Funcționarea motorului diesel d; un tractor agricol - m; tractor canique
Rolul principal al unui motor termic (benzină sau motorină) este de a transforma energia termică, rezultată din combustie, în energie mecanică. Explicații despre funcționarea acestui organ.
1. Timpii de conducere
Există două tipuri de motor, motorul cu aprindere pozitivă (motor pe benzină) și motorul cu aprindere prin compresie (motor diesel). Acesta din urmă urmează Ciclul Sabathé care se descompune în patru etape.
Primul pas (A):
Acest articol a fost produs în parteneriat cu AgroSup Dijon.
Este o fază de admisie a aerului pur (constând în esență din azot și oxigen care este oxidantul). Astfel, în timpul coborârii pistonului, care creează un vid în camera de ardere, aerul este aspirat și pătrunde prin orificiul lăsat deschis de supapa de admisie.
Al doilea pas (B):
Este o fază de compresie. Când pistonul se ridică, cu supapele închise, camera de ardere este complet sigilată. Acest lucru duce la o creștere a temperaturii (până la 800 ° C).
Al treilea pas (C):
Injecția de motorină (care este combustibilul) determină arderea care eliberează o cantitate mare de energie și permite împingerea pistonului înapoi. Ambele supape sunt încă închise.
Al patrulea pas (D):
Se numește evacuare. Pistonul se ridică, supapa de evacuare se deschide și permite evacuarea gazelor rezultate din combustie și ne-arse.
Le putem înlocui de patru ori pe o diagramă de distribuție.
2. Caracteristicile unui motor
a) Deplasarea
Mai întâi trebuie să calculăm volumul unitar al unui cilindru, notat Vu.
Vu = [(∏ x A²)/4] × cursă
A este alezajul, care este diametrul căptușelii unui cilindru. Cursa este distanța parcursă de piston în cilindru. Pentru a obține deplasarea totală a motorului, este suficient să multiplicați această unitate de volum cu numărul total de cilindri ai motorului. Așa că primim:
Deplasare = Vu × numărul de cilindri
Relația dintre cursă și foraj: numim „motor pătrat” un motor al cărui foraj este egal cu cursa. Când alezajul este strict mai mare decât cursa, vorbim despre un „motor super pătrat” .
b) Raportul volumetric
raportul volumetric al unui motor este raportul dintre volumul din centrul mort inferior (Pmb) pe volumul din centrul mort superior (Pmh):
R = Volumul Pmb/Volumul Pmh sau R = (unitatea de volum + volumul mort)/volumul mort
Pentru un motor diesel, acest raport trebuie să fie între 16 și 24, în timp ce pentru un motor pe benzină, este între 5 și 12.
vs) Ciclul termodinamic
Motorul diesel urmează un ciclu termodinamic, care poate fi vizualizat pe Diagrama Clapeyron (figura următoare). Ciclul teoretic pe care ar trebui să-l urmeze motorul este afișat în roșu. Dar diferitele pierderi de frecare, termice și de pompare a aerului modifică acest ciclu, care ia linia neagră.
Faza de admitere cu o creștere a volumului, numită transformare izobarică (presiune constantă). Observăm intrarea aerului în motor.
Faza de compresie cu scăderea volumului și creșterea presiunii. Aerul este comprimat în camera de ardere.
Faza de compresie izocorică. Volumul rămâne același, dar presiunea crește.
Faza de relaxare izobarică. Injecția se efectuează în această fază.
Faza de relaxare cu scăderea presiunii și creșterea volumului. Pistonul începe să coboare și are loc aprinderea amestecului de aer-motor.
Așa-numita fază rapidă de relaxare adiabatică. Pistonul scade brusc până la punctul mort inferior.
Faza de evacuare cu scăderea volumului. Pistonul se ridică și supapa de evacuare este deschisă, ceea ce explică o transformare izobarică.
3. Calculul performanței
a) Lucrarea prestată
Zona definită de acest ciclu determină munca efectuată de motor. Astfel, formula pentru calcularea muncii este integralul presiunii prin modificarea volumului:
Cu W în Jouli, p în Pascal și V în m 3 .
b) Puterea