PRINCÍP A FUNKCIA SPAĽOVACIEHO MOTORA, ZÁKLADNÉ POJMY...

18.02.2011 10:46

 PRINCÍP ČINNOSTI

Klasický piestový spaľovací motor mení chemickú energiu (palivo) na mechanickú energiu (pohyb piestu) a z časti na tepelnú energiu (straty). Po zapálení zmesi v spaľovacom priestore, ktorý musí byť dokonale utesnený, vzniká veľký tlak. Tento pôsobí na piest motora, a posúva ho. Posuvný pohyb piestu sa prenáša cez ojnicu na kľukový hriadeľ a tým sa mení na rotačný. 
Až ten je možné ďalej využiť na pohon motocykla. Piest sa vo valci pohybuje hore a dole, pričom horná medzná poloha jeho pohybu sa nazýva horná úvrať (HÚ) a dolná medzná poloha dolná úvrať (DÚ). Vzdialenosť medzi nimi je zdvih piestu a priestor, ktorý piest vyplňuje pri pohybe sa nazýva zdvihový objem. Zdvihový objem závisí aj od priemeru valca (piestu). Tento priemer sa nazýva vŕtanie. Priestor, ktorý ostane vo valci, keď je piest v hornej úvrati sa nazýva kompresný priestor. Kompresný pomerpotom znamená pomer objemu valca, keď je piest v dolnej úvrati a v hornej úvrati. Čím je kompresný pomer väčší dochádza k lepšiemu stlačeniu zmesi pred zapálením a jej lepšiemu premiešaniu čo má za následok kvalitnejšie spaľovanie.

Piestový spaľovací motor.
Piestový spaľovací motor.

ČO SA TAM ODOHRÁVA
Pri každom zápale dosahuje teplota v spaľovacom priestore vo valci hodnotu až 2 500 oC a pri každom ďalšom takte motora sa uvoľňuje ďalšie teplo. Už pri voľnobežných otáčkach (1000 ot./min) piest prekoná približne 16 krát svoj pracovný zdvih (DÚ – HÚ - DÚ). Všetky súčiastky v spaľovacom priestore teda musia byť veľmi odolné. Ak by motor nebol chladený, jeho teplota by stále rástla, až by došlo k jeho zničeniu. Ideálna prevádzková teplota motora sa pohybuje od 85 – 120 oC podľa typu motora. Táto tepelná energia je nevyužiteľná a nazýva sa stratovou energiou. K nej sa ešte pridávajú mechanické straty (trenie, pohon pomocných agregátov) a chemické straty (nedokonalé spaľovanie).
Účinnosť motora udáva pomer využiteľného a dodávaného výkonu Spaľovacie motory majú žiaľ účinnosť iba 25%. Výkon motora sa potom udáva v jednotkách k (kôň = konská sila, HP = Horse Power), alebo kW(kilowatt.)

KONSKÁ SILA vs. KILOWATT
1 k = 735.8 W = 0.7358 kW
1 kW = 1.359 k

Toto je základný teoretický princíp motora. Skutočná realizácia spaľovacieho piestového motora je omnoho zložitejšia a zahŕňa ďalšie podsystémy, ako palivový, chladiaci, mazací... Podľa rôznych požiadaviek boli vyvinuté rôzne typy motorov, ktoré sa navzájom líšia počtom pracovných taktov, počtom valcov, ich vzájomným usporiadaním, atď.

ZÁKLADNÉ ČASTI PIESTOVÉHO 2-TAKTNÉHO ZÁŽIHOVÉHO MOTORA

 
 
23.01.2001 10:51

Dvojtaktný motor je známy už od polovice 19-teho storočia. V minulosti sa tieto motory často využívali na pohon motocyklov, hlavne kvôli ich konštrukčnej jednoduchosti a nízkej cene. Toto sa zmenilo až v šesťdesiatych rokoch, keď boli dvojtakty vytlačené do oblasti športových strojov. Poďme sa teda pozrieť ako vlastne funguje.

Ako vyplýva z názvu, dvojtaktný motor pracuje na dva takty (doby): nasávanie + kompresia, expanzia +výfuk (výplach). V dvojtaktnom motore prebiehajú pracovné procesy nielen nad, ale aj pod piestom v kľukovej skrini. Toto je veľmi dôležitý fakt. V kľukovej skrini sa nachádza kľukový hriadeľ, ojnica a piest. Z hornej strany je spaľovací priestor uzavretý hlavou valcov. Tá je však veľmi jednoduchá pretože okremzapaľovacej sviečky neobsahuje žiadne ventily, resp ventilový rozvod ako je to u štvortaktného motora. Riadenie prívodu čerstvej zmesi, resp. odvod spalín zabezpečuje u dvojtaktného motora pohyb samotného piestu.

 


 
 

 

 

PRINCÍP ČINNOSTI

1. Nasávanie + Kompresia:
Piest sa pohybuje smerom hore a priestor pod ním sa zväčšuje. Tým vzniká podtlak (kľuková skriňa musí byť u dvojtaktného motora plynotesná) Dolná hrana piestu pri pohybe nahor uvoľní sací kanál, čim sa so kľukovej skrine nasaje čerstvá palivová zmes z karburátora.
Súčastne sa nad stúpajúcim piestom stláča palivová zmes.
2. Expanzia + Výfuk (výplach):
Tesne pred tým ako piest dosiahne hornú úvrať, zapaľovacia sviečka zapáli stlačenú zmes. Rozpínajúce plyny konajú prácu a tlačia piest dole. Tým sa v kľukovej skrini stláča čerstvá zmes nasatá pri prvom takte. Krátko pred dolnou úvraťou uvoľní horná hrana piestu výfukový kanál, ktorým môžu prúdiť spaliny do výfuku. Tesne potom horná hrana piestu uvoľní aj prepúšťací kanál (spája priestor pod a nad piestom). Tým môže stlačená čerstvá zmes z kľukovej skrine prúdiť do spaľovacieho priestoru. Určitý čas je pritom otvorený výfukový aj prepúšťací kanál súčastne (pokiaľ sa piest neprehupne cez dolnú úvrať a neuzavrie svojou hornou hranou výfukový kanál), čo má za následok to, že so spalinami uniká do výfuku aj časť čerstvej zmesi. Celý cyklus sa takto opakuje.
Príčinou neekologickosti a neekonomickosti dvojtaktných motorov je práve únik nespálenej zmesi do výfuku. Ďalším problémom je mazanie pohybujúcich sa častí motora. Keďže v kľukovej skrini prebiehajú pracovné procesy nemôže byť využitá ako zásobárňa oleja ako je tomu pri štvortaktných motoroch. Preto sa musí olej pridávať priamo do paliva, čo spôsobuje namodro zafarbený dym a charakteristický zápach dvojtaktných motorov.

 

VÝHODY DVOJTAKTNÉHO MOTORA:
  • Na jeden pracovný takt pripadá jedna otáčka kľukového hriadeľa (Na rozdiel od štvortaktného motora, kde 1. prac. takt = 2. ot. kľukového hriadeľa).
  • Relatívne vyšší výkon. (oproti štvortaktu s rovnakým zdvihovým objemom)
  • Nižšia hmotnosť.
  • Konštrukčná jednoduchosť a tým pádom aj jednoduchšia údržba a opravy.
NEVÝHODY DVOJTAKTNÉHO MOTORA:
 
  • Vyššia spotreba paliva (oproti štvortaktným motorom).
  • Neekologická prevádzka.
  • Nekľudný chod (hlavne pri voľnobežných otáčkach).
  • Nedostatočný výkon pri nižších otáčkach.
  • Relatívne vysoká spotreba oleja (závisí od pomeru miešania oleja s benzínom a spotreby benzínu motora).
  •  

 

 

 

AddThisAddThisAddThis

 

 

 

 Bottom of Downstroke

 

 

 

Top of Upstroke - Compression

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Top of Downstroke - Ignition/Power

 
 
 
 
 

 

ZÁKLADNÉ ČASTI PIESTOVÉHO 4-TAKTNÉHO ZÁŽIHOVÉHO MOTORA

 
 
23.01.2001 10:50
Štvortaktný motor je najpoužívanejším motorom v dopravných prostriedkoch. Má mnoho výhod oproti dvojtaktným motorom a dnes už jednoznačne kraľuje u medzi sériovými veľkými motocyklami, kým dvojtakty sa používajú len v maloobjemových skútroch a v športových strojoch. Poďme sa teda pozrieť ako vlastne funguje.

Ako vyplýva z názvu, štvortaktný motor pracuje na štyri takty (doby): nasávanie, kompresia, expanzia, výfuk. Začnime teda po poriadku a popíšme si jeho základné časti. Ako každý piestový motor, má piest, ojnicu a kľukový hriadeľ. Zospodu je motor uzavretý olejovou vaňou, ktorá zároveň slúži aj ako zásobárňa oleja pre celý motor. Z hornej strany je spaľovací priestor uzavretý hlavou valcov, v ktorej sa nachádza nasávacie a výfukové potrubie. Každé z nich je uzavreté ventilom, ktorý slúži na riadenie prívodu čerstvej zmesi, resp. odvod spalín. Súčasťou štvortaktného motora je ajventilový rozvod, ktorý ma na starosti otváranie, resp zatváranie všetkých ventilov a zapaľovacia sviečka s celým zapaľovacím systémom..

PRINCÍP ČINNOSTI

1. Nasávanie:
Nasávací ventil je otvorený, ale výfukový je zatvorený. Piest sa pohybuje z hornej úvrate (HÚ) do dolnej úvrate (DÚ). V priestore nad piestom vzniká podtlak. Ten spôsobuje, že do válca sa cez sacie potrubie a karburátor nasáva čerstvá palivová zmes. Nasávací takt končí keď piest dosiahne DÚ. 
2. Kompresia:
Oba ventily sú zavreté. Piest sa pohybuje z DÚ do HÚ. Tým stláča nasatú palivovú zmes na zlomok jej pôvodného objemu (toto udáva kompresný pomer motora). Keď piest dosiahne HÚ, zmes paliva a vzduchu je natoľko stlačená, že dosahuje teplotu až 400 oC a kompresný takt týmto končí. 
3. Expanzia:
Oba ventily sú zavreté, ale zapaľovacia sviečka vytvorí zapaľovaciu iskru. Tá spôsobí zapálenie pripravenej stlačenej palivovej zmesi a nastáva expanzia (výbuch). Toto je práve takt, ktorý dodáva dlho požadovaný výkon. Spaliny v motore dosahujú teplotu až 2500 oC a rozpínajú sa čim pôsobia na piest a tlačia ho z HÚ do DÚ. 
4. Výfuk:
Nasávací ventil je zatvorený, ale výfukový je otvorený. Piest sa pohybuje z DÚ do HÚ. Cez otvorený výfukový ventil unikajú spaliny. Piest nemá proti pohybu skoro žiadny odpor, pretože spaliny sú ešte pod tlakom. Po dosiahnutí HÚ sa cyklus znovu opakuje a nastáva ďalšie nasávanie čerstvej zmesi.

 

 

 

VÝHODY ŠTVORTAKTNÉHO MOTORA:

  • Nižšia spotreba paliva (oproti dvojtaktným motorom).
  • Ekologickejšia prevádzka.
  • Kľudnejší kultivovanejší chod.
  • Dostatočný výkon aj pri nižších otáčkach.
  • Dokonalejší systém mazania (oproti dvojtaktným motorom).
  • Relatívne nízka spotreba oleja (ak je motor v dobrom technickom stave).
  • Lepšie chladenie motora pretože olej prečerpávaný motorom zároveň aj chladí namáhané súčiastky.

NEVÝHODY ŠTVORTAKTNÉHO MOTORA:

  • Na jeden pracovný takt pripadajú dve otáčky kľukového hriadeľa (Na rozdiel od dvojtaktného motora, kde 1. prac. takt = 1. ot. kľukového hriadeľa).
  • Vyššia hmotnosť.
  • Konštrukčná komplikovanosť a tým pádom aj zložitejšia údržba a opravy.

0Share
 
Späť

Zpět
Vytvořte si webové stránky zdarma! Webnode