UD 4 MOTORS 3ESO VAL 15 16 trad no revisada

Texto completo

(1)Luis García Molina. I.E.S. Serra Perenxisa (Torrent). 1.

(2) 0.Introducció I. Motors tèrmics: I.1 motor otto-dièsel I.2 motor de reacció I.3 combustibles tèrmics II.Motores elèctrics. índex. II.1 motor de corrent continu II.2 bateries elèctriques. III. Vehicle híbrid.. 2.

(3) 0-Introducció Els motors són màquines que generen MOVIMENT (Energia cinètica), a partir d'un altre tipus d'energia. El moviment és usat per un element receptor (RUEDA, GRUA, CUCHILLA ...). Per portar el moviment del motor a l'element receptor hi ha un mecanisme, El qual el TRANSMET el moviment. També pot transformar-lo en un altre tipus de moviment si cal o MODIFICAR LA VELOCITAT del moviment.. ENERGIA INICIAL. MOTOR. eix. eix Mecanisme Element receptor. 3.

(4) I. motor tèrmic El motor tèrmic és una màquina que transforma l'energia química d'un combustible en energia cinètica (moviment). La pressió dels gasos de la combustió es fa servir per moure el motor.. Obtenció del combustible (contaminants?) aire. ENERGIA: combustible. GAS. eix. MOTOR tèrmic Mecanisme FUMS. 4. Element receptor.

(5) II. motor elèctric El motor elèctric és una màquina que transforma l'energia elèctrica en energia cinètica (moviment). L'energia elèctrica és produïda en centrals i emmagatzemada en una bateria-dipòsit. CENTRALS ELÈCTRIQUES O FÀBRIQUES D'HIDROGEN! (Contaminants?). ENERGIA: bateria elèctrica. Tot i que el motor elèctric en si no és contaminant, pot contaminar de forma global si l'energia elèctrica amb la qual funciona si és obtingut per un procés contaminant. MOTOR elèctric. eix Mecanisme. No hi ha fums! El principal problema del motor elèctric és l'autonomia i el temps de recàrrega de la bateria. Aquest problema se soluciona amb l'Hidrogen, 5 però tendeix a ser produït per processos contaminants.. Element receptor.

(6) tipus de motors de combustió EXTERNA MOTORS TÈRMICS. MOTOR DE VAPOR •MOTOR Otto-Diesel. De combustió INTERNA. •MOTOR de reacció. TIPUS DE MOTORS. Motor de corrent continu MOTORS ELÈCTRICS Motor de corrent altern. MOTORS D'AIRE COMPRIMIT. 6.

(7) Motors tèrmics. J 7.

(8) I.1 otto i dièsel •. El motor d'explosió és un MOTOR TÈRMIC DE COMBUSTIÓ INTERNA.. •. Es fica aire + combustible polvoritzat en el cilindre. Al cremar explota i els GASOS D'EXPLOSIÓ mouen el pistó.. Dispositiu: Vàlvula d'admissió bugia o injectorVàlvula d'escapament. v. Cambra de combustió pistó cilindre. cigonyal. 8.

(9) Dipòsit de combustible. endoll. combustible aire. otto. fums GAS. Spark!. Dipòsit de combustible. dièsel. combustible aire. injector fums. GAS 8.

(10) els 4 temps del cicle OTTO. 1er temps ADMISSIÓ. S'obre la vàlvula d'admissió per deixar entrar l'aire + gasolina. GASOLINA + AIRE. 2n temps COMPRESSIÓ. Es tanquen les dues per poder comprimir la barreja. 3er temps EXPLOSIÓ EXPANSIÓ. 4t temps ESCAPE. Bugia, que dóna una espurna elèctrica perquè explota la mescla. S'obre la vàlvula d'escapament per deixar sortir els gasos cremats. FUM. AIRE GASOLINA. AIRE + GASOLINA. Combustió. pistó. 10.

(11) Activitats 1.1 ¿Quin motor fa servir el cotxe de la teva família, un otto o un dièsel? Quines diferències hi ha entre ells? ¿Quins avantatges té el otto? ¿Quins avantatges té el dièsel? Explica amb paraules com funciona un motor de tipus otto-dièsel. Explica amb paraules l'esquema dels 4 temps del cicle otto. 11.

(12) I.1 otto i dièsel •. El motor de combustió és un encès del motor tèrmic.. Imatge: http://www.taringa.net/posts/autos-motos/9564312/Motor-a-explosion-Naftero.html.

(13) I.2 motor de reacció El motor de reacció és un MOTOR TÈRMIC DE COMBUSTIÓ INTERNA.. •. SENSE PISTÓ, es fica aire i combustible polvoritzat a LA CAMBRA DE EXPLOSIÓ. Els gasos cremats s'expandeixen amb molta força i IMPULSEN DIRECTAMENT AL VEHICLE. 12. •. FUMS. TURBINA. GAS. Aire altament comprimit. Els gasos en expansió es mouen més una turbina, que al seu torn acciona un compressor a l'entrada. El compressor comprimeix l'aire per tenir comubustiones més potents.. COMPRESSOR. Dipòsit de combustible.

(14) Motor de reacció El motor a reacció es va utilitzar en l'aeronau i coets des de la Segona Guerra Mundial.. combustible. aire http://penerbangan-komersial.blogspot.com.es/2014/01/cara-kerjamesin-pesawat.html. FUMS. 13.

(15) activitats 1.2 Quina diferència hi ha entre un motor a reacció i un motor otto-dièsel? ¿Per què els dos són anomenats "de combustió interna? ¿Quins vehicles fan servir el motor a reacció? ¿Quins vehicles fan servir el dièsel?. 14.

(16) I.3 combustibles tèrmics DEL PETROLI (Matèria orgànica fossilitzada) GASOLINA: Líquid lleuger obtingut a partir de diferents fraccions líquides del refinament del petroli. Per a motors OTTO. -GASÓLEO (DIÈSEL) Líquid pesat semblant a la gasolina, però menys refinat. Per a motors dièsel. -QUEROSENO: Líquid intermedi, del mateix tipus. Per a motors a reacció. -Gas LIQUAT DEL PETROLI (GLP o AUTOGAS): Gas combustible obtingut del petroli per a automòbils. -gas NATURAL: Gas natural per a automòbils. BIOCOMBUSTIBLES (Matèria orgànica recent): -ETANOL: -És un tipus d'alcohol, líquid. -Es S'obté per fermentació de cereals, remolatxa o canya. de sucre.. -Podria Ser equivalent a la gasolina. -BIODIÉSEL: -És Un líquid orgànic oliós, -Es Obté per una reacció d'esterificació d'olis colza, palma), olis usats o greixos animals.. vegetals (gira-sol, soja,. -Podria Ser equivalent al dièsel. -BIOGÁS: -És Un gas compost principalment de gas metà. -Es S'obté amb la descomposició de residus orgànics.. 15.

(17) Motors elèctrics:. II. 16.

(18) II.1 motor elèctric •. El motor elèctric aprofita els efectes de repulsió i atracció dels imants (pols iguals es repel·leixen, pols iguals s'atrauen).. •. Els imants són en realitat electroimants (ja saps que el corrent elèctric circulant per bobinats de coure els converteix en imants).. •. Mitjançant un eficient disseny i sincronització, aconseguirem que el rotor giri dins de l'estator.. •. Els motors elèctrics poden ser de corrent continu o de corrent altern. I dins d'aquests últims monofàsic i trifàsics.. eix. raspall. +. col·lector. rotor. estator. + 17.

(19) http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/ce/Schemat_ pracy_silnika_elektryczne_pr%C4%85du_sta%C5%82ego.gif. http://upload.wikimedia.org/wikiped ia/commons/c/ce/Schemat_pracy_ silnika_elektryczne_pr %C4%85du_sta%C5%82ego.gif. Motor elèctric http://apuntescientificos.org/motor-trifasico.html. 18.

(20) motor. II.2 BATERIA ELÈCTRICA DESCÀRREGA. En aquestes piles, l'element de l'ànode (XH) se separa així: XH X + H+ + IEls electrons (e-) es van pel cable i s'usen per al motor L'ió positiu (H +) migra al càtode a través d'una membrana intermèdia.. H+. I X. IH. XH. IH. X. RECÀRREGA.. H+. Amb l'energia elèctrica d'un generador el procés s'inverteix i la bateria ja està a punt per tornar a ser usada XH. procés descàrrega. H+. XH. En el càtode, l'ió positiu i els electrons s'ajunten amb un element (I) per formar IH.. X + H+ + I -. e-. e-. H+. I. procés Càrrega. eeànode (XH). TIPUS: •Bateria de ions de liti (Li-Ion) •Bateria de níquel i hidrur metàl·lic (NiMH). càtode + (I) 19.

(21) II.2 BATERIA D'HIDROGEN. motor. En realitat és un subtipus de bateries elèctriques Descarregar En aquestes bateries, hidrogen (H2) S'injecta a l'ànode i desintegrar H2 H+ + H+ + I• Els electrons (e-) s'utilitzen per executar el motor • El ió positiu (H+) Migra cap al càtode a través d'una membrana intermèdia. En el càtode, es pren l'oxigen de l'aire i reacciona amb l'ió positiu H+ i els electrons i- per formar H2O. RECÀRREGA. Encara que, en teoria, podria haver de, en la pràctica no té un procés de recàrrega de si mateix. En lloc d'això, s'injecten més hidrogen i oxigen.. eeO2. H2. H+. H2 = 2H+ + I-. O 2 H++ I-= H2O membrana. ànode. H2O. càtode. 20.

(22) activitats 2.1 ¿En què s'assemblen un motor elèctric i un motor tèrmic? ¿En què es diferencien? ¿Per què els imants es fan amb cables elèctrics? ¿Què combustibles fan servir els motors tèrmics? ¿Quin és l'aparell que genera l'energia elèctrica? Explica amb paraules com funciona una bateria elèctrica. Quina és l'avantatge principal i el disavantage principal de la bateria d'hidrogen sobre la bateria de ions de metall? 21.

(23) el vehicle híbrid. III. 22.

(24) III. vehicle híbrid •. El vehicle híbrid combina els dos tipus de motors:. •. Híbrid combinat: Qualsevol combinació dels dos motors serveix per impulsar el cotxe, és com un híbrid en sèrie però amb connexió mecànica a les rodes. És una solució molt eficient però molt més complexa a nivell mecànic i electrònica. Obtenció dels contaminants de combustible (?). Dipòsit De Combustible. aire GAS. MOTOR TÈRMIC. FUMAR. PLANTA D'ENERGIA! (Contaminants?). ENERGIA DE BATERIA. Recàrrega quan el vehicle està pareuo. eix Mecanisme. Motor elèctric. Recàrrega quan el vehicle està en marxa. Element receptor. 23.

(25) III. vehicle híbrid •. Híbrid en sèrie: El motor de combustió interna (d'ara endavant motor tèrmic) no té connexió mecànica amb les rodes, només s'usa per generar electricitat. Dit motor funciona a un règim òptim i recarrega la bateria fins que s'omple, moment en el qual es desconnecta temporalment. La tracció és sempre elèctrica.. . Obtenció dels contaminants de combustible (?). Dipòsit De Combustible. aire GAS. Càrrega contínua CALOR MOTOR + GENERADOR ELÈCTRIC. ENERGIA DE BATERIA. eix. Motor elèctric. Mecanisme. FUMAR. Recàrrega quan el vehicle està en marxa. Element receptor. 24.

(26) Activitats 3.1 Esbrina quins models d'automòbils comercials a Espanya són híbrids. Analitza la seva propaganda (ex. En pàgines web) quins avantatges enfront dels convencionals aporten ?. Quins avantatges i inconvenients presenta davant d'un vehicle convencional? ¿I davant d'un elèctric?. 25.

(27) Motors: problemes i desenvolupaments previstos. V. 26.

(28) V.1 problemàtica Els motors més usats són els motors tèrmics, que fan servir fonts d'energia fòssils. Els COMBUSTIBLES FÒSSILS (PETROLI, gas natural, carbó ...), els quals tenen 3 PROBLEMES: 1-CONTAMINEN amb CO2 i empitjoren: -Efecte Hivernacle i canvi climàtic. 2-S'ESGOTEN. Quan s'acabin: CRISI ENERGÈTICA. 3-DEPENDÈNCIA ENERGÈTICA a altres països, alguns inestables i fins i tot competidors. Els recursos estan en països no occidentals. Per això, es busquen combustibles menys contaminants i motors que no els facin servir, com l'elèctric i el d'aire comprimit.. 28.

(29) V.2 evolució prevista. en motors. 1erPAS: a) aprofitar més cada gota de combustible fòssil i disminuir el seu ús. -Vehicles Dièsel: gasta menys combustible. -Vehicles Híbrids -Electricitat + Tèrmic. b) aplicar mètodes que disminueixin la contaminació. -Filtres, Catalitzadors. -Usar Biocombustibles. 2ºPASO: SUBSTITUIR EL COMBUSTIBLE FÒSSIL PER ALTRES NO CONTAMINANTS (Almenys directament) -Vehicles Alternatius totals: -a) Bateria elèctrica d'Hidrogen. -b) Bateries elèctriques de metalls. -c) Aire comprimit. 29.

(30) activitats 5.1 ¿Quins són els problemes dels combustibles que fan servir els motors tèrmics ' ¿Què faries tu per solucionar el problema? Creus que els governs volen que no es faci servir la gasolina? Quins creus que estan a favor de l'ús de la gasolina? En el primer pas de la diapositiva anterior, què eligirías a) ob)? En el segon pas de la diapositiva anterior, què eligirías a), b) oc)? • •. 30.

(31)