Výuka předmětu automobily Zpracováno na SOU v Kaplici

3. MOTORY 3. 1. Rozdělení motorů 3. 2. Technologické údaje o motoru 3. 3. Základní výpočet o motoru Vz – zdvihový objem P – výkon motoru 3. 4. Zážehový motor – činnost 4dobý 2dobý 3. 5. Indikátorové diagramy 3. 6. Teploty a tlaky 3. 7. Vznětový motor – činnost 3. 8. Indikátorový diagram 3. 9. Teploty a tlaky 3.10. Charakteristiky motoru 3.11. Provozní vlastnosti motorů zážehový vznětový

3. MOTORY 3. 1. Rozdělení motorů: - Dvoudobé motory - Vznětové motory Podle způsobu rozdělení směsi: - Zážehové motory - Vznětové motory Podle způsobu práce: - Čtyřdobé motory - Dvoudobé motory zap. svíčka ventil píst ojnice kliková hřídel   olejová jimka (vana)

3. MOTORY • 3. 2. Technologické údaje o motoru: Čtyřdobý zážehový motor se skládá ze čtyř hlavních konstrukčních skupin a dalších pomocných zařízení: - skříň motoru hlava válců, kliková skříň, olejová jímka (vana), víka, - klikový píst, ojnice, kliková hřídel mechanismus - rozvodový ventily, ventilové pružiny, ventilová vahadla, vačková mechanismus hřídel, kola rozvodu, rozvodový řetěz nebo ozubený řemen - zařízení pro vstřikovací zařízení, tvorbu směsi nebo karburátor, sací potrubí - pomocná zapalování, mazání motoru, chlazení motoru, výfukový systém zařízení Čtyři jednotlivé doby pracovního cyklu jsou: sání, komprese, expanze, výfuk. Jeden úplný pracovní cyklus proběhne za dvě otáčky klikového hřídele.

3. MOTORY 3.3. Základní výpočet o motoru: Zdvihový objem:

3. MOTORY 3.3. Základní výpočet o motoru: Výpočet výkonu: Výpočet kompresního poměru:

3. MOTORY 3. 4. Zážehový motor – činnost čtyřdobý: Ve čtyřdobém zážehovém motoru probíhají procesy, které se pravidelně opakují po každých dvou otáčkách klikového hřídele, a čtyřech zdvihů pístu Sání: Při pohybu pístu z HU do DU při otevřeném sacím ventilu se prostor nad ním zvětšuje, tlak ve válci klesá a vzniká podtlak (0,08 MPa). Směs vzduchu a paliva se nasává přes sací ventil do prostoru ve válci. |Po průchodu pístu DU se sací ventil uzavře a tím je sání skončeno. Komprese: Píst jde z DU nahoru sací ventil i výfukový jsou zavřeny a prostor nad pístem se zmenšuje. Vzniká teplota a tlak (teplota směsi 320- 380 ºC, tlak 1,07 MPa) Expanze: Před HU pístu přeskočí jiskra od zapalovací svíčky, umístěné v hlavě válce. Stlačená směs v kompresním prostoru se prudce ohřeje, teplota ve válci dosahuje až 2 000 °C a přetlaky plynů 3 MPa a více. Rozpínající se plyny tlačí ventil z HU do DU. Přetlak plynů se přenáší z klikového mechanismu na klikový hřídel. Této době se nazývá pracovní doba, která se přenáší na kola automobilu. Čas o nějž nastává zapálení směsi dříve, než píst dojde do horní úvratě se nazývá předstih zapalování. Výfuk: začíná v DU a končí v HU. Při otevřeném výfukovém ventilu odcházejí zplodiny hoření, ven výfukovým potrubím.

3. MOTORY 3. 4. Princip činnosti:

3. MOTORY 3.4. Zážehový motor – činnost Dvoudobý: Při pracovním oběhu dvoudobého zážehového motoru probíhá: - v první době sání a komprese, - v druhé době expanze a výfuk. - jeden pracovní cyklus proběhne za jednu otáčku klikového hřídele • Pro dvoudobý zážehový motor s plněním ze skříně motoru je charakteristické, že v činnosti je prostor nad pístem i pod pístem a kliková skříň je hermeticky uzavřena. • Při první době se pohybuje píst z DU do HU. V utěsněné klikové skříni se při pohybu pístu vzhůru zvětšuje objem a vzniká podtlak 0,08 MPa. Dalším pohybem pístu se otevře sací kanál a zápalná směs (vzduch + benzín + mazací olej) proudí do klikové skříně. Při pohybu pístu nahoru jsou výfukový kanál a přepouštěcí kanál zavřeny. V prostoru nad pístem se stlačuje směs, která sem byla přivedena v předchozím cyklu. Nad pístem probíhá stlačování směsi a pod pístem, po otevření sacího kanálu se směs nasává do klikové skříně. Krátce před HU pístu přeskočí elektrická jiskra od zapalovací svíčky umístěné v hlavě válce. Směs stlačená v kompresním prostoru se zapálí a rychle shoří. Plyny se rozepínají a konají práci (expanzní tlak asi 2 MPa). • Při druhé době je píst tlačen z HU do DU. Spodní pravá strana pístu uzavře sací kanál a směs uzavřená v klikové skříni se začne stlačovat. Při dalším pohybu do DU otevře píst pravou hranou výfukový kanál a zplodiny hoření svým přetlakem 0,12 – 0,15 MPa prudce unikají z válce. Hned po poklesu tlaku plynů ve válci levá horní hrana pístu otevírá i přepouštěcí kanál a připravená směs stlačená v klikové skříni proudí do pracovního prostoru válce a před sebou vytlačuje zplodiny hoření. Pracovní oběh se potom dále opakuje.

3. MOTORY • 3. 4. Princip činnosti:

3. MOTORY 3. 5. Indikátorový a rozvodový diagram čtyřdobého zážehového motoru Indikátorový diagram Rozvodový diagram čtyřdobého zážehového motoru čtyřdobého zážehového motoru

3. MOTORY 3. 5. Diagram časování rozvodu dvoudobého motoru

3. MOTORY 3. 6. Teploty a tlaky čtyřdobého zážehového motoru Provozní teplota 80 – 90 °C provozní tlak 0,08 – 0,09 MPa Zavírá sací ventil: teplota 330 °C (hranice samozápalnosti) tlak 0,07 – 0,1 MPa Před horní úvratí dojde k zapálení el. jiskrou a tlak stoupá 3 – 5 MPa teplota 3 000 °C - vrchol tlaku je až za horní úvratí • Tlak klesá otvírá se výfukový ventil. Před dolní úvratí: tlak 0,3 – 0,5 MPa teplota 700 – 800 °C

3. MOTORY 3. 6. Teploty a tlaky dvoudobého motoru Píst je v dolní úvrati 0,1 MPa a pod pístem je 0,13 MPa Píst jde směrem dolů a při otevření přepouštěcího kanálu je 0,1 MPa. V klikové skříni dosahuje tlak až 0,77 MPa. Teploty jsou přibližně jsou stejné jako u čtyřdobého zážehového motoru.

3. MOTORY 3. 7. Vznětový motor – činnost Motor nasává pouze vzduch a stlačuje jej. Do stlačeného zahřátého vzduchu je pod vysokým tlakem vstříknuto určité množství paliva (kvalitní regulace), které se velmi jemně rozpráší do vzduchu (vnitřní tvoření směsi) a palivo se samo vznítí (samovznícení). 1. Doba sání: Sacím ventilem prochází čistý čerstvý vzduch do spalovacího prostoru. Sací ventil otevírá asi 25° úhlu kliky před HU až 8° úhlu kliky za HU. Výfukový ventil je přitom otevřen až do asi 30°úhlu kliky za HU. 2. Doba komprese: Stlačení vzduchu je dáno kompresním poměrem motoru motoru který je ε =14 : 1 – 24 : 1, podle typu spalovacího prostoru. Stlačený vzduch se vlivem kompresního tepla zahřívá na teplotu 700 – 900 °C. Před HU je palivo vstříknuto přímo do spalovacího prostoru ve válci. Směs paliva se vzduchem se vznítí. 3. Doba expanze: Píst je stlačován velkým tlakem směrem k DU (pracovní doba) 4. Otevřeným výfukovým ventilem proudí výfukové plyny pod tlakem do výfukové soustavy motoru. Teplota výfukových plynů je při plném zatížení 550 – 750 °C

3. MOTORY 3. 7. Princip činnosti:

3. MOTORY 3. 8. Indikátorový a rozvodový diagram čtyřdobého vznětového motoru Indikátorový diagram Diagram časování ventilového rozvodu Čtyřdobého vznětového motoru čtyřdobého vznětového motoru

3. MOTORY 3. 9. Teploty a tlaky čtyřdobého vznět. motoru Sání: tlak - 0,27 MPa teplota - 80 °C Po uzavření sacího ventilu se ztlačí ventil a jeho tlak - 4,6 MPa teplota – 600 °C tlak 5,8 MPa teplota 1 800 – 2 000 °C Na konci expanze se otevírá výfukový ventil a tlak klesne 0,4 – 0,5 • Tlak klesne až na 0,12 – 0,13 MPa teplota 600 – 800 °C

3. MOTORY 3. 10. Charakteristiky motoru Užitné vlastnosti spalovacího motoru jeho točivý moment, výkon a spotřeba paliva. Příčiny odchylek od ideálního stavu: v oblasti nízkých otáček: - ztráty při chodu naprázdno překonáváním tření motoru, který běží nezatížený - tepelné ztráty - nedostatek vzduchu a špatné podmínky pro směšování paliva a vzduchu vzhledem k nízké rychlosti proudění • v oblasti vysokých otáček: - ztráty při plnění způsobené stoupajícími hydraulickými odpory proudění - ztráty při plnění způsobené vysokými vnitřními teplotami válců - ztráty způsobené třením

3. MOTORY 3. 10. Charakteristiky motoru

3. MOTORY 3. 11. Provozní vlastnosti motorů zážehový x vznětový Zážehové motory násávají směs do spalovacího prostoru, kde se směs zažehne el. jiskrou. (Směs = benzín a vzduch) Kdežto vznětový motor nasává pouze vzduch a stlačuje jej pod vysokým tlakem je vstříknuto u přímého vstřikování do spalovacího prostoru a u nepřímého vstřikování do komůrky v hlavě válců. Zážehové motory u kterých je zvyšování stupně komprese omezeno antidetonační odolností paliva, přemění na mechanickou práci asi 19 – 28 % energie paliva a spotřebují při plném zařízení asi 300 – 540 g paliva na 1 kWh. Vznětové motory pracují s podstatně vyššími tlaky, využívají z uvolněné energie asi 25 – 38 % a spotřebují při plném zatížení asi 220 – 250 g motorové nafty na 1 kWh. U zážehových motorů je horší dávkování směsi proto je spotřeba u benzínových automobilů větší než u vznětových. využití tepelné energie ve spalovacím motoru 1. zážehový motor 2. vznětový motor a) ztráty sáláním b) ztráty mechanické c) ztráty chlazením d) ztráty teplem výfukových plynů e) využitá energie