Cursul de „Motori termici cu ardere internă” era predat în anul III la Facultatea de Științe de la Universitatea din București de către conferențiar inginer Gh. Nicolau. Prezentăm programa analitică (din anul 1929) a acestui curs obligatoriu pentru studenții Institutului de Chimie Industrială din cadrul Facultății de Științe.

„MOTORI CU ARDERE INTERNE

PARTEA I.

Teoria ciclică.

 

Rezumatul cunoștințelor din termodinamică. Evoluțiunile remarcabile ale unui gaz perfect. Reprezentarea grafică a stării și a evoluții unui gaz perfect. Diagrama mecanică și entropică a evoluții unui gaz. Diagrama mecanică și termică a unui ciclu închis. Randamentul termic al unui ciclu închis. Evoluția izometrică, izobară, izotermică, adiabatică. Teorema lui Rankine. Evoluția politropică.

Ciclu lui Carnof. Necesitatea a două izvoare termice. Mașina ideală a lui Carnot. Diagrama mecanică a ciclului Carnot. Randamentul termic al ciclului Carnot. Ciclul Carnot este de randament maxim. Valoarea maximă a randamentului termic.

Cicluri în 4 timpi. Ciclul cu explozie Beau-de-Rochas-Otto. Principiul funcționării unui motor cu explozie. Cicluri reale și cicluri corecte. Diagrama mecanică a ciclului Beau-de-Rochas-Otto. Randamentul termic. Discuția formulei. Grupul ciclurilor cu randamente egale. Concluzii importante.

Ciclul cu explozie și detenta complectă.

Diagrama mecanică. Randamentul termic. Discuția formulei randamentului.

Ciclul cu ardere înceată Brayton-Diesel. Schema motorului Diesel. Diagrama mecanică a ciclului. Randamentul termic. Discuția formulei randamentului. Ipoteze asupra arderii lente.

Cicluri complexe. Descompunerea unui ciclu complect în cicluri simple. Teorema lui Letombe. Ciclul cu explozie și detenta trunchiată. Ciclul mixt cu explozie și ardere înceată și cu detentă limitată la volumul de aspirație. Ciclul mixt cu explozie și ardere lentă și detenta prelungită fără a fi complectă. Ciclul cu combustie neregulată.

Cicluri cu compresiune izotermică. Ciclul cu explozie, cu compresiune izotermică și cu detenta adiabatică trecând prin starea inițială. Ciclu cu explozie, cu compresiune izotermică și cu detenta limitată la volumul de aspirație.

Ciclu în 2 timpi.

Ciclul cu explozie și fără compresiune prealabilă Lenoir. Diagrama mecanică a ciclului Lenoir. Randamentul termic. Utilitatea compresiunii prealabile.

Cicluri cu explozie în 2 timpi.

Schema și principiul funcționării unui motor cu explozie în doi timpi. Diagrama mecanică a ciclului. Motorul Oechelhauser în 2 timpi. Motorul Körting în doi timpi cu dublu efect.

Cicluri cu ardere înceată în 2 timpi. Motorul Diesel în 2 timpi. Motorul Diesel în 2 timpi tip Carels și Schneider. Motorul Diesel tip Sulzer și Fiat. Motorul casei d’Oxfort din Sunderland.

Motorul Semi-Diesel. Schema motorului Weber. Fazele funcționării și diagrama mecanică a ciclului.

Puterea mecanică indicată a motorului. Puterea indicată teoretică. Presiunea medie teoretică a ciclului Beau de Rochas. Discuțiunea formulei presiunei medii. Presiunea medie a ciclului Diesel. Discuțiunea formulei. Raportul presiunilor medii a ciclurilor Beau de Rochas și Diesel. Puterea calorică utilă și energia de combustiune a unui combustibil. Presiunea maximă de explozie în ciclul Beau de Rochas. Volumul maxim de combustiune în ciclul Diesel. Formula generală a presiunii medii a unui ciclu oarecare. Motori cu simplu efect, motori cu efecte multiple. Puterea mecanică indicată teoretică.

Puterea indicată reală. Aspirația reală. Compresiunea reală. Explozia reală. Detenta reală. Scăparea reală. Acțiunea pereților cilindrului. Gradul de perfecțiune al diagramei. Puterea indicată reală.

PARTEA a II-a.

Studiul dinamic al motorului.

 

 

Mișcarea pistonului: Deplasările pistonului. Viteza pistonului (metodă analitică). Poziția pistonului pentru viteza maximă. Valoarea maximă a vitezei pistonului (U). Viteza medie a pistonului (Um). Determinarea grafică a vitezei pistonului. Accelerația pistonului (metodă analitică). Metoda grafică a inginerului Mohr. Metoda grafică a lui Rittershaus. Metoda grafică a lui Pröll.

Mișcarea bielei. Viteza lineară a unui punct al bielei. Viteza unghiulară a bielei în jurul piciorului său P. Viteza unghiulară în jurul centrului său de gravitate. Accelerația unghiulară a bielei în jurul mpiciorului său. Accelerațiile unui punct al bielei. Accelerația totală al unui punct al bielei.

Forța vie a motorului. Forța vie a pieselor rotatorii. Forța vie a pieselor translatorii. Forța vie a bielei. Forța vie totală a mașinei.

 

Forțele de inerție. Forțele de inerție ale pieselor rotatorii. Forțele de inerție ale pieselor translatorii. Forțele de inerție ale bielei. Descompunerea bielei în două mase plasate la extremități. Descompunerea bielei într`un sistem de mase echivalente. Influența inerției asupra rendementului termic.

Moment sau cuplu motor și moment sau cuplu rezistent. Diagrama presiunilor efective asupra pistonului. Definiția cuplului motor. Evaluarea analitică a cuplului motor. Construcția grafică a cuplului motor. Moment motor mediu. Moment motor rezultant pentru un motor cu K cilindri. Cuplu rezistent.

Teoria volantului. Ecuația forțelor vii aplicată la mașini. Imposibilitatea mișcării uniforme. Realizarea mișcării periodice. Rolul volantului. Calculul aproximativ al volantului. Cazul mai multor bucle. Volant elastic. Volantul motorilor de automobil. Volantul motorilor de aviație. Calculul exact al volantului. Metoda tatonărilor. Calculul exact al volantului. Metoda lui Wittenbauer. Volanții șinelor cu rezistență utilă intermitentă. Volanții mașinelor în care acțiunea motoare este intermitentă.

Echilibrajul motorilor. Efectele forțelor de inerție ale pieselor rotatorii. Dispozitive pentru echilibrajul maselor în rotație. Efectele forțelor de inerție ale pieselor translatării. Atenuarea efectelor forței de inerție alternative Fi. Echilibrajul motorului monocilindric cu două pistoane opuse și doi arbori. Echilibrajul motorului cu doi cilindrii cu manivelele 180^o. Echilibrajul motorului cu 4 cilindrii. Echilibrajul motorului cu 8 cilindrii în V la 90^o. Echilibrajul motorului în stea.

Motorul rotativ. Schema motorului rotativ. Viteza unghiulară a bielei în jurul fusului unic M. Accelerația unghiulară a bielei în jurul fusului unic M. Inerția bielei. Determinarea poziției centrului de percusiune C. Înlocuirea bielei printr`o masă unică plasată la piciorul său. Echilibrajul cuplurilor corectoare. Inerția pistonului. Compunerea forțelor de inerție ale bielei și ale pistonului. Efortul de tracțiune al bielei. Compunerea eforturilor de tracțiune pentru toate bielele. Reacțiunea laterală a pistonului. Compunerea reacțiunilor laterale. Echilibrajul maselor rotative.

Motorii desaxați. Cursa pistonului. Deplasările pistonului. Viteza pistonului. Accelerația pistonului. Determinarea grafică a vitezei pistonului. Determinarea grafică a accelerației pistonului. Determinarea accelerației pistonului în punctele moarte. Cuplul motor. Reacțiunea laterală a pistonului. Cuplul de basculare al batiului.

PARTEA a III-a.

Studiul organologic al motorului.

 

Carburatorii: alimentarea motorilor. Produsele destilației combustibililor solizi. Gazul de iluminat, gazul cuptoarelor de cocs. Produsele gazificării propriu zise. Gazul de aer. Gazul de apă. Gazul mixt. Gazul cuptoarelor înalte. Acetilena gazelor naturale. Carburația aerului. Carburator. Condițiile unei carburații raționale. Combustibili utilizați în carburație. Petrolul și produsele sale de destilație. Petrolul brut. Distilarea fracționată a petrolului brut. Alcooluri. Alcoolul etilic. Alcoolul metilic. Alcoolul carburat.

Sub produsele de destilație a huilei.

Destilația fracționată a gudroanelor de huilă. Bezolul. Naftalina. Puteri calorifice. Contracția volumetrică din timpul arderii. Date numerice asupra puterilor calorifice. Date numerice asupra ponderilor și căldurilor specifice. Energia de combustiune a gazului de iluminat. Energia de combustiune a aerului carburat.

Carburatori cu glicaj.

Schema și principiul funcționării. Teoria invariabilității dosajului aerului carburat. Teoria căpitanului Bourgouin. Teoria lui Krebs. Carburatorul cu reglaj de aer Jarnoc. Carburatorul cu reglaj de aer și esența Chenard & Walker. Carburatorul cu reglaj de esența Zenith. Carburatori cu reglaj de aer și esența Claudel.

Carburator cu barbatoj sau lesaj.

Carburatorul uzinei Deutz. Carburatorul Dion-Bouton. Carburatorul cu alimentare progresivă.

Carburatori-vaporizatori. Considerații generale, vaporizatorul Priestman. Vaporizatorul Niel. Vaporizatorul Capitaine-Grob & C-ie. Vaporizatorul Hornsby Akroyd. Remedierea randamentului prin injecție cu apă. Vaporizatorul Dürr. Vaporizatorul Japy. Vaporizatorul Martta.

Carburatori cu naftalină.

Carburatorul cu barbatoj Lion. Carburatorul Constantinescu. Carburatorul cu glicaj al societății Schneider & Comp.

Procedeele și mecanismele de aprindere.

Aprinderea electrică prin scântee de ruptură. Principiul sistemului. Magnetoul. Teoria magnetoului de joasă tensiune. Magnetoul cu indus fix și cu aripioare turnate. Dispozitivul cu indus oscilant Bollincks. Dispozitivul cu indus oscilant Winterthur. Dispozitivul Guillon cu comandă pneumatică a inflamatorului. Condițiunile unui bun dispozitiv de aprindere cu scântee de ruptură. Dispozitivul cu indus fix și aripioare turnate Simms-Bosch.

Aprinderea electrică prin scântee de înaltă tensiune.

Inflamatori sau lumânările electrice. Transformatorul sau bobina de inducțiune. Schema de montaj a sistemului de aprindere prin scântee de înaltă tensiune. Organe anexe ale sistemului. Bobina de inducție cu tremurător magnetic. Bobina de inducție cu vibratori magnetici. Aprinderea motorilor cu efecte multiple. Distribuitorul de curent secundar. Mgnetoul de înaltă tensiune. Viteza indusului și a distribuitorului. Variația avansului la prindere. Aprinderea mixtă.

Lumânări electrice.

Aprinderea prin incandescență.

Aprinderea prin tub incandescent. Aprinderea spontană. Aprinderea catalitică.

Aprinderea prin flacără.

Aprinderea motorului Otto. Aprinderea motorilor fără compresiune prealabilă.

Procedeele și mecanismele de reglaj.

Reglajul ,,tot sau nimic”. Rolul regulatorului. Principiu reglajului ,,tot sau nimic”. Dispozitiv de reglaj prin deplasarea unei tije. Dispozitiv cu deplasarea camei de comandă a supapei de gaz. Utilizarea regulatorilor pendulari. Dispozitivul cu pendul de inerție Adam. Dispozitivul cu pendul Niel.

Reglajul calitativ.

Principiul reglajului calitativ. Dispozitiv cu comă conică mobilă. Dispozitiv cu galet mobil. Dispozitiv cu cap de tijă etajat. Dispozitivul Societății Cockeril & C-ie din Belgia.

Reglajul cantitativ.

Principiul reglajului cantitativ. Dispozitivul Soest & C-ie din Reisholz. Dispozitivul Köerting. Dispozitivul Union. Dispozitiv proin supapă de admisiune. Dispozitivul societății Otto-Deutz. Dispozitivul Güldner Motoren Gesellschaft.

Dispozitivul Bollincks (Bruxelles).

Dispozitivul Schmits. Dispozitivul Tangyes & Robson.

Dispozitiv cu cursa variabilă al punctului de aplicație al puterii. Dispozitivul Winterthour. Dispozitivul Societății John Cockeril.

Reglajul mixt.

Principiu reglajului. Dispozitivele de reglaj Letombe.

Reglajul motorului Diesel.

Principiile sistemului. Pompa de combustibil Mirrlces, Bickerton & Dog. Pompa de combustibil Schultzer.

Reglajul motorului Semi-Diesel. Reglajul motorilor policilindrici”.

[Andreea-Diana Ilie, Adelina Zemoiu]