Capitolul 1
Istoric
1.1. Scurt istoric al dezvoltarii motoarelor cu piston, in raport cu
cerintele evolutiei tehnico-economice a societatii
In acest context trebuie inceput prin a se mentiona ca propunerile de
utilizare a energiei chimice in scopuri utile societatii, le-au precedat de fapt pe
cele care aveau in vedere crearea masinilor cu abur. Acestea s-au realizat insa
mai usor, anterior constructiei primelor motoare cu ardere interna.
Astfel, putem mentiona ca inca din 1678, abatele de Hautefeuille, facea
sa explodeze mici cantitati de carbune intr-o camera prevazuta cu supape.
Aceasta masina era de fapt o pompa aspiratoare care functiona in felul urmator:
dupa explozie, aerul din camera si cea mai mare parte a gazelor produse,
paraseau incinta care ramanea astfel incarcata cu gaze calde; prin racirea acestor
gaze ele se contractau provocand aspiratia apei dintr-un rezervor aflat la un nivel
inferior. Hautefeuille si-a perfectionat aceasta masina dupa patru ani, adica in
1682, transformand-o intr-o pompa aspiratoare-respingatoare care utiliza, de
data aceasta, praful de pusca.
Tot in aceasta perioada, celebrul fizician Huygens realiza o masina
asemanatoare, introducand insa un piston de lucru ca organ mobil. Lucrul
mecanic util era produs in timpul cursei descendente de catre forta greutate a
pistonului si forta generata de diferenta de presiune de pe cele doua fete ale lui.
Contractia gazelor era accelerata prin racirea lor cu apa.
Motorul lui Huggens a fost perfectionat de catre colaboratorul sau, Dennis
Papin. El a inlocuit supapele cilindrului prin supape-clapete, plasate in piston si
inchiderea cu surub a camerei de explozie printr-una cu contragreutate, jucand
astfel si rolul unei supape de siguranta (fig. 1.1).
Ulterior, Papin a obtinut ridicarea pistonului in cilindrul sau, prin
vaporizarea apei, iar depresiunea obtinuta prin condensarea vaporilor cu ajutorul
apei injectate in cilindru cobora pistonul, inventand astfel prima masina cu abur
(fig. 1.2).
Newkomen si Polzunov au perfectionat masinile cu abur separand cazanul
de cilindru, iar James Watt a realizat condensarea vaporilor intr-o camera
distincta, a introdus mecanismul motor cu balansier, precum si regulatorul
centrifug. Masinile cu abur extinzandu-se in industrie si transportul terestru si
naval au oprit, pentru aproape 200 de ani, adica pana in a doua jumatate a
secolului al XIX-lea, dezvoltarea motoarelor cu ardere interna.
Fig. 1.1 Motorul realizat de
catre Dennis Papin
Fig. 1.2 Masina cu abur a lui Dennis Papin
Pe de alta parte, masinile cu abur n-au putut fi timp indelungat
competitive, ocupand mult spatiu si prezentand pericolul permanent de explozie.
In vederea actionarii masinilor unelte din micile ateliere, Lenoir a
construit in 1860 primele motoare mici functionand cu gaz de iluminat din
reteaua oraselor. Constructiv, motoarele erau alcatuite dintr-un cilindru,
mecanismul motor cu pistonul, capul de cruce, biela si manivela motoare,
precum si un mecanism de distributie compus din doua excentrice cu tije si
sertare plane de distributie. Cilindrul si chiulasele erau racite cu apa. Procesele
de lucru sunt reprezentate in fig.1.3 si sunt asemanatoare celor de la ciclul in "2
timpi". Din cauza lipsei precomprimarii si a destinderii incomplete, motorul
Fig. 1.3 Ciclul motorului cu gaz al lui Lenoir
avea un randament slab,
chiar pentru acea perioada,
adica 2 ? 4,5% si implicit
un consum exagerat de
combustibil, adica 2,7
[m3/CP.h].
Datorita solicitarilor
termice crescute, puterea
litrica obtinuta era redusa
si de asemenea, valoarea
presiunii medii efective
era extrem de coborata,
adica de ordinul: pe =
0,33?0,47 [bar].
O solicitare termica mai favorabila si un randament mai bun s-au obtinut
la motoarele cu piston liber in timpul cursei de destindere, realizate de Otto si
Lange, prezentate intr-un exemplu din fig.1.4. Aprinderea amestecului se facea
de la o flacara. Intreaga energie potentiala era cedata axului numai in timpul
cursei descendente. Motorul se construia pentru puteri de 0,5 ? 3 [CP]. In ciuda
functionarii zgomotoase provocate de cremaliera, randamentul era destul de bun,
in jur de 12%, corespunzand unui consum de 0,8 [m3 gaze/CPh], fata de 2,7
[m3/CP.h], la motorul Lenoir. Dimensiunile de gabarit erau insa foarte mari;
astfel, pentru un motor de 1,5 [CP], inaltimea era de 3,5 [m] [5].
Documentul este oferit gratuit,
trebuie doar să te autentifici in contul tău.
Ai gasit ceva în neregulă cu acest document?