els motors tèrmics

ELS TIPUS DE MOTORS
Els motors es poden classificar segons la font d'energá que utilitzen per transformar-la en energía mecanica.
Segons el tipus d'energía que transformen, poden ser:
-Musculars
-Hidràulics
-Eòlics
-Tèrmics
-Electrics
-Pneumàtics

L'HISTÒRIA DEL MOTOR
Els motors són la base de molts aparells que es fan servir en la vida quotidiana dels països desenvolupats,però no sempre ha estat així.
Els primers motors aprofitaven la força musculari després la força del vent i de l'aigua.
En la revolució industrial van aparèixer les primeres grans màquines, com les filadores i els telers passant per les rodes hidràuliques, les maquines de vapor...


MOTORS HIDRÀULICS
Els motors hidràulics poden ser de tres tipus:
-Energía potencial.
-Energia cinètica.
-Energía mecànica.

LA TURBINA HIDRÀULICA
És formada bàsicament per unes pales,anomenàdes àleps,que aprofiten al màxim l'energía de l'aigua que aquesta és canalitzada per uns injectors de pressió que és projectada contra els àleps del rodet i la fa girar l'eix de la turbina a gran velocitat.
Les turbines es classifiquen segons la fotma dels àleps,la manera de com incideix el raig d'aigua o la disposició de l'eix de gir.Hi Ha tres tipus de turbines:
-La pelton
-La francis
-La kaplan


MOTOR TÈMIC
El treball produït pot utilitzar-se per moure altres màquines, generar electricitat, bombar aigua o propulsar vehicles.Els moviments d'aquest motor són:
-Rectilini.
-Rotatiu.
-Alternatiu.


CLASSIFICACIÓ DELS MOTORS TÈRMICS
De combustio externa:La combustió te lloc fora del motor.
- Màquina de vapor.
- Turbina de vapor.

De combustió interna:La combustió te lloc dins el motor.
-- Motor d’explosió.
- Turbina de gas.
- Motors de reacció.



LA TERMODINÀMICA
La termodinàmica estudia l’energia tèrmica i la seva transformació en altres formes d’energia o viceversa,és a dir, la relació entre la calor intercanviada entre dos sistemes i el treball produït.

La llei de la conservació de l’energia diu que l’energia ni es
crea ni es destrueix,si no que es transforma.


MOTORS DE COMBUSTIÓ EXTERNA
A la caldera es crema el combustible per escalfar l’aigua, que es transforma en vapor d’aigua (gas) a elevades pressions i temperatures. Funcionament dels motors de combustió externa:Aquest gas és canalitzat per uns conductes fins el cilindre de la màquina de vapor o la turbina de vapor, on s’expandeix (redueix la pressió alliberant molta energia (treball) que genera el moviment del motor. Abans de retornar a la caldera i reiniciar el cicle, es fa passar el vapor pel condensador, que és un intercanviador de calor amb aigua freda, on es redueix la temperatura i es transforma de nou en aigua.

combustibles:
Els primers combustibles emprats en les màquines de vapor van ser :la fusta i el carbó. Posteriorment, es van substituir per derivats del petroli, com el fuel. Actualment, a més del fuel, es fan servir altres.


LA MÀQUINA DE VAPOR 
La màquina de vapor té un moviment rectilini alternatiu. Utilitza el carbó mineral com a combustible i va permetre instal·lar fàbriques a qualsevol lloc; ja no calia disposar d’un riu al costat.


ELEMENTS BÀSICS de la MÀQUINA DE VAPOR
Cilindre: part de la màquina on s’expandeix el vapor que arriba a pressióprocedent de la caldera.

Èmbol o pistó: cos metàl·lic amb forma
cilíndrica que s’ajusta al cilindre i que es desplaça longitudinalment en un moviment
rectilini alternatiu.

Tija: barra cilíndrica que fa de guia central i subjecció del pistó.

Biela-manovella: mecanisme articulat unit per
un extrem a la tija i per l’altre a l’eix d’una roda anomenada volant d’inèrcia.

Distribuidor: Mecanisme que permet l’entrada de vapor alternativament pels dos costats del cilindre, empenyent-lo cap endavant o cap endarrere.

Volant d’inèrcia: roda grossa i pesant
que quan gira presenta una forta inèrcia, contribuint al retorn de la tija per l’acció del mecanisme de biela-manovella.



Corretja i politja: Permeten la
transmissió del moviment rotatori del volant d’inèrcia a un embarrat de politges
que accionava les màquines de les fàbriques.

Regulador de boles: 
mecanisme articulat que permet controlar la velocitat de la màquina perquè sigui constant.

-Si s’accelera la màquina, la força centrífuga fa que les boles es desplacen cap amunt, obrint automàticament la vàlvula de comporta.L’entrada de vapor per la part frontal del cilindre frena el pistó, reduint la velocitat de la màquina.

-Si es frena la màquina, la força centrífuga fa que les boles es desplacen cap avall, tancant automàticament la vàlvula de comporta.Com que ara no hi ha entrada de vapor al cilindre, el pistó troba menor resistència, accelerant la màquina.



LA TURBINA DE VAPOR 
Transforma l’energia tèrmica en energia de moviment.

Rotor:Turbina amb molts rodets plens d’àleps que gira gràcies a l’expansió del vapor procedent de la caldera o de la central nuclear.

Estator: Part fixa exterior o carcassa que conté el rotor.
Les turbines més comuns són les d’acció-reacció, que es caracteritzen perquè a l’estator hi ha uns rodets fixos amb àleps oposats als del rotor, que augmenten el rendiment de la màquina.


MOTORS D’EXPLOSIÓ 

Es caracteritzen perquè la combustió és produeix dins del motor, a l’anomenada cambra de combustió.Hi han dos tipus de motors d'explosió:

-El de Gasolina que pot ser de 2T o de 4T.
-El de Gasoil que pot ser sols de 4T.

PARTS DEL MOTOR D’EXPLOSIÓ 

Consta de 3 peces metàl·liques molt pesants: culata, bloc i càrter, connectades entre si amb cargols i juntes d’estanqueitat.

Culata: Part superior que comprèn les vàlvules
d’admissió d’aire i combustible i les d’escapament de gasos , accionades per l’arbre de lleves i els balancins.

Bloc: Part central que comprèn els cilindres, pistons,
bieles, manovelles i cigonyal, a més, lateralment trobem:
- Una sèrie de cambres d’aigua per refrigerar el motor.
- Una sèrie de conductes d’oli per lubrificar el motor.

Càrter: Dipòsit inferior que conté l’oli del motor.
Cada cop que baixa el cigonyal, les manovelles es mullen
d’oli, que en tornar a pujar el llencen cap el cilindre,
lubrificant-lo.


SISTEMA DE DISTRIBUCIÓ 

Està format per les vàlvules d’admissió i d’escapament i per l’arbre de lleves que les impulsa.
L’arbre de lleves està connectat al cigonyal, realitzant l’obertura o tancament de les vàlvules quan els pistons de cada cilindre passen per un punt determinat.


SISTEMES D’ALIMENTACIÓ DEL MOTOR

Els motors de gasolina disposen de:

Bugia: Element elèctric amb un ànode-càtode que produeix la ignició de la mescla d’aire i gasolina, mitjançant una guspira.

Carburador: Dispositiu que mescla la gasolina i l’aire en la proporció adequada.


Els motors dièsel o de gasoil disposen de:

Injector: Element que injecta el gasoil quan l’aire està comprimit. L’elevada pressió i temperatura fa que s’encengui la mescla.


SISTEMA ELÈCTRIC D’ENCESA

Als motors de gasolina la combustió de la mescla de combustible i aire es produeix mitjançant una guspira que es genera a la bugia:
Mitjançant un sistema electrònic s’envia a les bugies una tensió molt elevada que origina un arc elèctric entre els electrodes provocant la guspira, i per tant,
l’encesa.



SISTEMA DE REFRIGERACIÓ

Els motors de combustió interna són refrigerats per aire o per aigua.
- En els motors refrigerats per aire, els cilindres i la culata tenen unes aletes que afavoreixen la dissipació de calor el motor.

De vegades incorporen també un ventilador per
millorar la disipació de calor del motor.

- En els motors refrigerats per aigua,la calor produïda en el motor és absorbida per l’aigua d’un circuit, fent-se passar pel radiador.

Al radiador hi ha un termostat o vàlvula, que regula el pas de l’aigua al radiador, en funció de la seva temperatura.La refrigeració es realitza mitjançant un ventilador, un intercambiador d’aletes i el líquid refrigerant.



DIFERÈNCIA MOTORS GASOLINA I DIÈSEL

Motor de gasolina:
- Per la vàlvula d’admissió entra la mescla de gasolina i aire, prèviament barrejada al carburador.
- Per la vàlvula d’admissió només entra aire, i quan es comprimeix, s’injecta el gasoil amb l’injector.

Motor dièsel:
- L’encesa es provocada per la guspira que genera la bugia.
- L’encesa es provocada per les altes pressions i temperatures a les que s’injecta el gasoil, produint la detonació de la mescla.

MOTOR D’EXPLOSIÓ DE 4 TEMPS D’OTTO 

- El cicle tèrmic consta de 4 fases, completant 2 voltes del cigonyal:
1. Admissió: El pistó baixa mentre la vàlvula d’admissió obre i entra la mescla.
2. Compressió: El pistó puja i comprimeix la mescla, augmentant la pressió.
3. Explosió: La guspira en la bugia fa explotar la mescla i el pistó baixa disparat.
4. Escapament: El pistó puja, s’obre la vàlvula d’escapament i surten els gasos de la combustió. Es tanca la vàlvula i s’inicia novament el cicle.


MOTOR D’EXPLOSIÓ DE 2 TEMPS 
- El cicle tèrmic consta de 2 fases, completant 1 volta del cigonyal:

1. Admissió-compressió: El pistó puja deixant obert l’orifici d’admissió, per on entra la mescla de gasolina i aire provinent del carburador.
2. Explosió-escapament: El pistó baixa i descobreix l’orifici d’escapament,permetent la sortida dels gasos de combustió.



LA TURBINA DE GAS

És un motor tèrmic rotatiu que consta de dues parts: el compressor i la turbina:

- El compressor comprimeix l’aire, conduint-lo a la cambra de
combustió.
- La turbina està formada per un conjunt d’aspes mòbils on s’expansiona el gas de la combustió, fent-la girar i produint-se la transformació d’energia tèrmica en energia mecànica.

Les centrals tèrmiques disposen de turbines de gas o de cicle combinat constituïdes per un conjunt d’aspes mòbils (rotor) i un altre d’aspes fixes.
Les turbines van acoblades a uns imants que en girar generen un camp magnètic amb el que es produeix l’electricitat.



EL TURBOREACTOR
En aquest cas, la força que genera la combustió del gas s’aprofita com a impuls de reacció, semblant a l’efecte d’un globus que es buida d’aire.