Tipus de Motors i Turbines: Funcionament, Parts i Cicles
La Màquina de Vapor
La màquina de vapor clàssica té un moviment rectilini alternatiu. James Watt va modificar el sistema, transformant el moviment rectilini en moviment de rotació (mitjançant el sistema biela-manovella) i millorant-ne el rendiment.
Parts Essencials de la Màquina de Vapor
- Cilindre i èmbol (pistó): És on s'expandeix el vapor procedent de la caldera. És un cos metàl·lic cilíndric que conté el pistó.
- Biela: Barra unida per un dels extrems a la tija de l'èmbol.
- Volant d'inèrcia: Roda grossa que contribueix al retorn de la tija, situada en un eix llarg (embarrat).
- Regulador de boles (Watt): Mecanisme articulat que gira quan la màquina funciona i permet controlar-ne la velocitat perquè sigui constant. És un aparell amb dues boles que giren i, gràcies a la força centrífuga, actua sobre la vàlvula i regula el pas de vapor, fent que la velocitat sigui constant.
La Turbina de Vapor
La turbina de vapor transforma l'energia potencial tèrmica del vapor en energia de moviment (cinètica).
Components i Classificació de la Turbina de Vapor
- Corona d'àleps fixada a l'estator: Actua com a distribuïdor. Permet l'entrada del vapor alternativament pels dos costats del cilindre, empenyent el pistó i desplaçant la tija cap a l'altre extrem.
- Rotor: Part que gira, formada pels àleps mòbils.
- Estator: Part que no gira, on es fixen els àleps fixos.
Classificació
- Acció: La pressió del vapor disminueix.
- Reacció: La pressió del vapor es manté constant.
Motor d'Explosió (Combustió Interna)
Parts Estructurals del Motor d'Explosió
- La Culata: És una peça de ferro fos o d'aliatges lleugers d'alumini que fa de tapa dels cilindres.
- El Bloc: Conté els cilindres i els punts de suport del cigonyal, al qual s'uneixen les bieles i els pistons.
- El Càrter: És una caixa metàl·lica que va fixada a la part inferior del bloc. Serveix, d'una banda, per protegir el cigonyal i altres peces muntades al seu voltant.
Sistemes d'Alimentació
- Injector: Fa que, un cop l'aire ha entrat per l'obertura de la vàlvula d'admissió, el carburant entri en la quantitat necessària directament a la cambra de combustió i en el moment precís en què s'ha de produir l'explosió.
- Carburador: És l'aparell que mescla el carburant i l'aire en la proporció adequada. Facilita l'entrada d'aquesta mescla a la cambra de combustió mitjançant el col·lector i la distribueix a cadascun dels cilindres.
La Bugia
La bugia és un element instal·lat a la culata. Es compon bàsicament d'un elèctrode central (de platí, níquel o manganès) envoltat d'un aïllant i d'un cos exterior d'acer. Aquest té una part roscada que inclou l'elèctrode de massa, separat una distància determinada de l'elèctrode central.
Sistema de Refrigeració
Motors Refrigerats per Aire
Els cilindres i la culata tenen unes aletes que, en augmentar la superfície de contacte amb l'aire, fan possible la dissipació de la calor.
Motors Refrigerats per Aigua
La calor produïda en el motor és absorbida per l'aigua del circuit, ja que una bomba força la circulació de l'aigua a través d'unes canalitzacions.
- Termòstat: Vàlvula que regula el pas de l'aigua al radiador.
Motors d'Explosió de Quatre Temps
El cicle de quatre temps es divideix en les següents fases:
- Fase d'Admissió: S'obre la vàlvula d'admissió. Entra el combustible. El pistó baixa.
- Fase de Compressió: Es tanquen les vàlvules i el pistó puja.
- Fase d'Explosió i Expansió: La bugia fa una guspira. Les vàlvules romanen tancades. El pistó baixa per l'expansió dels gasos.
- Fase d'Escapament: S'obre la vàlvula d'expulsió. El pistó puja, expulsant els gasos cremats.
Motor Dièsel
El motor dièsel utilitza gasoil com a combustible i no té bugies (utilitza autoencesa per compressió). Només entra aire per la vàlvula d'admissió, el qual es comprimeix fortament, millorant el rendiment.
Fases del Cicle Dièsel (Segons el Document)
- Fase d'Admissió: Compressió. El pistó puja i entra combustible.
- Fase d'Explosió: Expulsió de gasos. La bugia fa guspira i encén la gasolina. El pistó baixa. (Nota: Aquesta descripció conté errors conceptuals respecte al cicle dièsel estàndard).
La Turbina de Gas
La turbina de gas és un motor tèrmic rotatiu. L'acció dels gasos que cremen dins la cambra de combustió del motor fa girar directament l'eix i, gràcies a uns sistemes d'aprofitament de la calor, millora el rendiment del motor.
Parts de la Turbina de Gas
- Compressor: Gira amb el mateix eix de la màquina i comprimeix l'aire que és conduït cap a la cambra de combustió.
- Turbina: Secció que extreu energia dels gasos calents.
El Turboreactor
El turboreactor és una varietat de la turbina de gas en la qual no es produeix treball fent girar un eix, sinó mitjançant un impuls a reacció (propulsió).