M01 Motors: Funcionament i components dels motors, Jesuïtes el Clot

JESUÏTES El Clot

Escola del Clot Ir Electromecânica de vehicles M01 Motors UF1 Motors: Funcionament i components. Ferrari Curs 2023-24

JESUITES EL CLOT AUTOMOCIÓ

1Ir Electromecânica de vehicles

Índex de continguts

Classificació dels motors

4

Disposició dels motors

5

Parts dels motors

6

Cicles Otto i Dièsel

13

Cicle Otto de quatre temps

13

Cicle Otto de dos temps

17

Cicle Diesel de quatre temps

19

Cicle teòric

21

Cicle real

22

Diagrama de la distribució teòric

23

Diagrama de la distribució real

23

Diagrama de la distribució cicle Otto de dos temps

25

Comparació entre motors de dos i quatre temps

26

Cicle Diesel

27

Diagrama de distribució

29

Paràmetres característica del motor

29

Cilindrada

30

Cilindrada total

31

Relació de compressió

32

Pressió de compressió

32

Relació carrera / diàmetre

33

Corbes característiques del motor

35

Parell motor

36

Potència del motor

37

Variables que influeixen en les prestacions del motor

38

Lubricació

41

Tipus de fregament

41

Fregament en sec

41

Fregament untuós

41

Rodament de coixinets

42

Mètodes de lubricació

42

2 JESUITES EL CLOT AUTOMOCIÓ

Diagrames de la distribució Otto i Dièsel

JESUÏTES El Clot Escola del Clot Ir Electromecánica de vehicles

Lubricació per immersió

42

Lubricació forçada

42

Mecanitzat i segellat del cilindre

44

Circuit de lubricació

44

Bomba d'oli

45

Bomba de engranatges de dents externs

45

Bomba d'oli de engranatges interns

46

Filtre d'oli

46

L'oli

47

Viscositat

48

Balanç tèrmic

50

Refrigeració

51

Necessitat de la refrigeració

51

Temperatures d'alguns elements del motor

52

Tipus de refrigeració

53

Refrigeració per aire

53

Refrigeració per líquid i aire

54

Bomba del líquid de refrigeració

56

Termòstat

56

Motor Wankel

57

Principis de funcionament

57

JESUITES EL CLOT AUTOMOCIÓ 3

Motors tèrmics

4 Combustió interna Combustió externa Volumetrics Contínua Volumetrics Contínua Rotatiu Turbina de gas Rotatiu Turbina de vapor Alternatiu de pistons Reactor Alternatiu AUTOMOCIÓ JESUITES EL CLOT Otto Dièsel Ir Electromecânica de vehicles Escola del Clot JESUÏTES El Clot

Motors segons la disposició dels cilindres

AUTOMOCIÓ JESUITES EL CLOT En línia En V 3 En oposició o bòxer En estrella simple o doble En H 72° 15° En W Escola del Clot JESUÏTES El Clot Ir Electromecânica de vehicles

Parts del motor

56 Árbol de Levas Culáta Culata Válvulas - Cilindros Bloque Bloque - Pistón -Volante Cárter -Carter (Casifunciona.com 2005 1r Electromecânica de vehicles JESUÏTES El Clot Escola del Clot AUTOMOCIÓ JESUITES EL CLOT

Components del motor

AUTOMOCIÓ JESUITES EL CLOT -27 -22 28- 18 14 15- -7 NOVORO0 -3 -11 - 00 -12 8 0 0 0 96 1

No	Nom del component
1	Culata
11	Cargol de culata
13	Junta de culata
14	Modul d'arbre de lleves
17	Tapa de vàlvules
23	Tap d'emplenat d'oli

6 Escola del Clot JESUÏTES El Clot Ir Electromecânica de vehicles 7 5

Components de l'arbre de lleves

JESUÏTES El Clot AUTOMOCIÓ JESUITES EL CLOT 12 C 15 14 13 0 3- A 8 7 1r Electromecânica de vehicles Escola del Clot

No	Nom del component
1	Arbre de lleves d'admissió
2	Arbre de lleves d'escapament
3	Balencí
4	Taquet hidràulic
5	Vàlvula
7	Molla
9	Plateret
10	Semi-cons
11	Reten de vàlvula

10 20 0

Components del bloc de cilindres

AUTOMOCIÓ JESUITES EL CLOT 31 30 8-4 34 33 24 35 20 21 22- 16 23 18 -17 26 28 5-28 27- 1 8

No	Nom del component
1	Bloc de cilindres
10	Reten d'oli de cigonyal costat distribució
13	Reten d'oli de cigonyal costat caixa de canvis
16	carter d'oli del motor
21	Cargol drenatge d'oli
33	Tub vareta nivell oli

Escola del Clot JESUÏTES El Clot Ir Electromecânica de vehicles 9

Components del pistó

JESUÏTES El Clot AUTOMOCIO JESUITES EL CLOT COCK 5 6 > 3 7 > 1 € 2 9

No	Nom del component
1	Conjunt pistó
2	Anell de seguretat buló
3	Segments del pistó
4	Boló
5	Segment de foc
6	Segment de compressió
7	Segment lubricació

1 10 1r Electromecânica de vehicles Escola del Clot

Components del cigonyal

1r Electromecànica de vehicles JESUITES EL CLOT AUTOMOCIÓ JESUÏTES El Clot Escola del Clot 19-5 19-2 0

No	Nom del component
1	Cigonyal
3	Politge dentada cigonyal
5	Politge "poly V" cigonyal
8	Volant d'inèrcia
14	Biela
15	Cargol de biela
17	Coixinets axials cigonyal
18	Coixinets radials cigonyal
19	Coixinets radials biela

10 16 14 11 0 17 18 17 € 0 0 0 10 9 8 17 18 17 4 3 5 6 11

Components de la corretja de distribució

JESUÏTES El Clot AUTOMOCIÓ JESUITES EL CLOT 11 11 3 20 18 16 19 0 12 17 14 13 15 10 9 8 4 0 5 12 Ir Electromecânica de vehicles Escola del Clot

No	Nom del component
1	Tapa superior corretge distribució
4	Tapa intermitge corretge distribució
5	Tapa inferior corretge distribució
7	Politge dentada cigonyal
8	Rodet guia
9	Rodet tensor corretge distribució
11	Politge arbre de lleves admissió
13	Politge arbre de lleves escapament

Cicles Otto i Dièsel

JESUÏTES El Clot Escola del Clot Ir Electromecânica de vehicles

Cicle Otto de quatre temps

El motor de quatre temps es caracteritza perquè el cicle es compleix en quatre carreres del pistó (dues revolucions del cigonyal). El cicle de quatre temps d'un motor que funciona segons el cicle Otto inclou les següents sis fases: -Admissió en el cilindre motor de la barreja d'aire i combustible necessària per dur a terme el cicle de funcionament. -Compressió de la mescla. -Combustió de la mescla en saltar l'espurna entre els electrodes de la bugia. -Expansió dels gasos cremats a l'interior del cilindre. -Descàrrega espontània dels gasos cremats pel cilindre a través de la valvula d'escapament. -Expulsió dels gasos cremats a través del conducte d'escapament.

JESUITES EL CLOT AUTOMOCIÓ 13

Admissió en el cicle Otto

1r Electromecânica de vehicles JESUÏTES El Clot Escola del Clot VALVULA ADMISION ABIERTA VALVULA ESCAPE CERRADA ADMISSIÓ El pistó comença la seva carrera de baixada del punt mort superior (PMS) al punt mort inferior (PMI), la vàlvula d'admissió s'obre i la barreja de gasosa, d'aire i combustible, és aspirada en el cilindre, a causa de la depressió produïda pel pistó durant la seva carrera del PMS al P.M.I. Perquè s'ompli millor el cilindre, la vàlvula d'admissió comença a obrir-se amb un lleuger avançament respecte al PMS i es tanca amb un cert retard respecte al PMI per aprofitar la inercia dels gasos que entren en el cilindre. La vàlvula d'escapament, en aquesta fase, roman totalment tancada.

Compressió en el cicle Otto

COMPRESSIÓ El pistó puja (del PMI al PMS), mentre que les vàlvules d'admissió i d'escapament estan ambdues tancades, el pistó comprimeix la barreja d'aire i combustible a la cambra de combustió. El valor màxim de compressió s'aconsegueix quan el pistó està al final de la cursa de pujada, precisament en el punt mort superior, en aquest instant el volum ocupat per la barreja és el corresponent a la cambra de combustió. Durant aquesta fase la barreja augmenta considerablement la seva temperatura, degut principalment a la compressió de la mescla i, en part, pel fet que les parets del cilindre, en estar a la temperatura mitjana del cicle, cedeixen calor a la barreja en aquesta fase .

VALVULA ADMISION CERRADA VALVULA ESCAPE CERRADA JESUITES EL CLOT AUTOMOCIÓ 14

Combustió en el cicle Otto

JESUÏTES El Clot Escola del Clot Ir Electromecânica de vehicles Aquest augment de temperatura no ha de provocar l'encesa espontani de la barreja (temperatura de auto encesa), ja que el motor no funcionaria adequadament, en no poder controlar l'instant d'encesa. VALVULA ADMISION CERRADA VALVULA ESCAPE CERRADA COMBUSTIÓ Abans que el pistó arribi al P.M.S. la barreja d'aire i combustible està, comprimida i escalfada, a la cambra de combustió, on salta una espurna entre els electrodes de la bugia. Aquesta espurna provoca l'encesa i la ràpida combustió de la mescla, amb el conseguent sobtat augment de la temperatura i pressió, provocat per la calor desenvolupat durant la combustió.

Expansió en el cicle Otto

EXPANSIÓ L'augment, gairebé instantani de la pressió actua violentament a la superfície del pistó, empenyent cap avall del PMS al PMI, d'aquesta manera els gasos produïts en la combustio s'expandeixen a l'interior del cilindre. Les vàlvules romanen tancades durant tota aquesta fase. Aquesta és la fase activa del cicle, de fet la pressió dels gasos cremats, en expansió, provoca la cursa del pistó i produeix treball.

JESUITES EL CLOT AUTOMOCIÓ 15

Escape espontani en el cicle Otto

1r Electromecânica de vehicles JESUÏTES El Clot Escola del Clot ESCAPE ESPONTANI Abans que el pistó acabi la seva carrera de treball i s'assoleixi el PMI, la valvula d'escapament s'obre i els gasos cremats, que tenen una pressió més gran de l'exterior, surten ràpidament fins a assolir una pressió només una mica superior a l'atmosférica.

Expulsió en el cicle Otto

EXPULSIÓ En la següent cursa de pujada del P.M.I. al PMS, el pistó expulsa els gasos cremats del cilindre, a través de la valvula d'escapament. En acabar la cursa de pujada, quan el pistó està a prop del PMS, es torna a obrir la vàlvula d'admissió, ℮s tanca la d'escapament i comença un altre cicle de funcionament del tot identic al descrit anteriorment.

VALVULA ADMISION CERRADA VALVULA ESCAPE ABIERTA Acabada la fase d'escapament, el pistó ha realitzat, des de l'inici de la fase d'admissió, quatre carrera completes, dues de baixada i dues de pujada, mentre que el cigonyal efectua dues revolucions. Cada dos revolucions del cigonyal s'efectua un cicle complet. El treball útil es produeix durant només una de les quatre curses d'un cicle; precisament durant la baixada que correspon al final de la fase de combustió hi ha les fases d'expansió i escapament espontani. Aquesta carrera es defineix com a carrera útil, en contraposició amb les altres tres que es diuen carreres passives, ja que necessiten de treball per funcionar. Per aquesta raó, en un motor endotermic altern sempre hi ha d'haver energia suficient per dur a terme aquestes tres carreres passives. Aquesta energia la subministra el volant del motor, que emmagatzema, sota forma d'energia cinética, una part de l'energia motriu produïda durant la carrera activa del cicle de funcionament i la utilitza en les tres carreres passives, perquè el subministrament de potència del motor sigui el més uniforme possible.

JESUITES EL CLOT AUTOMOCIÓ 16

Cicle Otto de dos temps

JESUÏTES El Clot Escola del Clot 1r Electromecânica de vehicles El motor de dos temps es caracteritza pel fet que el cicle es compleix amb dues carreres del pistó (una revolució del cigonyal). Una bomba expulsa els gasos cremats mitjançant el rentat efectuat per la nova barreja que entra al cilindre, això pot provocar perdues de combustible en la fuita, amb disminució del rendiment. Per aquest motiu els motors de cicle Otto de dos temps s'utilitzen en petits motors de motocicletes, on el menor rendiment es compensa per la major senzillesa de construcció i per la possibilitat d'obtenir potències més grans pel que fa al de quatre temps amb igual cilindrada. Per satisfer les exigències del motor de dos temps, la seva construcció és diferent (i més simple) respecte al motor de quatre temps. La bomba de rentat està composta pel mateix pisto que comprimeix la barreja al bloc motor (o carter) abans que sigui introduïda en el cilindre, per això es diu que el motor Otto de dos temps funciona amb carter- bomba. L'admissió de la barreja i la fuita dels gasos cremats no s'efectua a través de les vàlvules sinó a través de tres orificis (o conjunt de orificis) de la camisa cilindre: -Un orifici d'introducció perquè la barreja entri a ell. -Un altre orifici de rentat que transvasa la barreja del carter al cilindre i permet el rentat del cilindre. -Un tercer (orifici d'escapament), permet la sortida dels gasos cremats. s'efectuen en dues carreres del pisto i per tant es diferencien lleugerament de les corresponents fases d'un motor de quatre temps: -Compressió de la barreja d'aire i combustible present en el cilindre en tancar l'orifici de rentat amb simultània entrada d'una altra mescla a l'interior del carter, a través de l'orifici d'introducció. -Combustió de la mescla en saltar l'espurna entre els electrodes de la bugia. -Expansió dels gasos cremats a l'interior del cilindre fins a l'obertura de l'orifici d'escapament amb simultània compressio de la mescla a l'interior del carter.

JESUITES EL CLOT AUTOMOCIÓ 17