Vés al contingut

Motor de quatre temps

De la Viquipèdia, l'enciclopèdia lliure
(S'ha redirigit des de: Cicle de quatre temps)

El motor o cicle de quatre temps, abreujat 4T, és un tipus de motor d'explosió que requereix quatre curses del pistó o èmbol (dues voltes completes del cigonyal) per a completar el cicle termodinàmic.

Cicle de quatre temps

Temps del cicle

[modifica]
Representació gràfica d'un motor de quatre temps.
  1. Primer temps o admissió: en aquesta fase el descens del pistó aspira la mescla d'aire i combustible als motors d'encesa provocada o l'aire en motors d'encesa per compressió. La vàlvula d'admissió es manté oberta, mentre que la de sortida està tancada. Al primer temps el cigonyal dona 180°. L'arbre de lleves dona 90°. La vàlvula d'admissió roman oberta. La seva cursa és descendent (En la posició del dibuix i de l'animació). Durant el temps d'admissió hi ha una depressió a l'interior del cilindre que provoca una succió dels gasos pel conducte d'admissió.[1]
  2. Segon temps o compressió: En arribar al final de cursa inferior, la vàlvula d'admissió es tanca, comprimint-se el gas contingut a la cambra per l'ascens del pistó. Al final del 2n temps el cigonyal dona 180° i l'arbre de lleves porta un recorregut de 180°. A més les dues vàlvules es troben tancades i la seva cursa és ascendent.
  3. Tercer temps o explosió: En arribar al fi de carrera superior el gas ha assolit la pressió màxima. Als motors d'encesa provocada, salta la guspira a la bugia provocant la inflamació de la mescla, mentre que als motors dièsel, s'injecta el combustible que s'autoinflama per la pressió i temperatura existents a l'interior del cilindre. Als dos casos, una vegada iniciada la combustió, aquesta progressa ràpidament incrementant la temperatura a l'interior del cilindre i expandint els gasos que empenyen el pistó. Aquesta és l'única fase en la qual s'obté treball físic. En aquest temps, el cigonyal dona 180° mentre que l'arbre de lleves arriba 270 °C, les dues vàlvules es troben tancades i la seva carrera és descendent.
  4. Quart temps o d'escapament: A aquesta fase el pistó empeny, en el seu moviment ascendent, els gasos de la combustió a través de la vàlvula d'escapament que queda oberta. En arribar al fi de carrera superior, es tanca la vàlvula d'escapament i s'obre la d'admissió, reiniciant-se el cicle. En aquest temps, el cigonyal, arriba als 360° i l'arbre de lleves dona 180° i la seva carrera és ascendent.

Cicle termodinàmic del motor de quatre temps

[modifica]

El cicle termodinàmic tancat té una configuració específica segons el tipus de motor de què es tracti. Generalitzant, hi ha un cicle per motors d'encesa per combustió provocada (Motors Otto[2]) i un cicle per motors d'encesa per explosió (Motors Dièsel). Els cicles estan formats per una sèrie de procesos o transformacions termodinàmiques amb dues variables d'estat que serveixen per representar gràficament els canvis.

Cicle termodinàmic teòric de cicle Otto

[modifica]
Diagrama termodinàmic teòric del cicle d'Otto. Les transformacions venen definides pels punts inicials i finals, 0,1,2,3,4.

Té sis transformacions termodinàmiques associades:[1]

0-1: Admissió isòbara.
1-2: Compressió adiabàtica.
2-3: Compressió isòcora (Augment de la pressió a volum constant provocat per la combustió).
3-4: Expansió adiabàtica. L'augment de la pressió ha provocat la baixada del pistó. Aquesta transformació és la que produeix un treball efectiu dins del cicle.
4-1: Escapament a volum constant. Baixa la pressió per l'escapament dels gasos. Transformació isòcora.[3]
1-0: Escapament a pressió constant. Disminueix el volum per desplaçament del pistó. Els gasos d'escapament s'evacuen.
Diagrama P-V del cicle termodinàmic teòric d'un motor Dièsel (encesa per compressió) de quatre temps. Les transformacions venen definides pels punts: 0,1,2,2',3,4

Cicle termodinàmic teòric de cicle Dièsel de quatre temps

[modifica]

Té set transformacions termodinàmiques associades:[1]

0-1: Admissió isòbara.
1-2: Compressió adiabàtica.
2-2': Compressió isòcora (Augment de la pressió a volum constant provocat per la primera fase de combustió).
2'-3: Expansió isòbara. La pressió és constant i el volum augmenta tot per causa de la segona fase de combustió).
3-4: Expansió adiabàtica. L'augment de la pressió ha provocat la baixada del pistó. Aquesta transformació és la que produeix un treball efectiu dins del cicle.
4-1: Escapament a volum constant. Baixa la pressió per l'escapament dels gasos. Transformació isòcora.
1-0: Escapament a pressió constant. Disminueix el volum per desplaçament del pistó. Els gasos d'escapament s'evacuen.

Referències

[modifica]
  1. 1,0 1,1 1,2 «Four-stroke engine: how it works, animation» (en anglès). testingautos.com. [Consulta: 25 gener 2020].
  2. «125 Jahre Viertaktmotor» (en alemany). Oldtimer Club Nicolaus August Otto e.V., 2009. Arxivat de l'original el 2011-05-07.
  3. Eastop & McConkey. Applied Thermodynamics for Engineering Technologists (en anglès). 5a Edició. Pearson Education Limited, 1993, p. 137.