SCOALA NATIONALA DE GAZ

LUCRARE DE ATESTAT

MOTORUL OTTO

1.INTRODUCERE

1.1 JUSTIFICAREA LUCRARII

Aplicatia prezinta functionarea motorului Otto in patru timpi, mecanismul biela-manivela precum si cateva informatii despre motor. Programul se adreseaza tuturor celor care doresc sa cunoasca mai bine functionarea acestui tip de motor si poate fi folosit eventul la predarea unei lectii de fizica daca exista dotarea necesara.

Proiectul de atestat este realizat in limbajul de programare borland pascal versiunea 7.0 si poate fi lansat in executie aproape pe orice calculator, deoarece nu necesita niste conditii speciale.

1.2 NOTIUNI ELEMENTARE DESPRE FUNCTIONAREA MOTORULUI OTTO

Motorul Otto foloseste ca combustibil vapori de benzina amestecati cu aer. Acest amestec este absorbit intr-un cilindru cu piston si aprins cu ajutorul unei scantei electrice, produsa de bujii. Prin arderea combustibilului rezulta gaze de ardere la temperatura si presiune ridicate. Acestea apasa asupra pistonului si il pun in miscare. La piston este legata o biela si de biela o manivela, prin intermediul carora miscarea rectilinie si alternativaa pistonului este transformata in miscare circulara continua. In miscarea urmatoare a pistonului, in sens invers, gazele de ardere destinse sunt eliminate din cilindru, dupa care se aspira o noua cantitate de amestec de vapori de benzina cu aer si ciclul se repeta din nou. Succesiunea de transformari la care participa substanta de lucru reprezinta ciclul de functionare al motorului, iar perioda corespunzatoare deplasarii pistonului, de la un capat la celalalt al cilindrului poarta denumirea de timp. Motorul Otto este un motor in patru timpi, iar ciclul de functionare este format din doua adiabate si doua izocore. Sa vedem cum se realizeaza acest ciclu in motor si ce inseamna cei patru timpi de functionare a motorului.

Timpul 1 - aspiratia. Pistonul coboara in cilindru. In momentul inceperii qcestei miscari, supapa de admisie se deschide si, datorita depresiuni care se formeaza, amestecul de vapori de benzina cu aer, format in carburator, este absorbit in cilindru la presiune constanta p1. In coordonatele p si V, absorbtia este reprezentata prin izobara A-1. Aspiratia amestecului are loc in tot intervalul de timp in care se misca de la punctul mort superior la punctul mort inferior.

Timpul 2 - compresia. In momentul in care pistonul a ajuns la punctul mort inferior, ambele supape se inchid, iar pistonul se misca spre punctul superior, b) comprimand amestecul carburant. Comprimarea se face de la presiunea p1 pina la presiunea p2. Deoarece miscarea pistonului este rapida, comprimarea este adiabatica. Acest proces este reprezentat in diagrama p,V prin adiabata 1-2. Comprimarea are loc in timpul miscarii pistonului la punctul mort superior.

Timpul 3 - aprinderea si detenta. La sfarsitul compresiei, cand pistonul a ajuns la punctul mort superior si ambele supape sunt inchise, se produce o scanteie electrica intre electrozii bujiei. Santeia aprinde amestecul carburant, care incepe sa arda progresiv, in toata masa lui. Temperatura gazelor rezultate prin ardere creste brusc la cca 2000°C,iar presiunea la aproximativ 25 atm. Datorita inertiei, pistonul nu este pus imediat in miscare, astfel ca acest proces al substantei de lucru este izocor, procesul 2-3, diagrama p,V. In timpul arderii combustibilului se degaja caldura Q1, care reprezinta caldura primita de motor. Gazele produc o forta mare de apasare asupra pistonului si il imping in jos spre punctul mort inferior, efectuand lucru mecanic. Pe masura ce pistonul coboara, gazele se destind-are loc detenta. Destinderea gazelor este adiabatica si procesul este rprezentat grafic prin adiabata 3-4. Cand pistonul ajunge aproape de punctul mort inferior se deschide supapa de evacuare, care face legatura intre cilindru si aerul exterior. Presiunea scade brusc pana la valoarea presiunii atmosferice p1, acest proces este reprezentat prin izocara 4-1, pe diagrama p,V. In acest proces, substanta de lucru cedeaza in exterior cantitatea de caldura Q2.

Timpul 4 - evacuarea. Supapa de evacuare este deschisa. Pistonul ajuns la punctul mort inferior, se misca in sus, spre punctul mort inferior, si impinge afara, in atmosfera (la presiunea constanta p1) gazele arse si destinse, dreapta 1-A din diagrama p,V. Cand pistonul ajunge la punctul mort inferior, timpul 4 se termina si motorul reincepe un alt ciclu cu aspiratia amestecului carburant. Din cei patru timpi de functionare ai motorului, numai in timpul trei, se produce lucru mecanic.

2.STRUCTURA APLICATIEI

2.1 STRUCTURA

Proiectul contine o serie de proceduri si 3 unituri:graph,crt,mouse. Unitul "mouse.pas" este definit de utilizator si folosit pentru a usura deplasarea utilizatorului in diferite zonz ale programului.(tastatura nu poate fi folosita).

2.1.1 UNITUL PENTRU MOUSE

Acesta contine urmatoarele functii si procedori:

-Procedure MInit ;              

-Procedure MIntT ;              

-Procedure Mon - afiseaza cursorul de mouse pe ecran

-Procedure Moff - ascunde cursorul de mouse de pe ecran

-Function MStinga : Boolean ; - returneaza true daca sa apasat butonul stang de la mouse si false altfel.

-Function MDreapta : Boolean ; - returneaza true daca sa apasat butonul drept de la mouse si false altfel.

-Function MtX : Word ;

-Function MtY : Word ;

-Procedure MtXY (X,Y: Word) ;

-Function MgX :Word;-returneaza coordonata mous-ului de pe axa Ox

-Function MgY :Word;-returneaza coordonata mous-ului de pe axa Ox

-Procedure MgXY (X,Y: Word) ; pozitioneaza mous-ul in punctul de   coordonate (x,y).

-Procedure MgD (X1,Y1,X2,Y2: Word) ;

-Procedure MtD (X1,Y1,X2,Y2: Word) ;

-Procedure MgC (CX,CY: Word ; MutC: Pointer) ;

-Procedure MgR (Car: Byte ; Sub : Pointer) ;

2.1.2 SUBPROGRAMELE PROGRAMULUI PRINCIPAL

procedure cer;

procedure patrat1(ox,oy:integer);

procedure patrat2(ox,oy:integer);

procedure patrat3;

procedure spir(x0,y0,pas:integer);

Eseu: Tehnica auditului energetic pentru cladiri Proiect: Condensul - ce putem face pentru a micsora riscul aparitiei condensului?

procedure prezentare;

procedure citire_help1;

Procedure Linii (b:Buton; s,d,l:Byte);

Procedure DefBut(Var b:Buton; i1,j1,i2,j2:Integer; Mesaj:String);

Procedure DefBut2(Var b:Buton2; i1,j1,i2,j2:Integer; Mesaj:String);

Function ApBut2(Var b:Buton2) : Boolean;

Function ApBut(Var b:Buton) : Boolean;

procedure fer(xs,ys,xd,yd:byte);

procedure sage(x,y:integer;un:real);

procedure desen;

function contur(x,y:integer):boolean;

procedure scrie(sir:string);

procedure admisia(start:boolean);

procedure gaz1;

procedure gaz2;

procedure compresia;

procedure aprinderea;

procedure evacuarea(start:boolean);

procedure functionare;

procedure desen1;

procedure miscare;

procedure biela;

procedure meniu1;

procedure meniu2;

procedure meniu3;

31.procedure grafica;

32.procedure citeste_fisier(var numef:text;i:integer; var numelef:string)

2.3 PREZENTAREA SUBPROGRAMELOR DIN PROGRAMUL PRINCIPAL

Primele sase proceduri (cer, patrat1, patrat2, patrat3,spir,prezentare) sun folosite pentru a realiza partea de introducere a programului. Procedura cer executa decorarea fundalului cu pixeli, iar celelalte trei proceduri deseneaza figurile geometrice necesare pentru aceasta parte a proiectului.

Subprogramele: linii,apbut,apbut2,defbut,defbut2 folosesc functii si proceduri din unit-ul de mouse pentru a defini doua tipuri de butoane. Acestea vor fi folosite in continuare pentru a defini si folosi butoanele din program.

Procedurile desen si desen1 deseneaza motorul Otto respectiv mecanismul biela-manivela. Acestea folosesc proceduri specifice modului grafic, nefiind folosite inserari de imagini.

Pentru a realiza efectul de gaz din interiorul motorului s-au folosit procedurile gaz1 si gaz2 care pun pixeli intr-o anumita zona a ecranului determinata de functia contur care returneaza valoarea false daca pixel-ul care urmeaza a fi pus pe ecran nu se afla in zona respectiva.

Procedurile admisie, compresia, aprinderea si evacuarea realizeaza impreuna functionarea motorului in cele patru faze ale sale. Pentru a obtine miscarea grafica am folosit proceduri urmatoarele proceduri:getmem, getimage, putimage. Tot aici se deseneaza si ciclul Carnot folosindu-se functii si proceduri predefinite pentru afisarea unor linii si elipse. Conditiile de sfarsit, adica pana ce se apasa butonul de iesire sau de revenire la pagina principala, sunt puse de asemenea in aceste subprograme.

Procedura "miscare" ,care prezinta functionarea mecanismului biela-manivela, este putin diferita de cele anterioare prin faptul ca foloseste functiile sin si cos pentru a determina modul de miscare al bielei.

Pentru a obtine meniul principal am creat procedurile: meniu1, meniu2, meniu3 folosind functii si proceduri din unitul de mouse si am pus conditiile de terminare respectiv de alegere a unei optiuni.

Procedura "citeste_fisier" afiseaza continutul unui fisier, dat ca si parametru, pagina cu pagina si este folosita pentru a doua optiune din meniul principal. In aceasta fuctie recursiva am determinat mai intai numarul de pagini, considerand ca o pagina are 20 de linii dupa care in functie de butonul pe care il apasam numarul paginii va fi marit sau micsorat cu 1, iar functia se va autoapela tiparind pagina i. Initial functia se apeleaza cu i=1. In cazul in care nu exista o pagina cu numarul respectiv se va initializa i cu 1 daca i este mai mare decat numarul paginilor existente, sau cu nr_pag (numarul de pagini) daca i<1.

3.MODUL DE UTILIZARE AL APLICATIEI

Pe parcursul utilizarii programului se va folosi mous-ul, deoarece tastatura este nefolositoare inafara de cateva exceptii. Pentru a ajunge intr-o anumita zona a programului este suficient sa ne deplasam cu mous-ul pe optiunea dorita si sa efectuam un clic cu butonul stang pe aceasta.

Aplicatia incepe printr-o prezentare care are rolul unei itroduceri si care ruleaza fara a fi nevoie de interventia utilizatorului. Dupa ceea se va intra in meniul principal care are urmatoarea forma:

Daca utilizatorul va alege din meniu prima optiune se va afisa pe ecran urmatorul meniu vertical:

Pentru a alege una din optiunile meniului este suficient sa utilizam mous-ul cu ajutorul caruia selectam una dintre variante, in functie de dorinta pe care o avem. Astfel daca dorim sa urmarim functionarea motorului vom efectua un clic pe "Biela manivela" si apoi in pagina urmatoare vom avea la dispozitie butoanele "NEXT" si "BACK". Primul il vom folosi pentru a trece la urmatoarea faza a ciclului, iar cel de-al doilea pentru a reveni in pagina principala.

Utilizarea celorlalte doua optiuni ale acestui meniu, respectiv "Biela manivela" si "Functionare", este aproape identica cu cea prezentata anterior.

In cazul in care in meniul principal nu am selectat optiunea dorita este suficienta sa dam un clic pe acelasi buton sau in afara meniului si lucrurile vor reveni la normal.

Daca dorim sa aflam date tehnice despre motor vom selecta din meniu optiunea: "Despre motor" care va genera meniul:

In cazul in care vom alege una din variantele acestui meniu vom trece in mod text. Numele fiecarui buton este sugestiv pentru a ne putea da seama de ceea ce se va afisa pe ecran in cazul in care vom efectua un clic cu maus-ul pe una dintre optiuni. In pagina ce va fi afisata vom avea la dispozitie trei butoane: MENIU, NEXT, BACK. Daca vom efectua un clic cu maus-ul pe butonul NEXT vom trece la urmatoarea pagina, iar daca dorim sa revenim la pagina anterioara vom da un clic pe butonul BACK. Pentru a ne intoarce in meniul principal vom apasa butonul MENIU.

Pentru mai multe informatii in ceea ce priveste utilizarea aplicatiei putem alege optiunea "Help", care se gaseste in meniul principal.

4.Bibliografie

Manual de fizica pentru clasa a x-a. Autori : D. BORSAN, A. COSTESCU,

M. SANDU,

MARIA PETRESCU

Motoare cu combustie interna. Autori : MANOLE SECHI

IULIU SERBAN

5.Anexa