Na našich silnicích se nejčastěji setkáte s vozy, které spotřebovávají benzín a naftu. Čas elektromobilů ještě nenastal. Zvažte proto princip fungování spalovacího motoru (ICE). Jeho charakteristickým rysem je přeměna energie výbuchu na energii mechanickou.
Při práci s benzínovými elektrárnami existuje několik způsobů, jak vytvořit palivovou směs. V jednom případě se to děje v karburátoru a pak se to všechno přivádí do válců motoru. V jiném případě je benzín vstřikován speciálními tryskami (vstřikovači) přímo do rozdělovače nebo spalovací komory.
Abyste plně porozuměli fungování spalovacího motoru, musíte vědět, že existuje několik typů moderních motorů, které prokázaly svou účinnost v práci:
- benzínové motory;
- motory spotřebovávající naftu;
- plynová zařízení;
- zařízení na plyn-naftu;
- otočné možnosti.
Princip činnosti těchto typů spalovacích motorů je téměř stejný.
ICE cykly
Každý má palivo, které exploduje ve spalovací komoře, expanduje a tlačí píst namontovaný na klikovém hřídeli. Dále se tato rotace přenáší na kola automobilu prostřednictvím dalších mechanismů a uzlů.
Jako příklad budeme uvažovat čtyřtaktní benzínový motor, protože je to nejběžnější varianta elektrárny v autech na našich silnicích.
Takže ty:
- otevře se sací otvor a spalovací prostor se naplní připravenou palivovou směsí
- komora je utěsněna a její objem se v kompresním zdvihu zmenšuje
- směs exploduje a tlačí píst, který dostává impuls mechanické energie
- spalovací komora je zbavena zplodin hoření
Každá z těchto fází práce spalovacího motoru má své vlastní, probíhá několik souběžných procesů. V prvním případě je píst ve své nejnižší poloze, přičemž všechny ventily, které nasávají palivo, jsou otevřené. Další etapa začíná úplným uzavřením všech otvorů a pohybem pístu do maximální horní polohy. Vše je přitom komprimováno.
Při opětovném dosažení krajní horní polohy pístu se na svíčku přivede napětí a ta vytvoří jiskru, která zapálí směs k explozi. Síla této exploze stlačí píst dolů, zatímco výstupní otvory se otevřou a komora se vyčistí od zbytkového plynu. Pak se vše opakuje.
Provoz karburátoru
Tvorba palivové směsi v automobilech první poloviny minulého století probíhala pomocí karburátoru. Abyste pochopili, jak spalovací motor funguje, musíte vědět, že automobiloví inženýři navrhli palivový systém tak, aby do spalovací komory byla přiváděna již připravená směs.
Zařízení karburátoru
Karburátor se zapojil do jeho formování. Smíchal benzín a vzduch ve správném poměru a vše poslal do válců. Taková relativní jednoduchost konstrukce systému umožnila, aby zůstal po dlouhou dobu nepostradatelnou součástí benzínových jednotek. Později ale jeho nedostatky začaly převažovat nad přednostmi a nevyhovovaly zvyšujícím se požadavkům na automobily obecně.
Nevýhody karburátorových systémů:
- není možné zajistit ekonomické režimy s náhlými změnami jízdních režimů;
- překračování limitů škodlivých látek ve výfukových plynech;
- nízký výkon vozů v důsledku nesouladu připravené směsi se stavem vozu.
Tyto nedostatky se snažili kompenzovat přímým přívodem benzínu přes vstřikovače.
Provoz vstřikovacích motorů
Principem činnosti vstřikovacího motoru je přímé vstřikování benzínu do sacího potrubí nebo spalovacího prostoru. Vizuálně je vše podobné provozu naftové instalace, kdy je dodávka odměřována a pouze do válce. Jediný rozdíl je v tom, že vstřikovací jednotky mají zapalovací svíčky.
Konstrukce vstřikovače
Fáze provozu benzínových motorů s přímým vstřikováním se neliší od verze s karburátorem. Rozdíl je pouze v místě, kde směs vzniká.
Díky této konstrukční možnosti jsou poskytovány výhody těchto motorů:
- zvýšení výkonu až o 10% s podobnými technickými vlastnostmi s karburátorem;
- znatelné úspory benzínu;
- zlepšení environmentální výkonnosti z hlediska emisí.
Ale s takovými výhodami existují také nevýhody. Mezi hlavní patří údržba, udržovatelnost a přizpůsobení. Na rozdíl od karburátorů, které lze demontovat, sestavit a seřídit samostatně, vyžadují vstřikovače speciální drahé vybavení a velké množství různých senzorů instalovaných v autě.
Způsoby vstřikování paliva
V průběhu vývoje dodávky paliva do motoru se tento proces neustále přibližuje ke spalovací komoře. U nejmodernějších spalovacích motorů došlo ke sloučení místa dodávky benzínu a místa spalování. Nyní se již směs netvoří v karburátoru nebo sacím potrubí, ale je vstřikována přímo do komory. Zvažte všechny možnosti injekčních zařízení.
Možnost jednobodového vstřikování
Nejjednodušší konstrukční varianta vypadá jako vstřikování paliva jedinou tryskou do sacího potrubí. Rozdíl oproti karburátoru spočívá v tom, že karburátor dodává hotovou směs. U vstřikovací verze je palivo dodáváno přes trysku. Výhodou je úspora nákladů.
Možnost jednobodového přívodu paliva
Tato metoda také tvoří směs mimo komoru, ale zde jsou zapojeny senzory, které zajišťují přívod přímo do každého válce přes sací potrubí. Jedná se o ekonomičtější variantu využití paliva.
Přímé vstřikování do komory
Tato varianta zatím nejefektivněji využívá možnosti konstrukce vstřikovače. Palivo je vstřikováno přímo do komory. Díky tomu se snižuje hladina škodlivých emisí a vůz dostává kromě větší úspory benzínu i zvýšený výkon.
Zvýšený stupeň spolehlivosti systému snižuje negativní faktor týkající se údržby. Ale taková zařízení potřebují vysoce kvalitní palivo.
