONSTRUCŢIA MOTOARELOR NAVALE MECANISMUL DE DISTRIBUŢIE asigura deschiderea sincronizata a supapelor in functie de pozitia arborelui cotit 1 – arbore; 2 – came; 3 – rolã tachet; 4 – tachet; 5 – piesã cilindricã (împingãtor); 6 – culbutor; 7 – arc de revenire; 8 – ghid supapã; 9 – supapã; 10 – bolţ; 11 – orificiul chiulasã; 12 – disc; 13 1:33– şurub de reglaj. Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

31

CONSTRUCŢIA MOTOARELOR NAVALE VOLANTUL – rol de acumulator de energie pe care o cedeazã motorului prin arborele cotit atunci când: M mot .  M rezist .

1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

32

CONSTRUCŢIA MOTOARELOR NAVALE VIRORUL – permite rotirea inceata a arborelui cotit pentru uniformizarea temperaturilor, pentru reglaje si reparatii. Virorul este decuplabil si este actionat de un electromotor 1 – electromotor; 2 – angrenaje; 3 – pinion; 4 – pârghie de acţionare

1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

33

ALIMENTAREA CU COMBUSTIBIL A MOTOARELOR NAVALE CUPRINDE: • •

Instalaţia de joasã presiune – transportã combustibilul de la tancurile de rezervã la echipamentul de injecţie; Instalaţia de înaltã presiune – dozeazã şi introduce sub formã fin pulverizatã o cantitate de combustibil în cilindru, care prin ardere va produce energia caloricã transformatã ulterior în lucru mecanic.

1,2,3,4 – instalaţia de joasã presiune; 5,6,7 – instalaţie de înaltã presiune; 1- tancul de serviciu ; 2 - filtru grosier; 3 - pompã de combustibil p = 35 bari; 4 - filtru fin; 5 - pompã de injecţie p> 150 bari; 6 - tubulaturile de înaltã presiune; Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu 71:33 - injectoare; 8 - cilindru

34

UNGEREA MOTOARELOR NAVALE Se realizeazã: • în circuit deschis; • prin barbotaj; • sub presiune; • ungere mixtã. Ungerea prin barbotaj: 1 – baie de ulei; 2 – proeminenţã pe capul bielei; 3 – bielã Instalaţia de ungere cu carter uscat 1 – tanc de serviciu; 2 – filtru grosier; 3 – pompa de ungere; 4 – filtru fin; 5 – pompã ungere; 6 – pompe evacuare; 1:33 Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu 7 – rãcitor ulei.

35

RÃCIREA MOTORULUI Temperatura maxima admisibila: - pentru piese care nu necesitã ungere este 400 0C; - pentru piese cu ungere – 300 0C. Pentru menţinerea temperaturii constante, în instalaţia de rãcire se folosesc diferite lichide: apã, motorinã, ulei, apã emulsionatã cu ulei, etc. Sistemul de rãcire este diferenţiat: - pentru organe fixe rãcirea se face prin canale; - pentru organe mobile existã circuite speciale de rãcire. Instalaţiile de rãcire sunt: -cu circuit deschis; -cu circuit închis; 1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

36

RÃCIREA MOTORULUI(continuare)

Instalaţia de rãcire cu circuit deschis:

1 – motor; 2 – rãcitor ulei; 3 – filtru ulei; 4 – pompa de apã; 5 – valvulã Kingstone

1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

37

RÃCIREA MOTORULUI(continuare)

Instalaţia de rãcire cu circuit închis :

1 – tanc de expansiune; 2 – rãcitor de apã; 3 – pompã de apã; 4 – rãcitor de ulei; 5 – motor

1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

38

INSTALAŢIA DE LANSARE Lansarea motoarelor se realizeazã diferit în funcţie de tipul motorului, numãrul de cilindrii, rolul motorului, destinaţia motorului. Astfel se întâlnesc: a) lansare normalã – numai la motoare monocilindrice, terestre; b) lansare electricã – pentru motoare auxiliare; c) lansare cu ajutorul unui MAS (tractoare); d) lansare cu aer – la nave; e) lansare hidraulicã – la nave. Instalaţiile utilizate în domeniul naval sunt: • Instalaţia de lansare cu aer; • Instalaţia de lansare hidraulicã. 1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

39

INSTALAŢIA DE LANSARE(continuare) Instalaţia de lansare cu aer 1 – motor electric; 2 – compresor; 3 – butelie; 4 – supapã siguranţã; 5 – valvulã principalã de distributie; 6 - distribuitor de aer ; 7 – tubulaturi; 8 – supapã de lansare; 9 – cilindri.

1:33

Instalaţia de lansare hidraulicã 1 – tanc ulei; 2 – filtru grosier; 3 – pompã ulei de presiune; 4 – robinet cu 3 cãi; 5 – butelii lansare; 6 – piston liber; 7 – demaror hidraulic; 8 – motor

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

40

Motor MAC bicilindric in 4 timpi

1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

41

Motor MAC bicilindric in 4 timpi

1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

42

Motor MAC bicilindric in 4 timpi

1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

43

Motor MAC bicilindric in 4 timpi

1:33

Conf.dr.ing. Viorel Panaitescu

44