Regimuri functionale ale motorului

REGIMURI FUNCTIONALE ALE MOTORULUI

In fig. 3 este prezentata caracteristica de tractiune la sarcina maxima (plina admisiune) a unui motor Diesel cu injectie directa. Partea de sus a figurii reda variatiile puterii motorului, respectiv momentului acestuia (cuplul dezvoltat) in functie de turatie. Aceste caracteristici se ridica pe standuri specializate de testare, motorul fiind incarcat progresiv, la diferite sarcini, cu ajutorul unei frane care simuleaza diferite regimuri de deplasare ale autovehiculului. Graficul din figura reprezinta variatia celor doua marimi atunci cand motorul este incarcat la sarcina maxima pe care o poate invinge. Prin urmare, pentru orice alta sarcina partiala exista cate o caracteristica, numita caracteristica partiala. Aceste caracteristici partiale vor avea curbele corespunzatoare de putere si moment aflate sub curbele caracteristicii la plina admisiune. In realitate, la deplasarea autovehiculului, motorul va functiona foarte rar pe caracteristica de plina admisiune (cu pedala de acceleratie 'la podea'). Preponderent, motorul functioneaza pe caracteristici partiale.

In partea de jos a figurii este redat graficul de variatie a consumului specific de combustibil pentru functionarea motorului la plina admisiune, in functie de turatia acestuia. Consumul specific de combustibil, exprimat in grame pe kilowatt ora [g/kWh] nu va fi confundat cu consumul litric, exprimat in litri pe suta de kilometri parcursi [l/100km] sau cu cel orar, exprimat in litri pe ora de functionare [l/h]. Sensul fizic al consumului specific este simplu de perceput. El exprima cantitatea de combustibil (exprimata in grame), pe care ar utiliza-o motorul daca ar functiona astfel incat sa furnizeze un kilowatt intr-o ora. Se pot ridica astfel de curbe, pe standul de testare, si in cazul sarcinilor partiale (de obicei sunt ridicate o data cu ridicarea caracteristicilor partiale de putere si moment). Aceste curbe se vor afla deasupra curbei de consum specific corespunzatoare functionarii motorului la plina admisiune.

Graficele din fig. 3 trebuie interpretate impreuna. Se pot observa, pe ambele grafice, zone hasurate in care nu este recomandata exploatarea motorului.

Zona din stanga, corespunzatoare turatiilor scazute, este dictata de stabilitatea functionarii motorului. Conducatorii auto o recunosc ca fiind zona in care motorul tinde sa se 'caleze', fiind simtita nevoia schimbarii vitezei catre o treapta inferioara. Acest lucru poate fi inteles daca se urmareste curba de moment motor. Spre exemplu, se presupune ca deplasarea se face cu treapta a 4-a a cutiei de viteze, pe drum drept, cu o viteza oarecare constanta, cu pedala de acceleratie intr-o pozitie constanta, deci cu o turatie stabilizata a motorului, undeva in zona de putere mai ridicata a motorului, in timpul deplasarii, drumul incepe sa urce cate putin. Daca pedala de acceleratie se mentine in aceeasi pozitie, motorul incepe sa-si reduca turatia, dar nu se va 'cala' imediat.

De ce se intampla acest lucru? Prin urmarirea curbei de moment a motorului, se poate observa ca, prin reducerea turatiei, se ajunge la cresterea momentului furnizat de motor si se stabileste un nou punct de echilibru in functionare dar la o turatie mai mica. Daca rezistenta la inaintare creste si pozitia pedalei de acceleratie ramane aceeasi, turatia va scadea si mai mult. Acest 'joc' al echilibrelor se poate realiza pana cand, tot reducandu-se turatia, se ajunge in zona in care momentul motor nu mai creste ci, dimpotriva, scade.

Eseu: Reguli privind depozitarea materialelor si substantelor combustibile Referat: Caiet de sarcini pentru demolare

Evident ca exista doua solutii pentru a evita calarea motorului. Prima solutie ar fi apasarea suplimentara a pedalei de acceleratie. in acest caz, se trece de pe o caracteristica partiala de sarcina mai mica (sarcina este data de pozitia pedalei de acceleratie) pe una mai mare, adica pe o curba de functionare superioara. Dar ce se intampla cand pedala este apasata la maximum? Deja functionarea se face pe caracteristica de sarcina maxima iar motorul nu poate 'da' mai mult. Atunci se impune schimbarea treptei de viteze catre un etaj inferior, deoarece motorul tinde sa 'caleze'. Aceasta argumentatie justifica zona hasurata din stanga, din preajma turatiilor mici, instabile in functionare.

Zona hasurata din dreapta, din gama turatiilor ridicate, este introdusa de caracteristica de consum specific. Se poate observa ca la puteri ridicate (turatii mari de functionare) consumul specific creste semnificativ. Mai mult, la turatii ridicate apare si pericolul deteriorarii componentelor mecanice ale motorului.

Din cele prezentate se pot trage cateva concluzii interesante:

pentru a functiona in zona turatiilor stabile ale motorului si a nu conduce la calarea acestuia ar fi necesar sa se evite zona turatiilor scazute;

pentru a avea consumuri specifice reduse de combustibil, functionarea in zona turatiilor foarte mari trebuie evitata;

cele doua cerinte sunt oarecum contradictorii, deoarece se poate observa ca zona turatiilor reduse furnizeaza consumuri specifice reduse de combustibil;

functionarea la turatii scazute si sarcini mari (atunci cand, desi motorul 'cere' o treapta inferioara de viteze, conducatorul auto prefera apasarea suplimentara a pedalei de acceleratie) conduce la deteriorarea mecanica a componentelor motorului, deoarece presiunile rezultate prin arderea combustibilului din cilindri sunt foarte mari (deci fortele pe mecanismul motor sunt mari) iar presiunile de ungere ale componentelor motorului sunt scazute, ungerea fiind defectuoasa (pompa de ulei are debite si presiuni reduse la turatii scazute);

functionarea motorului la sarcini mici si turatii foarte mari conduce, pe langa generarea unor forte inertiale mari in piesele in miscare ale mecanismului motor, si la cresterea excesiva a consumului specific de combustibil

Ramane la dispozitie, totusi, o plaja de turatii suficient de larga pentru exploatarea economica si sigura a motorului. Asadar, in functie de recomandarile producatorului de autovehicule (de obicei prezentate in cartea tehnica sau de exploatare a autovehiculului), se vor respecta limitele de turatii in ceea ce priveste schimbarea diferitelor trepte de viteza.

Mai trebuie mentionat ca, de la motor la motor, plajele de turatii de functionare optima variaza in limite destul de largi, ca si valoarea momentului furnizat la arborii cotiti ai acestora, de unde rezulta un motiv in plus de a se studia cartea tehnica a autovehiculului pentru a exploata motorul la regimurile sale optime.