Dark Mode

Ves al contingut

Motor

De la Viquipedia, l'enciclopedia lliure
Aquest article tracta sobre la maquina. Vegeu-ne altres significats a <<Motor (desambiguacio)>>.
Motor de combustio de 6 cilindres en V d'un Mercedes

Un motor es una maquina capac de transformar l'energia emmagatzemada en combustibles, bateries o altres fonts en energia mecanica capac de transformar energia en treball. Als automobils aquest efecte es una forca que produeix el moviment del vehicle.[1][2][3]

Existeixen diversos tipus, sent comu classificar-los en:

Als aerogeneradors, les centrals hidroelectriques o els reactors nuclears tambe es transforma algun tipus d'energia en un altre. Tanmateix, la paraula motor es reserva per als casos en els quals el resultat immediat es energia mecanica.


Historia

[modifica]

Antiguitat

[modifica]

Les maquines simples com les maces o els rems son prehistorics. A l'antiguitat van existir alguns motors complexos que utilitzaven energia humana, animal, eolica o hidraulica. Per exemple, l'energia humana era usada en motors simples com cabrestants o torns amb arranjaments de cordes i politges. Aquests motors simples eren utilitzats a vaixells a l'Antiga Grecia o a maquina de setge a l'Antiga Roma.

Alguns autors d'aquestes epoques com Vitruvi, Fronti i Plini el Vell, parlaven d'aquestes maquines com quelcom comu o habitual, per la qual cosa la seva invencio es podria remuntar a epoques encara mes antigues.

Durant el segle i, vaques i cavalls van ser usats en molins i altres maquines similars a les que anteriorment eren accionades per humans.

Segons Estrabo, en el segle i un moli d'aigua va ser construit a Kaberia durant el regne de Mitridates. En els seguents segles es va estendre per tot l'Imperi Roma l'us de rodes hidrauliques. Algunes d'aquestes maquines incloien aqueductes, dics i comportes per mantenir i canalitzar l'aigua a traves de sistemes d'engranatges o rodes dentades fetes de fusta i metall amb l'objectiu de regular la velocitat de rotacio. Altres dispositius sofisticats, com el mecanisme d'Anticitera, usaven trens d'engranatges complexos i dials per funcionar com a calendaris o predir esdeveniments astronomics.

En un poema d'Ausoni escrit al segle 4 d.C., l'autor esmenta una serra per tallar pedres accionada per aigua.

Edat mitjana

[modifica]

Enginyers musulmans de l'Edat Mitjana van utilitzar engranatges en molins i van utilitzar dics com una font d'energia hidraulica per proveir energia addicional a molins i altres maquines.[4] Aquests avencos tecnologics van permetre mecanitzar moltes tasques que abans eren desenvolupades per humans.

L'any 1206, Al Jazari va utilitzar un sistema biela-manovella per a dues de les seves maquines.[5]

Una turbina de vapor rudimentaria va ser descrita per Taqi-d-Din el 1551 i per Giovanni Branca[6] en 1629.[7]

En el segle xiii, el motor de coet solid va ser inventat a la Xina. Algunes formes simples de motor de combustio interna van ser utilitzades en focs artificials i en armes propulsores creades per ser emprades en guerres.

Revolucio industrial

[modifica]
Animacio que mostra les quatre etapes d'un motor de combustio interna de quatre temps alimentat amb benzina amb bugies d'ignicio electriques:
1-Alimentacio (Ingres de combustible)
2-Compressio
3-Ignicio (Es crema el combustible)
4-Emissio (S'evacuen els gasos).

La maquina de vapor de Watt va ser el primer tipus de maquina de vapor que usava el vapor a una pressio just per sobre de la pressio atmosferica per conduir el pisto ajudat per un buit parcial. Millorant el disseny de la maquina de vapor de Newcomen (1712), la maquina de vapor de Watt (desenvolupada entre 1753 a 1775) va ser un gran pas en el progres de la maquina de vapor. Oferint un extraordinari increment en l'eficiencia de combustible, el disseny de James Watt es va convertir en sinonim de maquina de vapor, en gran part a causa del seu soci comercial Matthew Boulton. Aixo va permetre el desenvolupament rapid de fabriques semiautomatiques en una escala que abans hagues estat inimaginable en llocs on l'energia hidraulica no estava disponible. Desenvolupaments posteriors van donar lloc a les locomotores de vapor i a una gran expansio del transport ferroviari.

En aquesta epoca hi va haver nombroses grans aportacions a la historia dels motors de combustio interna, els quals van permetre la fabricacio dels motors que coneixem en l'actualitat. Pel que fa als motors de pisto de combustio interna, aquests van ser provats a Franca el 1807 per de Rivaz i, independentment, pels germans Niepce. Teoricament van ser avancats per Carnot el 1824. El 1853-57 Eugenio Barsanti i Felice Matteucci van inventar i patentar un motor que utilitzava el principi de pisto lliure que possiblement era el primer motor de 4 temps.[8] La invencio d'un motor de combustio interna que mes tard va tenir exit comercial va ser realitzada durant 1860 per Etienne Lenoir.[9]

El 1877, el cicle Otto va ser capac de donar una rati de potencia a pes molt mes alta que les maquines de vapor i va funcionar molt millor per a moltes aplicacions de transport com ara cotxes i avions. El desenvolupament d'aquests motors continua avancant amb el pas del temps, convertint-se cada cop en maquines mes complexes i eficients.

Motor electric

[modifica]
Articles principals: Motor electric i Vehicle electric

Un motor electric utilitza energia electrica per produir energia mecanica, normalment mitjancant la interaccio de camps magnetics i conductors de corrent. El proces invers, produir energia electrica a partir d'energia mecanica, es realitza mitjancant un generador o dinamo. Els motors de traccio utilitzats en els vehicles solen dur a terme ambdues tasques. Els motors electrics poden funcionar com a generadors i viceversa, encara que aixo no sempre es practic. Els motors electrics son omnipresents i es troben en aplicacions tan diverses com ventiladors industrials, bufadors i bombes, maquines eina, electrodomestics, eines electriques i discos durs. Poden funcionar amb corrent continu (per exemple, un dispositiu portatil o un vehicle de motor alimentat per bateria) o amb corrent alterna procedent d'una xarxa de distribucio electrica central. Els motors mes petits es poden trobar als rellotges de polsera electrics. Els motors de mida mitjana, amb dimensions i caracteristiques molt estandarditzades, proporcionen una potencia mecanica adequada per a usos industrials. Els motors electrics mes grans s'utilitzen per a la propulsio de grans vaixells i per a compressors d'oleoductes, amb potencies de milers de kilowatts. Els motors electrics es poden classificar per la font d'energia electrica, per la construccio interna i per l'aplicacio.

Diagrama d'un motor electric.

El principi fisic de la produccio de forca mecanica mitjancant la interaccio d'un corrent electric i un camp magnetic ja es coneixia el 1821. Al llarg del segle XIX es van construir motors electrics cada vegada mes eficients, pero la seva explotacio comercial a gran escala requeria generadors electrics i xarxes de distribucio electrica eficients.

Per reduir el consum d'energia electrica dels motors i la seva empremta de carboni associada, diverses autoritats reguladores de molts paisos han introduit i aplicat legislacio per fomentar la fabricacio i l'us de motors electrics de mes eficiencia. Un motor ben dissenyat pot convertir mes del 90% de la seva energia d'entrada en potencia util durant decades.[10] Quan l'eficiencia d'un motor augmenta encara que sigui uns pocs punts percentuals, l'estalvi en quilowatt hora (i, per tant, en cost) es molt mes gran. L'eficiencia energetica d'un motor d'induccio industrial tipic es pot millorar mitjancant:

  1. reduir les perdues electriques en els debanats de l'estator (per exemple, augmentant l'area de la seccio transversal del conductor, millorant la tecnica del debanat i utilitzant materials amb major conductivitats electriques, com el coure),
  2. reduir les perdues electriques a la bobina o colada del rotor (per exemple, utilitzant materials amb mes conductivitat electrica, com el coure),
  3. reduir les perdues magnetiques utilitzant acer magnetic de millor qualitat,
  4. millorar l'aerodinamica dels motors per reduir les perdues mecaniques,
  5. millorar els coixinets per reduir les perdues per friccio, i
  6. minimitzar les tolerancies de fabricacio. Per a mes informacio sobre aquest tema, vegeu Eficiencia premium).

Rendiment

[modifica]

Els seguents indicadors s'utilitzen en l'avaluacio del rendiment d'un motor.

Velocitat

[modifica]

La velocitat es refereix a la rotacio del cigonyal en els motors de pistons i la velocitat dels rotors del compressor/turbina i dels rotors del motor electric. Es mesura en revolucions per minut (rpm).

Empenta

[modifica]

Empenta es la forca exercida sobre un avio a consequencia de la seva helix o motor de reaccio accelerant l'aire que hi passa. Tambe es la forca exercida sobre un vaixell a consequencia de l'helix que accelera l'aigua que el travessa.

Parell

[modifica]

Parell es un moment de gir en un eix i es calcula multiplicant la forca que provoca el moment per la seva distancia a l'eix.

Potencia

[modifica]

Potencia es la mesura de la rapidesa amb que es fa el treball.

Eficiencia

[modifica]

L'eficiencia es una mesura de la quantitat de combustible que es malgasta en la produccio d'energia.

Nivells de so

[modifica]

El soroll del vehicle prove principalment del motor a velocitats baixes del vehicle i dels pneumatics i de l'aire que passa pel vehicle a velocitats mes altes.[11] Els motors electrics son mes silenciosos que els de combustio interna. Els motors que produeixen empenta, com ara turboventiladors, turborreactors i coets emeten la quantitat mes gran de soroll a causa de la manera com els seus corrents d'escapament d'alta velocitat que produeixen empenta interactuen amb l'aire estacionari circumdant. La tecnologia de reduccio de soroll inclou silenciadors dels sistemes d'admissio i d'escapament en motors de gasolina i diesel i revestiments d'atenuacio de soroll a les entrades del turboventilador.

Emissions / Gasos d'escapament

[modifica]

Tots els motors termics alimentats quimicament emeten gasos de fuita. Els motors mes nets nomes emeten aigua. Estrictament zero emissions significa, en general, zero emissions diferents de l'aigua i el vapor d'aigua. Nomes els motors termics que cremen hidrogen pur (combustible) i oxigen pur (oxidant) arriben a les emissions zero segons una definicio estricta (a la practica, un tipus de motor coet). Si l'hidrogen es crema en combinacio amb aire (tots els motors de respiracio d'aire), es produeix una reaccio lateral entre l'oxigen atmosferic i el nitrogen atmosferic que dona lloc a petites emissions de NOx, que es advers fins i tot en petites quantitats. Si es crema un hidrocarbur (com alcohol o gasolina) com a combustible, s'emeten grans quantitats de CO2, un potent gas d'efecte hivernacle. L'hidrogen i l'oxigen de l'aire poden reaccionar en aigua mitjancant una pila de combustible sense produccio col*lateral de NOx, pero es tracta d'un motor d'electroquimica i no d'un motor termic.

Vegeu tambe

[modifica]

Referencies

[modifica]
  1. | <<motore nell'Enciclopedia Treccani>> (en italia). Arxivat de l'original el 2022-10-30. [Consulta: 18 novembre 2022].
  2. | <<Diesel engine | Definition, Development, Types, & Facts | Britannica>> (en angles). Arxivat de l'original el 2022-12-12. [Consulta: 19 novembre 2022].
  3. | <<Steam engine | Definition, History, Impact, & Facts | Britannica>> (en angles). Arxivat de l'original el 2022-11-02. [Consulta: 19 novembre 2022].
  4. | Hassan, Ahmad Y.. <>. A: Transfer of Islamic Technology to the West, Part II.
  5. | Hassan, Ahmad Y. (1976). Taqi al-Din and Arabic Mechanical Engineering, pp. 34-35. Institute for the History of Arabic Science, University of Aleppo.
  6. | <<University of Rochester, NY, The growth of the steam engine online history resource, chapter one>>. History.rochester.edu. Arxivat de l'original el 2012-02-04. [Consulta: 3 febrer 2010].
  7. | Nag, P.K.. Power plant engineering. Tata McGraw-Hill, 2002, p. 432. ISBN 0-07-043599-5.
  8. | <<La documentazione essenziale per l'attribuzione della scoperta>>. Arxivat de l'original el 25 febrer 2017. [Consulta: 24 febrer 2014]. <>
  9. | Victor Albert Walter Hillier, Peter Coombes - Hillier's Fundamentals of Motor Vehicle Technology, Book 1 Arxivat 2024-05-16 a Wayback Machine. Nelson Thornes, 2004 ISBN 0-7487-8082-3 [Retrieved 2016-06-16]
  10. | "Motores". American Council for an Energy-Efficient Economy. http://www.aceee.org/topics/motors Arxivat 2012-10-23 a Wayback Machine.
  11. | Hogan, C. Michael <>. Journal of Water, Air, and Soil Pollution, 2, 3, 9-1973, pag. 387-92. Bibcode: 1973WASP....2..387H. DOI: 10.1007/BF00159677. ISSN: 0049-6979.

Fonts

[modifica]

Enllacos externs

[modifica]
A Wikimedia Commons hi ha contingut multimedia relatiu a: Motor

Viccionari