PROCESUL DE COMPRIMARE
Prin comprimare se realizeaza
cresterea parametrilor amestecului proaspat existent în cilindru la sfârsitul umplerii de la 
la 
cu urmatoarele
implicatii asupra functionarii motorului:
la M. A. C., obtinerea temperaturii de autoaprindere a combustibilului;
realizarea conditiilor de formare a amestecului dintre combustibil si aer (M. A. C. si M. A. S.);
cresterea energiei obtinuta prin arderea combustibilului transformata în lucru mecanic.
Durata procesului de comprimare
Procesul de comprimare se realizeaza prin deplasarea pistonului de 919d39j la p. m. e. la p. m. i. comprimarea începe efectiv din momentul în care comunicatia cilindrului cu colectorul de umplere la M. A. I. în patru timpi respectiv de baleiaj si evacuare la M. A. I. în doi timpi a fost întrerupta. Deoarece pentru desfasurarea procesului de ardere este necesar un anumit interval de timp, se impune ca arderea sa înceapa înainte de p. m. i.. Astfel, dupa tipul motorului, momentul de început al injectiei combustibilului sau al declansarii scânteii electrice se va produce cu un anumit avans fata de p. m. i.
Comprimarea efectiva se produce, deci, pe o fractiune din cursa totala a pistonului.
Desfasurarea procesului de comprimare
Elementul predominant al procesului de
comprimare îl constituie schimbarea de caldura dintre amestecul
initial si mediul din interiorul cilindrului. La începutul
comprimarii temperatura amestecului proaspat este inferioara
temperaturii medii a peretilor cilindrului, de aceea transferul de
caldura se face de la peretii cilindrului la amestecul supus
comprimarii. Datorita acestui fapt, curba presiunii din cilindru este
situata peste curba de variatie a presiunii în cazul unui proces
adiabatic de comprimare, iar exponentul politropic este mai mare decât
exponentul adiabatic 
. Comprimând amestecul temperatura acestuia creste iar
transferul de caldura de la pereti la amestecul proaspat se
reduce si apoi înceteaza. În acest moment se considera ca
procesul devine instantaneu adiabatic, respectiv 
.
În a doua parte a procesului,
datorita comprimarii, temperatura amestecului devine mai mare decât
temperatura medie a peretilor, de aceea transferul de caldura se
inverseaza, de la amestecul proaspat la peretii cilindrului.
Datorita acestei schimbari curba de evolutie a presiunii, ca
urmare a comprimarii efective, devine mai putin înclinata decât
curba de variatie a presiunii, daca comprimarea s-ar fi produs
dupa un proces adiabatic, iar exponentul 
devine mai mic decât
exponentul adiabatic 
. În consecinta, presiunea 
la sfârsitul
cursei de comprimare, când pistonul a ajuns la p. m. i., este mai
scazuta decât presiunea care s-ar obtine
în cazul când comprimarea ar decurge dupa un proces adiabatic.
Comprimarea se realizeaza, deci,
ca un proces politropic, având exponentul politropic variabil pe întreaga
cursa de comprimare.
PROCESUL DE ARDERE
Arderea combustibilului în cilindrii motorului
Procesul de ardere poate fi studiat atât sub aspect termodinamic cât si din punct de vedere cinetic. Prin analiza termodinamica se obtin informatii asupra starii initiale si finale ale transformarii, se constata daca arderea este sau nu posibila, se specifica sensul în care va decurge procesul si se determina conditiile de presiune, temperatura si concentratie în care arderea eventual se va opri. Prin studiul cinetic se poate cunoaste daca reactia posibila se va produce în realitate, se determina viteza de desfasurare a arderii, se descifreaza mecanismul intern al reactiei, se evidentiaza fazele intermediare si se lamureste specificatia fizica a aspectelor particulare ale fenomenelor care se produc în decursul arderii. Studiul procesului de ardere permite sa se stabileasca evolutia parametrilor fluidului de lucru din cilindru si sa se determine elementele asupra carora trebuie actionat astfel ca motorul sa realizeze parametrii scontati.
Termodinamica procesului de ardere
În studiul arderii se pleaca de la ecuatiile chimice, stoichiomerice, de oxidare a elementelor componente ale combustibilului. Prin aceste ecuatii se stabilesc atât compozitia produsilor rezultati în urma arderii precum si proportia stoichiometrica dintre acestia si elementele ce intra în reactie. Se determina astfel cantitatea de oxigen necesara procesului de oxidare.
Ecuatiile chimice de oxidare permit, de asemenea, sa se împarta procesele de ardere în functie de cantitatea de oxigen de care dispune cantitatea data de combustibil în arderea completa si incompleta. Arderea completa sau teoretica este reactia în care produsii de ardere sunt stabili si nu mai pot reactiona cu oxigenul. Se întelege ca pentru îndeplinirea acestor conditii substantele initiale combustibile trebuie sa dispuna de o cantitate de oxigen cel putin egala cu cantitatea necesara oxidarii integrale, numita cantitate teoretica.
Arderea incompleta este reactia în care unii dintre produsii de ardere nu sunt stabili, putând reactiona mai departe cu oxigenul, cedând energie termica si transformându-se în produsi stabili. Arderea incompleta se produce atunci când substantele initiale combustibile nu dispun de cantitatea teoretica de oxigen.
Motoarele cu ardere interna sunt, în general, alimentate cu combustibili ai caror elemente componente principale sunt: carbonul, hidrogenul, sulful si oxigenul. Prin arderea lor vor rezulta ca produsi ai arderii complete: bioxidul de carbon, apa si bioxidul de sulf, iar ca produsi ai arderii incomplete: monooxidul de carbon, bioxidul de carbon, apa si bioxidul de sulf.
PROCESUL DE DESTINDERE
Rolul si durata procesului de destindere
Prin destinderea gazelor în cilindrii motorului se produce transformarea energiei potentiale continuta în gazele de ardere în energie mecanica care se obtine prin deplasarea pistonului de 919d39j la p. m. i. la p. m. e. .
Începutul destinderii este considerat momentul scaderii presiunii gazelor dupa ce s-a atins presiunea maxima. S-a aratat ca la începutul destinderii, pe o durata oarecare, continua arderea posterioara. Aceasta provoaca modificarea compozitiei chimice a gazelor si degajarea unor cantitati de caldura care descresc pâna la anulare în momentul terminarii reactiilor chimice.
Sfârsitul procesului de destindere, în cilindrul închis, este considerat momentul închiderii supapei sau a orificiilor de evacuare. Destinderea în continuare a gazelor este considerata ca apartinând procesului urmator, evacuarea. Ţinând seama ca pozitia punctului z survine, în general, cu 10.20 grd dupa p. m. i., iar avansul la deschiderea supapei de evacuare în general de 20.50 grd înaintea p. m. e., durata în grade RAC a procesului de destindere este de 110.150 grd.
Desfasurarea procesului de destindere
În decursul procesului de destindere diferenta variabila dintre temperatura gazelor de ardere si temperatura peretilor cilindrului provoaca schimb de caldura de la gaze la pereti. La începutul destinderii diferenta între temperatura gazelor si temperatura peretilor este mai mare, însa suprafata de schimb de caldura este minima. Pe masura ce pistonul se deplaseaza spre p. m. e. suprafata de schimb de caldura creste, dar temperatura gazelor scade.
Destinderea gazelor se considera
ca fiind un proces politropic având exponentul 
variabil pe întreaga
durata a destinderii. Marimea exponentului politropic este
influentata de urmatorii factori:
prin arderea posterioara se
realizeaza o alimentare suplimentara cu caldura, care
produce cresterea sensibila a temperaturii gazelor, datorita
carui fapt exponentul politropic , în prima parte a procesului de destindere, este mai mic decât
exponentul adiabatic 
, în cazul unei arderi posterioare puternice 
;
o influenta
principala asupra exponentului politropic o are transferul de
caldura de la gaze la peretii raciti ai cilindrului,
ceea ce provoaca cresterea exponentului politropic , care catre sfârsitul acestui proces atinge
valoarea 
.
În calculul destinderii, la
construirea diagramei indicate teoretice, se adopta pentru exponentul
politropic o marime medie
constanta, din conditia ca lucrul mecanic obtinut prin
destinderea gazelor având exponentul variabil pe întreaga
cursa, sa fie egal cu lucrul mecanic obtinut prin destindere cu
exponent mediu constant.
CALCULUL PARAMETRILOR INDICAŢI, EFECTIVI sI CONSTRUCTIVI AI MOTORULUI
Parametrii indicati ai motorului sunt folositi pentru aprecierea performantelor tehnice si economice ale unui motor cu ardere interna. Ei se mai numesc parametrii caracteristici de functionare.
Prin parametrii indicati (sau interiori) sunt luate în considerare numai pierderile termice (spre deosebire de parametrii efectivi la care se iau în considerare atât pierderile termice cât si mecanice.
Parametrii indicati ai motorului cu ardere interna sunt:
Presiunea medie indicata - presiunea conventionala constanta care actionând asupra pistonului în decursul cursei de destindere produce un lucru mecanic egal cu lucrul mecanic indicat al ciclului închis.
Puterea indicata - puterea motorului corespunzatoare lucrului mecanic indicat (interior) al ciclului închis.
Consumul specific indicat de combustibil. Cantitatea de combustibil consumata de motor în unitatea de timp se numeste consum de combustibil. Pentru un anumit motor intereseaza în special consumul orar de combustibil. Raportul dintre consumul orar de combustibil si puterea indicata a motorului se numeste consum specific indicat de combustibil.
Consumul specific indicat de energie. Pentru a se elimina influenta tipului de combustibil asupra consumului de combustibil indicat în special când se compara economicitatea unui motor cu a altuia se foloseste consumul specificat de combustibil.
Randamentul indicat. Eficacitatea transformarii energiei din caldura în lucru mecanic în cilindrul motoarelor cu ardere interna se apreciaza prin randamentul termic indicat care reprezinta raportul dintre lucrul mecanic real indicat al ciclului si cantitatea de caldura dezvoltata prin arderea combustibilului consumat pe ciclu.
Drept parametrii efectivi se considera: presiunea medie efectiva, puterea efectiva, consumul specific efectiv de combustibil si randamentul efectiv.
Presiune medie efectiva prin care se iau
în considerare atât pierderile termice cât si cele mecanice,
reprezinta diferenta între presiunea medie indicata 
si presiunea
medie corespunzatoare pierderilor mecanice.
Randamentul mecanic. Pierderile mecanice care apar în timpul functionarii motorului sunt considerate prin randamentul mecanic care reprezinta raportul dintre energia obtinuta în mod efectiv si lucrul mecanic indicat.
Randamentul efectiv este cel mai complex indice prin care se caracterizeaza economicitatea functionarii motorului. Aceste reprezinta raportul dintre energia obtinuta în mod efectiv de la motor si energia introdusa prin transformare în motor.
Puterea efectiva dezvoltata de motorul monocilindric este obtinuta prin raportarea lucrului mecanic efectiv realizat la unitatea de timp.
|
