Spaľovacie motory (SM) Vypracoval: Igor Mikulec trieda: 3.A

Charakteristika SM SM je stroj, ktorý spálením paliva premieňa jeho chemickú energiu na mechanickú prácu pri ktorej sa uvoľňuje teplo. pracovnej látky z motora.

Rozdelenie SM Podľa toho, kde k spaľovaniu dochádza na Motory s vnútorným spaľovaním Motory s vonkajším spaľovaním Motory s prerušovaným pracovným cyklom na Dvojtaktný Štvortaktný Podľa základného pracovného princípu na Piestové SM Lopatkové motory Reaktívne motory

Motory s vnútorným spaľovaním Motor s vnútorným spaľovaním je tepelný stroj, ktorý využíva chemickú energiu získanú spálením paliva na vykonávanie práce. Spaľovanie prebieha priamo v pracovnom priestore spaľovacieho motora. Medzi motory s vnútorným spaľovaním patria napríklad: benzínový motor (zážihový motor) naftový motor (vznetový motor) spaľovacia turbína (letecké motory) Wankelov motor Pre svoje vhodné vlastnosti sa motory s vnútorným spaľovaním presadili hlavne ako pohonné jednotky dopravných prostriedkov. Vzhľadom na vysoké tlaky a teploty počas spaľovania, ktoré sú nevyhnutné na dosiahnutie dobrej účinnosti, sú zároveň výrazným zdrojom znečisťovania životného prostredia.

Benzínový motor

Motory s vonkajším spaľovaním Motor s vonkajším spaľovaním je tepelný stroj, ktorý využíva chemickú energiu získanú spálením paliva na ohrev pracovnej látky, ktorá následne v motore vykonáva prácu. Spaľovanie prebieha vždy mimo motora, pričom pracovnou látkou môže byť plyn, alebo samotné spaliny. Pri rovnakom výkone sú tieto motory často menej kompaktné a ťažšie, ako motory s vnútorným spaľovaním. Medzi motory s vonkajším spaľovaním patria napríklad: parný stroj parná turbína plynová turbína Stirlingov motor

Parný stroj

Dvojtaktný motor Je motor pracujúci na dve doby. Zníženie počtu dôb na polovicu sa dosahuje tým, že na výmene náplne sa podieľa aj priestor pod piestom Pracovný cyklus dvojtaktného motora: 1. nasávanie / kompresia - pri pohybe piesta nahor od okamihu uzavretia kanálov v priestore nad piestom sa tento priestor zmenšuje a dochádza k stláčaniu pracovnej zmesi. Naopak priestor pod piestom sa zväčšuje, čo vyvoláva nasávanie pracovnej náplne pre nasledujúci cyklus do priestoru kľukovej skrine. Tesne pred koncom dôjde k zapáleniu zmesi nad piestom 2. spaľovanie / výfuk / vyplachovanie - stlačená zmes horením expanduje a tlačí piest nadol. V priebehu pohybu piestu nadol sa otvorí výfukový kanál a spaliny začnú opúšťať priestor nad piestom čo vyvolá pokles tlaku. S malým oneskorením sa otvorí prepúšťací kanál, ktorým prúdi zmes z priestoru kľukovej skrine do priestoru nad piestom a zároveň pomáha vytlačiť spaliny . Nevýhody: neekologickosť, čmudenie, vysoká spotreba oleja Výhody: jednoduchosť, je ľahký, lacný, spoľahlivý

Dvojtaktný motor

Štvortaktný motor Štvortaktný spaľovací motor je motor pracujúci na štyri doby. Podľa spôsobu zapálenia zmesi sa pracovné cykly mierne odlišujú pre zážihový a vznetový motor. Pracovný cyklus zážihového štvortaktného motora 1. nasávanie - pri pohybe piesta nadol sa plní valec cez nasávací kanál popri otvorenom ventile (alebo viac ventilov) zmesou vzduchu a paliva 2. kompresia (stláčanie) - valec pri pohybe nahor stláča pracovnú náplň. Tesne pred koncom zdvihu preskočí iskra a zapáli pracovnú náplň 3.spaľovanie a expanzia - stlačená zmes paliva a vzduchu horením expanduje a tlačí piest nadol 4. výfuk - spaliny sú vytláčané piestom z valca do výfukového potrubia cez výfukový kanál (ventily) Benzínový motor pracuje pod tlakom 1200 barov. Jeho účinnosť je 41%. Naftový motor pracuje pod tlakom 1800 barov a jeho účinnosť je 40,5%

Štvortaktný motor

Piestové Spaľovacie motory Je špecifická podskupina spaľovacích motorov, v ktorého konštrukcii sa vyskytuje piest ako hlavný prvok mechanizmu transformujúceho energiu z paliva na mechanickú prácu. Medzi základné konštrukčné riešenia týchto motorov patria: 1, štvortaktný zážihový motor 2, dvojtaktný zážihový motor 3, Wankelov motor: V dnešnej dobe Japonci používajú nové keramické tesnenia, ktoré predchádzajúce problémy s kovovými tesneniami odstránili, čím sa zvýšila životnosť týchto motorov. Iba Japonci používajú tento motor v sériovo vyrábaných vozidlách. Japonská automobilka Mazda ho používa vo svojom športovom modeli Mazda RX-8. Jeho dvojrotorový Wankelov motor Renesis dosahuje výkon 170kW (231koní) pri objeme 2x 650cm3 takže celkový objem motora je 1301cm3. Zaujímavé je ,že tento motor má nula valcov. Medzi tieto motory patrí aj hviezdicový motor. Tento typ motora bol používaný v lietadlách a stíhačkách najmä počas 2.svetovej vojny

Wankelov motor

Hviezdicový motor

Lopatkové motor (turbíny) Príkladom lopatkového motoru je spaľovacia turbína. Je to motor s priamym pôsobením rozpínajúcich sa plynov na lopatky obežného kolesa, ktoré roztáča. Kombinácia obidvoch spôsobov sa dnes označuje ako „TURBO“. Za piestovým motorom býva zaradená turbína, roztáčaná jeho výfukovými plynmi. Turbína poháňa plniace dúchadlo, ktoré dodáva motoru vzduch so zvýšeným tlakom, čo zvyšuje jeho účinnosť.

Reaktívne motory(prúdové, raketové) Reaktívny motor je motor, ktorý využíva reaktívny účinok látky vystupujúcej z motora na jeho pohyb v opačnom smere (Zákon akcie a reakcie). Prúdové motory sú typom spaľovacieho motora. Najznámejšie sú však letecké prúdové motory. V tomto motore sa spaľuje zmes vzduchu a tekutého paliva – kerozínu. Prúd rýchlych výfukových plynov ženie motor dopredu. Hoci tento motor spotrebuje veľa paliva a je veľmi hlučný, má mimoriadne veľký výkon a je pomerne ľahký, vďaka čomu je vhodný pre nadzvukové lietadlá, ako je napr. Concorde. Raketový motor je druh reaktívneho motora, ktorého činnosť nezávisí od prostredia. Palivo aj oxidačnú látku čerpá zo zásobníka, preto funguje aj vo vákuu (kozmický priestor). Spaľovaním paliva vznikajú spaliny, ktoré pri vysokej rýchlosti opúšťajú výtokovú dýzu motora. Účinok vytekajúcich spalín sa nazýva ťah raketového motora a je úmerný súčinu hmotnosti spalín a ich výtokovej rýchlosti.

Reaktívne motory(prúdové)

Reaktívne motory(raketové)

Výhody a nevýhody SM Hlavné výhody: v piestovom vyhotovení dosahujú vysoké účinnosti premeny energie možno ich rýchlo uviesť do prevádzky dajú sa konštruovať pre rôzne palivá, účely a veľkosti najmä s kvapalnými palivami umožňujú dosahovať nízke spotreby paliva Hlavné nevýhody: nevhodné pôsobenie na životné prostredie vyžadujú pre štart cudzí zdroj energie (okrem raketových) nedosahujú vysokú životnosť

Hlavné nevýhody

Emisie Spaľovací motor s ohľadom na jeho masové rozšírenie patrí k významným zdrojom znečisťovania životného prostredia. Produktom dokonalého spaľovania uhľovodíkového paliva sú CO2 - oxid uhličitý H2O – voda Techniky na zníženie emisií : Zvýšenie účinnosti motora. Táto technika prináša zníženie spotreby paliva, čomu úmerne sa zníži aj objem emisií vytvorených motorom pri inak rovnakých podmienkach. Použitie prídavných zariadení. Úlohou týchto zariadení je zvýšiť čistotu výfukových plynov, pred vypustením do ovzdušia. Technickou realizáciou sú katalyzátory Zmena pracovného cyklu. Pre motory s kvantitatívnou reguláciou je možné využiť techniku vypínania valcov Zavedenie pomocných elektromotorov. Zavedením elektromotorov(ako pomocné motory spaľovacím motorom), by došlo k podstatnému zníženiu spotreby a CO2. Od roku 2012 chce EÚ zaviesť pre CO2 max. limit 130g/km. Súčasný priemer je 161g/km. Každý z nás si dokáže vypočítať koľko jeho auto vyprodukuje emisii na km. Priemerná spotreba automobilu sa vynásobí koeficientom 24(benzínový motor) alebo 27(naftový motor).

Banská Bystrica Vypracoval: Igor Mikulec Máj 2009 Koniec Banská Bystrica Vypracoval: Igor Mikulec Máj 2009