Výuka předmětu automobily

Prezentace na téma: "Výuka předmětu automobily"— Transkript prezentace:

1 Výuka předmětu automobily
Zpracováno na SOU v Kaplici

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

3 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)

4 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.

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

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

7 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 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 °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.

8 3. MOTORY 3. 4. Princip činnosti:

9 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.

10 3. MOTORY • Princip činnosti:

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

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

13 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 °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

14 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.

15 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

16 3. MOTORY 3. 7. Princip činnosti:

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

18 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 – °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

19 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

20 3. MOTORY Charakteristiky motoru

21 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