Závěrečná práce z Fyziky na téma:

Spalovací motory

Autor:Petr Klimčák

Čtyřdobý spalovací motor je pístový motor,pracující na čtyřech
pohybech pístu. První čtyřdobý spalovací motor, který využíval
benzín, sestrojil v roce 1876 německý inženýr Nicolaus Otto. Ve
srovnání s v té době dominujícím parním strojem byl mensí, lehčí
a postupem času i tissí, čistsí a předevsím účinnějsí, byť
dosažení spolehlivosti parního stroje trvalo mnoho dalsích desítek
let. Vynález spalovacího motoru dal impuls odbytu a zpracování ropy. V
prvních deseti letech jeho existence se ho prodalo deset tisíc kusů.

Obsah

Pracovní fáze zážehového motoru

1. sání - Píst se pohybuje směrem do dolní úvrati (DÚ), přes sací
ventil je nasávána pohonná směs.

2. komprese - Píst se pohybuje směrem do horní úvrati (HÚ). Oba
ventily jsou uzavřené. Nasátá směs zmensuje svůj objem, zvětsuje
tlak a teplotu. Těsně před horní úvratí je směs zapálena
elektrickou jiskrou

3. expanze - Oba ventily jsou uzavřené. Směs paliva a vzduchu
zapálená elektrickou jiskrou shoří. V pracovním prostoru válce se
prudce zvýsí teplota i tlak vzniklých plynů. Ty expandují a během
pohybu pístu směrem dolů konají práci.

4. výfuk - Píst se pohybuje směrem do HÚ. Výfukový ventil je
otevřený. Spaliny z pracovního prostoru válce jsou vytlačovány do
výfukového potrubí.

Pracovní fáze vznětového motoru

1. sání - Píst se pohybuje směrem do dolní úvrati (DÚ), přes sací
ventil je nasáván vzduch.

2. komprese - Píst se pohybuje směrem do horní úvrati (HÚ). Oba
ventily jsou uzavřené. Nasátý vzduch zmensuje svůj objem, zvětsuje
tlak a teplotu. Těsně před horní úvratí je do válce vstříknuto
palivo.

3. expanze - Oba ventily jsou uzavřené. Směs paliva a vzduchu
zapálená samovznícením shoří. V pracovním prostoru válce se prudce
zvýsí teplota i tlak vzniklých plynů. Ty expandují a během pohybu
pístu směrem dolů konají práci.

4. výfuk - Píst se pohybuje směrem do horní úvrati. Výfukový ventil
je otevřený. Spaliny z pracovního prostoru válce jsou vytlačovány do
výfukového potrubí. Výfuk je rozdělen na dvě části. Výfuk volný
- následuje jestě pře DÚ a výfuk nucený - vzniklý následkem
vytlačování spalin pístem.

Vznětové motory

+Nízká spotřeba

+Pořizovací cena

+Síla

-Kultivovaný chod

-Klasický traktorový zvuk

-Zrychlení a aktivita motoru

Vznětový motor, běžně také nazývaný dieselový motor, naftový
motor nebo též Dieselův motor či zkráceně jen diesel, je
nejvýznamnějsím dnes používaným druhem spalovacího motoru. Jedná
se o technické zařízení, kde se chemická energie vázaná v palivu
mění na mechanickou energii ve formě otáčivého pohybu hnacího
hřídele stroje.

Byl vynalezen Rudolfem Dieselem a zdokonalen Charlesem Ketteringem.

Vznětový motor pracuje obvykle jako čtyřdobý spalovací motor. Na
rozdíl od zážehových motorů je do něj palivo dopravováno odděleně
od vzduchu. Palivo je do spalovacího prostoru motoru dopravováno
speciálním vysokotlakým čerpadlem a vysokotlakým potrubím.

Do spalovacího prostoru se nejprve nasává vzduch (sání) při tlaku
0,08 - 0,085 MPa. Po uzavření sacího ventilu se nasátý vzduch
stlačuje (komprimuje), píst se pohybuje směrem nahoru a jeho teplota
roste na více než 500 °C (při kompresním poměru okolo 1÷14 až 20).
Tlak v horní úvrati stoupá na cca 3 až 4 MPa, zvedá se teplota (550 -
800°C min.). Před horní úvratí je tryskou do válce vstříknuta
čerpadlem pod tlakem (10 - 20 MPa, při použití Common rail nebo
PD(Pumpe Duse) 100 - 200 MPa) přesně odměřená dávka paliva (nafta,
či stlačený zemní plyn), které je jemně rozpráseno. Palivo začne
hořet samovznícením ve vzduchu ohřátém kompresí. Tlak ve spalovací
prostoru stoupne na 5 - 8 MPa, teplota dosáhne 1800 - 2000°C. Ve fázi
expanze je pak vzniklý tlak převeden na mechanickou práci, adiabatický
děj. V poslední fázi (výfuk) se otevírá výfukový ventil a spaliny
jsou vytlačeny do výfuku, izobarický děj.

Zvysování výkonu

Přeplňování

Vznětové motory jsou často vybavovány mechanickým kompresorem nebo
(častěji -- takřka výhradně) tzv. turbodmychadlem (tj. kompresorem
poháněným turbínou na výfukové plyny). Jedná se o tzv.
přeplňované motory. Turbodmychadlo je zde poháněno odtokem spalin z
motoru, proto funguje uspokojivě jen ve vyssích otáčkách, kdy je
rychlost spalin dostatečně vysoká. Kompresor má stejný efekt jako
turbodmychadlo, ale funguje i v nízkých otáčkách, neboť je
poháněno mechanicky - převodem od klikového hřídele. Oba systémy
umožňují lépe využít energie obsažené v palivu (naftě), celkový
výkon vznětového motoru lze takto zvýsit minimálně o 30 a více
procent (zde záleží na velikosti plnicího tlaku -- vzrůst výkonu ve
srovnání s motorem nepřeplňovaným může být i o více než 100%),
tepelná účinnost motoru se tím také zvysuje (u motorů
přeplňovaných turbodmychadlem -- motor tak využívá energie plynů,
které by jinak již jen bez užitku volně unikly výfukem).

Systém vstřiku paliva

Pro zvýsení výkonu motoru, lepsí průběh kroutícího výkonu a
nižsí emise se používají elektronicky řízené systémy vstřiku
paliva: Čerpadlo - tryska či Common rail (Common rail (také
Common-Rail) je systém přímého vysokotlakého vstřikování nafty s
tlakovým zásobníkem u vznětových motorů Hdi(předevsím motory
Peugeotu,Renaltu a Citroenu.. Palivo vstřikované do válce pod vysokým