SPALOVACÍ MOTORY

- pro pohon automobilů se používají pístové spal. motory, které pro daný výkon mají nejmenší hmotnost, jsou hned schopny provozu, mají dobrou účinnost

nevýhodou je - velká hlučnost

- škodlivé emise výfukových plynů

- pro životní prostředí naprosto nevhodné

Princip pístového spal. motoru 19647nuq97pcm6b

- přeměňují chemickou energii paliva na mech. práci. Při spalování paliva ve válci motoru se uvolňuje teplo a tím se zvyšuje teplota, tlak a měrný objem

- ve válci pístového spal. motoru se spaluje vhodná směs paliva (benzín, nafta) a vzduchu v takovém poměru, aby po zapálení rychle a beze zbytku shořela. Vlivem uvolněné tepelné energie prudce stoupne tlak a objem plynů ve válci motoru. Vzniklý tlak plynů tlačí na píst, jehož posuvný pohyb se pomocí klikového mechanismu mění na otáčivý

Dělení pístových spalovacích motorů

a) podle způsobu zapalování uc647n9197pccm

- zážehové (benzínové)

- vznětové (naftové)

b) podle použitého paliva

- benzínové

- naftové

c) podle pracovního oběhu

- dvoudobé (dva zdvihy pístu)

- čtyřdobé (čtyři zdvihy pístu)

- Wankelův motor (motor s krouživým pohybem pístu)

d) podle způsobu plnění válců

- nepřeplňované (válce motoru se plní vlastním nasáváním)

- přeplňované (válce mot. jsou přeplňovány vyšším tlakem než tlakem atmosférickým)

e) podle způsobu chlazení

- vzduchem

- kapalinou

- smíšené

f) podle počtu válců

g) podle upořádání válců

h) podle uložení motoru (polélně, napříč)

Kostrukce spalovacích motorů

základní požadavky - malá hmotnost

- malý zastavěný prostor

- malá spotřeba paliva

- nenáročná obsluha

- tichý chod bez chvění a kmitání

- ohleduplnost na životní prostředí

- spolehlivost

- životnost

Základní hodnoty a veličiny pro výpočet motoru

1) vrtání válce - d (mm) - je vnitřní průměr prac. dutiny válce motoru

2) zdvih pístu - s (mm) - je dráha pístu mezi jeho horní a dolní úvratí. Horní a dolní úvrať jsou krajní

polohy pístu v nichž se mění smysl vratného pohybu

3) horní úvrať - HÚ - je poloha pístu, v níž je píst nejvíce vzdálený od klikového hřídele

4) dolní úvrať - DÚ - je poloha pístu, v níž je píst nejblíže ke klikovému hřídely

5) objem válce - Vs - je prostor ve válci motoru omezený horní a dolní úvratí pístu

- vypočítává se ze vzorce

Objem válců motoru Vm je dán součten objemů všech válců.

celkový prostor - je prostor mezi hlavou válce a dolní úvratí pístu

pracovní prostor - je prostor mezi horní a dolní úvratí pístu

kompresní prostor - je prostor nad pístem v horní úvrati

kompresní poměr - udává stupeň stlačení

- je to poměr mezi komprasním a celkovým prostorem

ČINNOST ČTYŘDOBÉHO MOTORU

- pracovní oběh čtyřdobého motoru proběhne ve čtyřech zvizích, což odpovídá dvěma otáčkám klikového hřídele

1. sání - píst se pohybuje z HÚ do DÚ, do válce se přivádí nová směs buď pomocí dmychadla nebo samočinně pohybem pístu

2. stlačování - píst se pohybuje z DÚ do HÚ. Za DÚ zavírá sací ventil a dochází ke stlačení směsi. Těsně před HÚ dochází k přeskoku jiskry a zapálení směsi. Probíhá hoření, které končí 10 až 15 za HÚ

3. expanze - spálením směsi prudce stoupne tlak, plyny vzniklé spálením směsi stlačují píst z HÚ do DÚ a vzkonává se práce. Těsně před DÚ se otvírá výfukový ventil

4. výfuk - pohyb pístu z DÚ do HÚ. Tím dochází k vytlačování splodin hoření do výfuku. Těsně před HÚ se otevírá sací ventil a krátce po HÚ se zavírá výfukový ventil

Pokles tlaku u vznětového motoru je mnohem strmější, čímž je nižší výkon než u stejného motoru zážehového. Je to dáno bohatostí směsi.

Zážehové motory - směs se tvoří před válcem buď v karburátoru nebo před sacím ventilem. Zapálení cizím zdrojem (jiskrou), ohřátí směsi na 450 stupňů. Kompresní poměr = 8 - 10.

Vznětové motory - směs se tvoří ve válci vlivem stlačení se ohřeje vzduch (600 - 800 stupňů), pak se vstřikuje různá dávka paliva podle zatížení motoru. na tvoření směsi je málo času Þ nerovnoměrné rozložení paliva. Kompresmí poměr = 15 - 24.

ČINNOST DVOUDOBÉHO ZÁŽEHOVÉHO MOTORU

1. pohyb pístu k HÚ po uzavření výfukových kanálů

válec: píst stlačuje nasátou směs (vzduch + benzín + mazací olej) na maximální hodnotu kompersního tlaku v HÚ. Krátce před HÚ zapálí směs svíčka a tlak se rychle zvětšuje.

kliková skříň: zvětšuje se podtlak a po otevření sacího kanálu se nasává směs přes karburátor

2. pohyb pístu z HÚ do DÚ

válec: hoření paliva pokračuje během začátku pohybu pístu. Jakmile píst otevře výfukový otvor, spaniny unikají přes tlumič výfuku a tlak rychle klesá

kliková skříň: po uzavření sacího otvoru pístem, tlak ve skříni jen pozvolna vzrůstá, aby při otevření přepouštěcích kanálů směs proudící do válce před sebou vytlačovala spaliny do výfuku. Ke konci výplachu má zůstat těchto spalin ve válci co nejméně. Přitom tlak ve válci v okamžiku otevření přepouštěcích kanálů má být stejný nebo lehce vyšší než tlak ve skříni, jinak nastává na krátký okamžik proudění spalin do přepouštěcího kanálu, které je spojeno se ztrátami.

3. pohyb pístu k HÚ do uzavření výfukového kanálu

válec: pokračuje vyplachování až do okamžiku přepouštěcích kanálů. Dále unikání spalin (popř. při dobrém výplachu směsi) do výfuku až do uzavření výfukového kanálu.

kliková skříň: tlak klesá až do uzavření vyplachovacích kanálů. Pak nastává pokles v důsledku zvětšujícího se objemu ve skříni pod tlak atmosférický.

symetrické časování: úhel sání před HÚ je stejně velký jako úhel sání za HÚ. Rovněž tak u velikosti úhlu přepouštění a výfuku před DÚ a za DÚ.

nesymetrické časování: dosahuje se ho rotačním šoupátkem spojeným s klikovým hřídelem. Šoupátko má otvor, který při otáčení otevírá kanál mezi karburátorem a prostorem pod pístem. Vhodným časováním lze tak zlepšit naplnění klikové skříně a tím zvýšit i výkon motoru. Otevření sacího kanálu je dříve před HÚ a dříve po HÚ zavírá (Trabant).

Přeměna chemické energie paliva na mechanickou práci ve skutečném motoru

má ztráty - nedokonalým spalováním (chem. ztráty)

- tepelné (ztráty tepla odvedeným z oběhu do výfuku a chlazením)

- jiné (všechny ostatní ztráty při chem. a tepelných jevech)

Efektivní (celková) účinnost motoru

- u benzínových motorů 25 - 35%

- u naftových motorů 38 - 50%

V praxi se udává efektivní výkon motoru s indexem Pe (kw), efektivní tlak pe (dm3), otáčky hřídele n (1/min).

čtyřdobý motor

dvoudobý motor

- dvoudobý motor má při stejném objemu válců a při stejných otáčkách a středním efektivním tlaku dvojnásobný výkon.

- u dvoudobého motoru se práce při expanzi koná každou otáčku, u čtyřdobého motoru pouze za 2 otáčky

Tvary spalovacích prostorů benzínových motorů

V horním pístu je stlačení směsi největší (kompresní prostor Vk)

kompresní poměr - udává stupeň stlačení směsi

- je to poměr mezi prostorem pracovním a kompresním

- Velikost kompresního poměru je omezena vznikem detonací při hoření, které nepříznivě narušují průběh hoření ve válci. Zvyšováním stupně komprese se rychle zvyšuje výkon a klesá spotřeba paliva.

- Tvar spalovacího prosoru má vliv na spalování směsi a tím i na chod motoru. Rozvíření směsi ve válci vyvolá větší proudění náplně válce a tím větší rychlost šíření plamene ve spalovacím prostoru.

- K intenzivnějšímu proudění zápal. směsí těsně před horní úvratí napomáhá vhodné tvarování spal. prostoru, popř. dna pístu (nejintenzivnější je úzká štěrbin vytvořená mezi hlavou válce a dnem pístu).