Motors tèrmics de combustió interna: el motor d'explosió

Els motors d'explosió realitzen el treball a partir d'una explosió, controlada, que es produeix dins de la mateixa màquina. No els cal utilitzar un element intermedi, com ara el vapor, ja que són els mateixos gasos produïts per l'explosió els que se n'encarreguen, gràcies a la pressió que fan sobre el pistó o èmbol.

Podem distingir dos tipus de motors d'explosió: els motors d'encesa per guspira o de cicle Otto i els d'encesa per compressió o de cicle dièsel. Tant els uns com els altres poden ser de 4T com de 2T.

Motors d'encesa per guspira o de cicle Otto

Motors de quatre temps:

Els motors de 4T utilitzen la gasolina com a combustible, i amb un mecanisme biela-manovella, transformen el moviment alternatiu del pistó en un moviment de rotació.

Aquest motor funciona de la següent manera:

1r temps: admissió

comença quan el pistó està a punt d'arribar al PMS. La vàlvula d'admissió s'obre. La depressió (buit) provocada pel desplaçament del pistó cap a l'interior, xucla la mescla de gasolina i aire que ve del carburador.

2n temps: compressió

la vàlvula d'admissió es tanca i els pistó, desplaçant-se cap a la part superior del cilindre, comprimeix la mescla aire just abans d'arribar al PMS.

3r temps: explosió

una guspira produïda per la bugia inflama la mescla i provoca l'explosió. Això produeix molts gasos que empenyen amb força el pistó cap a la part inferior del cilindre.

4rt temps: escapament

un cop el pistó ha arribat a la part inferior del cilindre, s'obre la vàlvula d'escapament i surten els gasos gràcies al moviment ascendent del pistó. Quan el pistó arriba al PMS, la vàlvula d'escapament es tanca, s'obre la d'admissió i el cicle torna a comença.

Només el tercer es productiu. Els altres temps consumeixen part de l'energia produïda pel tercer. Els motors d'explosió de 4T disposen de quatre o més cilindres que se situen l'un al costat de l'altre en línia o bé en forma de V.

A més del cilindre, amb el pistó, la biela-manovella, les vàlvules d'admissió i escapament, la bugia etc., hi ha altres elements molt importants en els motors de 4T. Un d'aquests elements és un dispositiu capaç de barrejar l'aire i la gasolina i introduir-los en els cilindres.

El carburador: la funció que realitza és subministra una mescla d'aire i gasolina polvoritzada al motor. La part inferior d'un tub anomenat gicler està submergida dins d'una cubeta amb gasolina, i a la part superior és dins de la conducció que es dirigeix a la vàlvula d'admissió. Quan el pistó xucla l'aire del gicler surten unes gotetes de gasolina que es mesclen amb l'aire: s'ha produït una polvorització. El sistema de carburador que acabem de descriure és el més senzill, s'anomenen atmosfèrics.

Dispositius

capaços de

barrejar aire

i gasolina

La injecció electrònica: és el mètode d'alimentació més emprat en els motors dels automòbils i ha substituït els carburadors. Com que la gasolina s'introdueix en el canal d'admissió mitjançant uns injectors, el rendiment que s'obté és més alt. Els injectors són controlats per un circuit electrònic.

La bugia

L'element encarregat de provocar l'explosió és la bugia, que es troba a la culata del motor; una part de la bugia entra a l'interior del cilindre. Si des de l'exterior li fem arribar una tensió elèctrica elevada, farem saltar a l'interior una descàrrega elèctrica (guspira) que provocarà l'explosió. El sistema que controla l'explosió és el sistema d'encesa.

El circuit de refrigeració

Hi ha la necessitat de reduir la temperatura que es produeix per efecte de les explosions continuades d'on en surt fred i és impulsat novament al motor a través de la bomba d'aigua. El refredament s'efectua mitjançant un líquid que circula per un circuit de refrigeració. El líquid calent que surt del motor es refreda en un element anomenat radiador

Les vàlvules

Les vàlvules s'obren i es tanquen. En els motors d 4T hi ha una sèrie de mecanisme basats en les lleves i les palanques que s'encarreguen d'aquesta funció. Els motors de 16 vàlvules tenen quatre cilindres i quatre vàlvules per cilindre, dues d'admissió i dues d'escapament. D'aquesta manera s'augmenta la potència i el rendiment del motor

La lubricació

Dins del càrter dels motors de 4T hi ha una quantitat d'oli lubricant per augmentar el rendiment del motor, reduir-ne el desgast i dissipar la calor generada per la fricció de les unions mòbils. La lubricació és vital per als motors.

Motors de dos temps:

Els motors de 2T són més lleugers i més senzills que els de 4T, però funcionen de manera molt similar i utilitzen gasolina mesclada amb oli. Tot i que es diuen de 2T, de fet en tenen quatre. L'admissió i la compressió s'efectuen al mateix temps i a continuació l'explosió i l'escapament també es produeixen simultàniament. Això és possible gràcies a unes obertures que hi ha a les parets del cilindre, en comptes de les vàlvules, anomenades espiralls, per on entren i surten els gasos. Funciona de la següent manera:

1r temps: admissió i compressió

el pistó es desplaça fins al PMS. En aquest moviment cap a la part superior del cilindre, el pistó tanca l'espirall d'escapament i obre l'espirall d'admissió, per on entra la mescla d'aire, gasolina i oli. Simultàniament a la cursa ascendent del pistó cap al PMS, s'efectua la compressió.

2n temps: explosió i escapament

una vegada que el pistó arriba al PMS, la guspira de la bugia provoca l'explosió i impulsa violentament el pistó cap avall. Durant aquest moviment, el pistó tanca l'espirall d'admissió i obre el d'escapament i l'espirall de càrrega. Es produeix la sortida dels gasos cremats, l'escapament, i a causa del moviment descendent del pistó, la mescla combustible procedent del càrter, on havia entrat abans, entra per l'espirall de càrrega dins del cilindre per la part superior del pistó.

Teòricament, els motors de 2T haurien de tenir un rendiment superior als de 4T, ja que es produeix una explosió cada volta de cigonyal, en lloc de cada dues, com passa en els de 4T. Tanmateix, a la pràctica no és així, ja que l'absència de vàlvules no garanteix que s'ompli bé el cilindre en l'admissió, ni una bona evacuació de gasos en l'escapament.

Els motors de 2T treballen més revolucionats que els de 4T. Això és un inconvenient, perquè com més revolucionat treballa un motor, el desgast dels seus components i mecanismes és més ràpid.

La cilindrada

La cilindrada és la suma dels volums de tots els cilindres d'un motor d'explosió. Es pot conèixer el volum d'un cilindre multiplicant la superfície del pistó per la cursa. La cilindrada està relacionada està relacionada amb la potència del motor.

La formula és aquesta:

Vc=·r2·c (cm3)

On r és el radi del cilindre i c la cursa( distància entre PMI i PMS). La cilindrada total Vt valdrà:

Vt= Vc·nc (cm3)

Motor d'encesa per compressió o dièsel

El motor dièsel basa el seu funcionament en el sistema d'encesa o explosió. Sempre que un gas es comprimeix, augmenta de temperatura. Si aquest gas és combustible i el comprimim fins que arriba a la temperatura de combustió, no caldrà que provoquem cap guspira per causar l'explosió. Funciona de la següent manera:

1r temps: admissió

comença quan el pistó està a punt d'arribar al PMS. S'obre la vàlvula d'admissió i el desplaçament dl pistó fins a la part inferior del cilindre provoca l'entrada d'aire(sense combustible) al cilindre.

2n temps: compressió

amb les vàlvules tancades, el pistó comprimeix l'aire. La compressió és forta i ràpida, això fa que la temperatura arribi a uns valors elevats.

3r temps: explosió

uns injectors introdueixen a pressió la dosi de gasoli necessària. A causa de l'alta temperatura i la pressió, s'inflama, això fa que els gasos empenyin el pistó cap a la part inferior del cilindre.

4rt temps: escapament

un cop el pistó ha arribat al PMI, s'obre la vàlvula d'escapament i surten els gasos gràcies al moviment ascendent del pistó.

5