Cum este influenţat viitorul de
descoperirile trecutului?
Jangu Valentin

Motoare
Mai prezintă interes motoarele
termice pentru noi?

Ce este un motor termic si cum
functionează?
Motoarele termice cu piston, transformă
energia termică (caldura) rezultată prin
arderea combustibililor în lucru mecanic şi în
energie calorică disipativă (căldură
pierdută).
Lucrul mecanic se manifestă sub forma
mişcării rectilinii şi alternative a
pistoanelor, care este,la rândul
ei, transformată în mişcare de rotaţie a
arborelui cotit cu ajutorul mecanismului
bielă-manivelă.

Energie
Motor
Lucru mecanic
Căldură pierdută

Ce sunt combustibilii?
Substante sau amestecuri de
substante, care in urma unei reactii
chimice de ardere, produc o mare
cantitate de caldura.
Dupa starea de agregare combustibilii
se pot grupa in solizi, lichizi si
gazosi.
Puterea calorica (q) = cantitatea de
caldura degajata (Q) la arderea unui
kilogram de substanta.
Puterea calorica a combustibililor
solizi si lichizi se exprima in J
(Joule)/kg sau,iar a celor gazosi in
J /m 3
q
Q
m

Puterile calorice ale câtorva
substanţe
Combustibilul
Puterea calorică
Benzina
43,698 * 10 6J/ kg
Motorina
42,569 * 10 6J/ kg
Păcura
39,7 * 10 6J /kg
Butan
45,720 * 10 6J /kg
Lemn (umiditate 40%)
12* 10 6J /kg

Clasificarea motoarelor
Criteriu
Denumire
Natura
combustibilului
motoare cu benzină
motoare cu motorină
motoare cu gaz
Realizarea
ciclului motor
motoare în patru timpi.
motoare în doi timpi
Modul producerii
amestecului
carburant
motoare cu formare exterioară a amestecului carburant
(motoare cu carburator sau injecţie).
motoare cu formare interioară a amestecului carburant
(motoare Diesel).
După felul
aprinderii
amestecului
carburant
motoare cu aprindere prin scânteie (prescurtat MAS).
motoare cu aprindere prin compresie (prescurtat MAC sau
Diesel).

Alcătuirea unui motor
Supapa de admisie (IV),
Supapa de evacuare
(EV),
Pistonul (P),
Camera de combustie
(CC),
Tija de conectare (CR),
Roata (CS)
Bujie (SP).

Care sunt caracteristicile unui
motor?
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Consumul de carburant: cantitatea medie de carburat
consumata la deplasarea pe distanta de 100 km
Capacitatea cilindrică: suma volumelor dislocate de
pistoanele motorului prin mişcarea din punctul mort
inferior pana in punctul mort superior (se măsoară în
litri sau cmc).
Turatia: numarul de rotatii pe minut
Puterea dezvoltata de motor: lucru mecanic efectuat in
unitatea de timp
Randamentul : lucrul mecanic efectuat raportat la
energia consumata
Demaraj: durata necesara pentru a atinge viteza de 100
km/h

Funcţionarea motoarelor
Motorul Otto si
Motorul Diesel

Comparaţii
Motorul
Diesel
Otto
Electric
Avantaje
Mai robust
Combustibil mai ieftin
Dezavantaje
Demaraj dificil
Pornire dificilă
la temperaturi
scăzute
Demaraj rapid
Combustibil
scump si
poluant
Combustibil nepoluant Cost ridicat

Putina istorie
Sec II i.C.HERON din Alexandria a construit o turbina cu reactie
1707 Demis Papiu construieste o masina cu vapori pe care o
instaleaza pe o corabie.
1765, scotianul James Watt perfectioneaza masina cu vapori, dandu-i
forma definitiva sub care functioneaza si astazi.
De-alungul timpului turbinele cu vapori s-au dezvoltat foarte mult,
extinzandu-se pe o scara tot mai larga. Vaporii de abur au o masa
specifica mult mai mica decat a apei si de aceea trebuie sa intre
in paletele turbinei cu o viteza mult mai mare. Aceasta viteza
ajunge uneori la 1 km/s iar presiunea la 200 at.
Motoarele cu ardere interna sunt motoarele termice de cea mai larga
raspndire. Ele au inceput sa evolueze mult mai tarziu datorita
temperaturilor dezvoltate (cca 2000 C) in corpul motorului. Din
acest motiv dezvoltarea lor a avut loc odata cu dezvoltarea
metalurgiei care a ajuns sa produca oteluri si aliaje suficient de
rezistente. Avantajul acestora fata de turbinele cu abur este in
principal ca au gabarite mult mai reduse si pot fi puse in functine
imediat.

Puţină istorie
Astazi se construiestc asemenea masini cu puteri de 2500 CP la o
greutate de numai 500g/CP.
O alta masina termica este motorul Diesel. El a aparut la
inceputul anului 1900 in Germania si a fost inventat de Rudolf
Diesel. La aceste motoare aerul este comprimat rapid in cilindru
pana la 25-30 at. Aceasta comprimare ridica temperatura pana la
7-800 C, producand astfel aprinderea combustibilului sub forma
de mici picaturi produse de un vaporizator.
Motorul Diesel este mult mai robust decat motoarele cu explozie
si are avantajul ca foloseste combustibil ieftin: motorina, titei
sau chiar praf de carbune.
Se fabrica pe scara larga in industrie, pe locomotive,
automobile, autocamioane. In prezent puterea dezvoltata de aceste
motoare poate ajunge pana la 20 000 CP.

Fabricanţi celebri de automobile
Nicolaus August Otto – a inventat motorul cu benzină în
1876
Gottlieb Daimler – în 1885 a revoluţionat designul
automobilelor
Karl Benz (Carl Benz) a construit în 1885 primul
automobil cu combustie internă
Duryea Brothers - au înfiinţat prima companie care
producea şi vindea automobile care utilizau benzina
drept combustibil
Henry Ford a dezvoltat linia de asamblare a
automobilelor, a inventat mecanismul de transmisie
Rudolf Diesel – a inventat motorul cu ardere internă
care utiliza motorina
Charles Franklin Kettering 1912 a inventat sistemul de
aprindere electrică pentru automobile

Perspective
Pentru a reduce dependenţa de combustibilii
fosili şi impactul emisiilor posuante
asupra mediului înconjurător, oamenii de
ştiinţă au propus diverse surse de energie
neconvenţională.
energia solară
energia electrică
hidrogenul - cea mai nepoluanta sursa de
energie (costurile de productie si
distributie raman încă ridicate)
bioetanolul- extras din cereale

În loc de concluzii
Europa şi-a propus înlocuirea a 2% din
benzina şi motorina utilizate în
transporturi cu biocombustibili până
în 2005, respectiv 5,75% până în
2010. Obiectivul pentru 2005 nu a
fost atins, dar se aşteaptă progrese
substanţiale până în 2010.

Bibliografie