Motors Tèrmics: Funcionament, Tipus i Cicle de Quatre Temps

Motors Tèrmics: Transformació d'Energia

Un motor tèrmic és qualsevol màquina que transforma l'energia tèrmica en energia mecànica. Aquesta energia tèrmica s'obté mitjançant la combustió d'un combustible.

La Combustió: Procés Clau

La combustió és una reacció química exotèrmica que permet obtenir energia tèrmica. Consisteix en la transformació de l'energia química del combustible en calor (energia tèrmica) mitjançant la seva crema.

Elements Necessaris per a la Combustió

• Combustible: Substància que es crema per alliberar energia (exemples: gasolina, fusta, carbó).
• Oxigen: Generalment provinent de l'aire, és el segon component essencial per a la reacció química de la combustió.
• Element Desencadenant (Calor): Es requereix una aportació inicial de calor (energia d'activació) per iniciar la combustió.

Tipus de Motors Tèrmics

Els motors tèrmics es poden classificar segons diferents criteris:

Segons on es Produeix la Combustió

• Combustió Externa: La combustió es produeix fora del motor (ex: màquines de vapor).
• Combustió Interna: La combustió es produeix a l'interior del motor (ex: motors de gasolina o dièsel).

Segons el Tipus de Moviment Generat

• Motors Alternatius: El motor genera un moviment de vaivé (lineal).
• Motors Rotatius (o Relatius): El motor genera un moviment circular.

Classificació Detallada dels Motors Tèrmics

• Motors Alternatius:
  • De Combustió Interna:
    • De Quatre Temps:
      • Motors d'explosió (gasolina): Comuns en cotxes.
      • Motors dièsel: Usats en camions i alguns cotxes.
    • De Dos Temps:
      • Motors d'explosió (gasolina): Típics en motos.
      • Motors dièsel: Emprats en vaixells.
  • De Combustió Externa:
    • Màquines de vapor: Utilitzades en trens i vaixells de vapor.

• De Combustió Interna:
  • Motors de reacció: Propis d'avions.
• De Combustió Externa:
  • Turbines de vapor: Present en centrals tèrmiques.

El Motor d'Explosió de Quatre Temps

En un motor d'explosió de quatre temps, la bugia produeix una guspira que encén la mescla de gasolina i aire. L'expansió resultant dels gasos empeny el pistó, generant moviment dins d'un cilindre.

• PMS: Punt Mort Superior (posició més alta del pistó).
• PMI: Punt Mort Inferior (posició més baixa del pistó).

Fases del Cicle de Quatre Temps

El motor de quatre temps s'anomena "cicle tèrmic" perquè el seu funcionament es divideix en quatre fases distintes:

1. Admissió: El pistó baixa des del PMS fins al PMI. La vàlvula d'admissió s'obre per permetre l'entrada de la mescla d'aire i combustible (gasolina) al cilindre.
2. Compressió: Amb ambdues vàlvules tancades, el pistó puja des del PMI fins al PMS, comprimint la mescla de gasos dins la cambra de compressió.
3. Explosió / Expansió: La bugia genera una guspira que provoca la combustió de la mescla. L'expansió ràpida dels gasos empeny el pistó cap avall, des del PMS fins al PMI.
4. Escapament: La vàlvula d'escapament s'obre i el pistó puja des del PMI fins al PMS, expulsant els gasos cremats fora del cilindre.