prof. Ioana-Mihaela Popescu Colegiul Naţional Unirea

Παρουσίαση με θέμα: "prof. Ioana-Mihaela Popescu Colegiul Naţional Unirea"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 prof. Ioana-Mihaela Popescu Colegiul Naţional Unirea
MOTORUL OTTO Realizator: prof. Ioana-Mihaela Popescu Colegiul Naţional Unirea Focşani 2008

2 CUPRINS 1.FUNCŢIONAREA MOTORULUI OTTO 2.RANDAMENTUL MOTORULUI OTTO 3.SCURT ISTORIC AL MOTORULUI OTTO 4.BIBLIOGRAFIA

3 MOTORUL OTTO 2 1 6 4 7 8 3 Motorul Otto este alcătuit dintr-un bloc care cuprinde cel puţin 4 cilindri, fiecare cilindru motor conţinând: 1 – cilindru – bujie 2 – piston – carburator 3 – supapă de admisie – bielă 4 – supapă de evacuare – manivelă CUPRINS

4 1. FUNCŢIONAREA MOTORULUI OTTO
Motorul Otto se mai numeşte şi motor cu aprindere prin scânteie (MAS) sau motor cu explozie. Motorul Otto funcţionează după 4 timpi: - timpul I → admisia - timpul II → compresia - timpul III → arderea şi detenta - timpul IV → evacuarea Timpul III este singurul timp în care motorul cedează lucru mecanic în exterior şi, din această cauză, se numeşte timp motor. În ceilalţi timpi motorul trebuie să primească lucru mecanic din exterior, fiind timpi morţi. CUPRINS Randamentul motorului Otto

5 TIMPUL I - admisia Timpul I începe prin închiderea supapei de evacuare, urmată imediat de deschiderea supapei de admisie şi de deplasarea rapidă a pistonului de la punctul mort superior (p.m.s.) la punctul mort inferior (p.m.i). În cilindru se aspiră amestecul carburant format de către carbura-tor din vapori de benzină şi aer. Admisia se realizează practic la presiune constantă (presiunea atmosferică). Randamentul motorului Otto

6 TIMPUL II - compresia Timpul II începe cu închiderea supapei de admisie. Pistonul se deplasează rapid de la p.m.i. la p.m.s., comprimând amestecul car-burant până la bar. Din cauza vitezei mari cu care se realizează comprimarea, în acest proces, practic, nu are loc schimb de căldură cu exteriorul, compresia fiind considerată un proces adiabatic. La sârşitul timpului II, amestecul carburant ajunge la 400o – 500oC. Randamentul motorului Otto

7 TIMPUL III – arderea şi detenta
În momentul în care pistonul este la p.m.s., bujia produce o scânteie electrică ce aprinde amestecul carburant. Arderea se produce extrem de rapid, ca o explozie, ducând la creşterea instantanee a presiunii până la aprox bar şi 1500ºC ºC. Arderea poate fi considerată un proces izocor. Randamentul motorului Otto

8 TIMPUL III – arderea şi detenta
Gazele provenite din ardere împing pistonul de la p.m.s. la p.m.i. Din cauza vitezei mari cu care se deplasează pistonul, în acest proces, practic, nu are loc schimb de căldură cu exteriorul, detenta fiind considerată un proces adiabatic. Timpul III este singurul timp motor al ciclului, în care se efectează lucru mecanic util. Randamentul motorului Otto

9 TIMPUL IV - evacuarea La începutul timpului IV, supapa de evacuare se deschide când pistonul este la p.m.i. Evacuarea are loc iniţial prin ieşirea bruscă a gazelor în atmos-feră, întrucât presiunea în cilindru este mai mare decât presiunea atmosferică. Această parte a timpului IV constituie un proces izocor. Restul gazelor sunt evacuate prin deplasarea pistonului de la p.m.i. la p.m.s., procesul realizându-se la presiune constantă. Randamentul motorului Otto

10 Motor Otto cu injecţie indirectă (secvenţială)
Motor Otto cu injecţie directă CUPRINS

11 2. RANDAMENTUL MOTORULUI OTTO
p Ciclul ideal Otto 3 Timpul I admisia Timpul II compresia arderea Timpul III detenta Timpul IV evacuarea Raportul de compresie este: ε ═ V1/V2 p3 p2 2 4 p4 p1 A 1 Ciclul Otto este format din: - 2 adiabate - 2 izocore V V2 V1 p.m.i. p.m.s. CUPRINS Funcţionarea motorului Otto

12 Ciclul real Otto compresia → proces adiabatic L12 = – ∆U12 =
= – νCV(T2 – T1) Q12 = 0 arderea → proces izocor L23 = 0 Q23 = νCV(T3 – T2) - căldura primită: Q1 = Q23 detenta → proces adiabatic L34 = – ∆U34 = = – νCV(T4 – T3) Q34 = 0 evacuarea → proces izocor (41) şi proces izobar (10) Q41 = – νCv(T0 – T1) L41 =0 Q10 = – νCp(T0 – T1) L10 = p1(V0 – V1) - căldura cedată: Q2 = Q41 admisia → proces izobar Q01 = – νCp(T1 – T0) L01 = p1(V1 – V0) p 3 p3 Q1 p2 2 4 p4 Q2 p1 1 V V2 V1 p.m.i. p.m.s. CUPRINS Ciclul real Otto 12

13 Randamentul ciclului ideal Otto
Randamentul motorului termic este egal cu: η = L / Q1 = 1 – ׀Q2׀ / Q1 unde L este lucrul mecanic cedat (util), Q1 căldura primită de la sursa caldă, Q2 căldura cedată sursei reci. Randamentul ciclului ideal Otto depinde de raportul de compresie şi de exponentul adiabatic γ al gazului ideal, considerat ca sub-stanţă de lucru: η = 1 – — Sursa caldă Q1 Q2 L motorul Sursa rece 1 εγ-1 Demonstrarea formulei CUPRINS

14 Bilanţul energetic în ciclul Otto (pentru randament de 25%)
Energia pierdută prin frecare Energia pierdută prin evacuarea gazelor 100% 40% 25% 10% Energia transformată în lucru mecanic util Energia pierdută prin răcirea cilindrului Randamentul mecanic efectiv al unui motor Otto modern este de circa 20-25% Energia obţinută din arderea combustibilului Bilanţul energetic în ciclul Otto (pentru randament de 25%)

15 3. ISTORICUL MOTORULUI OTTO
Ciclul motorului Otto a fost pentru prima dată patentat de Eugenio Barsanti şi Felice Matteucci în 1854, urmat de primul prototip în 1860. În 1862, inginerul francez Alphonse Beau de Rochas conceptualizează primul motor secvenţial cu combustie internă în 4 timpi. Inventatorul german Nikolaus Otto ( ) proiectează şi construieşte în 1876 primul motor modern, care a rămas, în principiu, nemodificat până astăzi. Motorul lui Otto folosea numai 0,8 metri cubi de gaz, iar randamentul era de 16 %. Nikolaus Otto a lucrat la motorul în 4 timpi împreună cu Gottlieb Daimler et Wilhelm Maybach. Nikolaus Otto 1876 CUPRINS

16 După mai multe îmbunătăţiri, în 1877 Otto şi-a patentat motorul în patru timpi, cunoscut pe toate continentele sub numele de motorul Otto-Deutz.

17 În 1885, Gottlieb Daimler şi Wil-helm Maybach produc motorul ce reprezintă primul prototip al motorului modern cu benzină, prevăzut cu carburator. Daimler ataşează un motor unei biciclete, producând în 1885 prima motocicletă, numită "Reitwagen“ (“căruţ de călărie”). Gottlieb Daimler ( ) “Căruţul de călărie” era prevăzut cu cadru şi roţi din lemn masiv cu cercuri de fier, iar scaunul şoferului nu era decât o şa din piele. Wilhelm Maybach ( )

18 "Reitwagen”

19 În anul următor, Daimler a echipat o trasură, transformând-o în vehicul cu motor, ce se deplasa cu 16 km/h, fiind totodată şi primul automobil cu patru roţi, dar primul automobil era deja construit de către Benz. 1886 Daimler Motor Carriage

20 Carl Benz ( ) În 1885, Karl Benz crează “Motorwagen”, primul autovehicul comercial, care era dotat cu motor 4 cilindri, ce funcţiona cu benzină. Pentru motorul său, Benz a obţinut patentul german cu numărul în 29 ianuarie 1886.

21 Benz Velo 1894

22 Daimler-Benz

23 DMG (1906) cu motor Phoenix Thornycroft (1909)
Prima maşină construită de René Panhard şi Émile Levassor în 1890 Primul automobil pe bazǎ de benzinǎ din America, 1893 DMG (1906) cu motor Phoenix Thornycroft (1909)

24 1909 Blitzen Benz 1901 1900 Lohner-Porsche
Mercedes 35 hp proiectat de Wilhelm Maybach

25 În 1923, inginerul român Aurel Perşu construieşte primul automobil cu formă aerodinamică corectă (formă de picătură de apă) pe care îl brevetează în Germania, obţinând la 19 septembrie 1924 brevetul de inventator nr Datorită distanţei reduse dintre roţile din spate, Perşu a renuţat la introducerea unui diferenţial în transmisie, virajele putând fi luate cu viteze mari, fără o uzură a pneurilor. Muzeul Tehnic Dimitrie Leonida, Bucureşti, Parcul Carol

26 Dinspre trecut spre viitor
CUPRINS

27 5. BIBLIOGRAFIA CUPRINS

28 4. BIBLIOGRAFIA CUPRINS http://www.kruse-ltc.com/Otto/otto_cycle.php
ELEMENTE FUNDAMENTALE DE FIZICĂ – Gheorghe Cristea, Ioan Ardelean, Ed. DACIA, Cluj-Napoca, 1980 Fizica – Manual pentru anul II licee – L. Panaiotu, A. Baltac, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1972 Fizică F1 – Manual pentru clasa a XI-a –Rodica Ionescu-Andrei, Cristina Onea, Ion Toma, Grupul Editorial Art, 2005 CUPRINS

29 SFÂRŞIT HOME EXIT