Spalovací motor neboli spalovací motor je nejběžnějším typem motoru, který se nachází v automobilech. Navzdory skutečnosti, že spalovací motor v moderních autech se skládá z mnoha částí, jeho princip fungování je extrémně jednoduchý. Pojďme se blíže podívat na to, co je to spalovací motor a jak funguje v autě.
DVS co to je?
Spalovací motor je druh tepelného motoru, který přeměňuje část chemické energie získané spalováním paliva na mechanickou energii, která uvádí mechanismy do pohybu.
Spalovací motory jsou rozděleny do kategorií podle pracovních cyklů: dvoudobé a čtyřdobé. Vyznačují se také způsobem přípravy směsi paliva a vzduchu: s vnější (vstřikovače a karburátory) a vnitřní (dieselové jednotky) tvorbou směsi. Podle toho, jak se energie v motorech přeměňuje, se dělí na pístové, proudové, turbínové a kombinované.
Hlavní mechanismy spalovacího motoru
Spalovací motor se skládá z obrovského množství prvků. Existují ale základní, které charakterizují jeho výkon. Podívejme se na strukturu spalovacího motoru a jeho hlavní mechanismy.
1. Válec je nejdůležitější částí pohonné jednotky. Automobilové motory mají obvykle čtyři nebo více válců, v sériových superautech až šestnáct. Uspořádání válců v takových motorech může být v jednom ze tří pořadí: lineární, ve tvaru V a protilehlé.
2. Zapalovací svíčka generuje jiskru, která zapálí směs vzduchu a paliva. Díky tomu dochází k procesu spalování. Aby motor fungoval „jako hodinky“, musí být jiskra dodána přesně ve správný čas.
3. Sací a výfukové ventily také fungují pouze v určitých časech. Jeden se otevře, když potřebujete vpustit další porci paliva, druhý, když potřebujete vypustit výfukové plyny. Oba ventily jsou pevně uzavřeny, když je motor pod kompresí a spalováním. To zajišťuje potřebnou úplnou těsnost.
4. Píst je kovová část, která má tvar válce. Píst se pohybuje uvnitř válce nahoru a dolů.
5. Pístní kroužky slouží jako kluzná těsnění pro vnější okraj pístu a vnitřní povrch válce. Jejich použití je způsobeno dvěma účely:
Zabraňují vstupu hořlavé směsi do klikové skříně spalovacího motoru ze spalovacího prostoru v okamžicích komprese a pracovního cyklu.
Zabraňují tomu, aby se olej z klikové skříně dostal do spalovací komory, protože tam se může vznítit. Mnoho vozů spalujících olej je vybaveno staršími motory a jejich pístní kroužky již správně netěsní.
6. Ojnice slouží jako spojovací prvek mezi pístem a klikovým hřídelem.
7. Klikový hřídel převádí translační pohyb pístů na rotační.
8. Kliková skříň je umístěna kolem klikového hřídele. V jeho spodní části (pánvi) se shromažďuje určité množství oleje.
Princip činnosti spalovacího motoru
V předchozích částech jsme se zabývali účelem a konstrukcí spalovacího motoru. Jak jste již pochopili, každý takový motor má písty a válce, uvnitř kterých se tepelná energie přeměňuje na mechanickou energii. To zase dává auto do pohybu. Tento proces se opakuje ohromující rychlostí několikrát za sekundu. Díky tomu se klikový hřídel, který vychází z motoru, nepřetržitě otáčí.
Podívejme se podrobněji na princip fungování spalovacího motoru. Směs paliva a vzduchu vstupuje do spalovací komory přes sací ventil. Poté se stlačí a zapálí jiskrou ze zapalovací svíčky. Při hoření paliva vzniká v komoře velmi vysoká teplota, která vede k přetlaku ve válci. To způsobí pohyb pístu směrem k "mrtvému středu". Učiní tak jeden pracovní tah. Když se píst pohybuje dolů, otáčí klikovým hřídelem přes ojnici. Poté pohybem ze spodní úvratě nahoru vytlačuje odpadní materiál ve formě plynů přes výfukový ventil dále do výfukového systému stroje.
Zdvih je proces, který nastává ve válci jedním zdvihem pístu. Soubor takových cyklů, které se v přísném sledu a po určitou dobu opakují, je pracovním cyklem spalovacího motoru.
Vstup
Sací zdvih je první. Začíná v horní úvrati pístu. Pohybuje se dolů a nasává do válce směs paliva a vzduchu. K tomuto zdvihu dochází, když je sací ventil otevřený. Mimochodem, existují motory, které mají několik sacích ventilů. Jejich technické vlastnosti výrazně ovlivňují výkon spalovacího motoru. U některých motorů lze nastavit dobu otevření sacích ventilů. To se ovládá sešlápnutím plynového pedálu. Díky takovému systému se zvyšuje množství odebraného paliva a po jeho zapálení se výrazně zvyšuje i výkon pohonné jednotky. Auto v tomto případě může výrazně zrychlit.
Komprese
Druhým pracovním cyklem spalovacího motoru je komprese. Když píst dosáhne dolní úvrati, zvedne se. Díky tomu je směs, která se dostala do válce, během prvního cyklu stlačena. Směs paliva a vzduchu je stlačena na velikost spalovací komory. Jedná se o stejný volný prostor mezi vrcholy válce a pístem, který je v jeho horní úvrati. Během tohoto cyklu jsou ventily pevně uzavřeny. Čím těsnější je tvarovaný prostor, tím lepší je dosažená komprese. Je velmi důležité, v jakém stavu je píst, jeho kroužky a válec. Pokud jsou někde mezery, pak nemůže být řeč o dobré kompresi a v důsledku toho bude výkon pohonné jednotky výrazně nižší. Míra komprese určuje, jak opotřebovaná je pohonná jednotka.
pracovní zdvih
Toto třetí opatření začíná v horní úvrati. A toto jméno nedostal náhodou. Právě během tohoto cyklu probíhají v motoru procesy, které hýbou autem. V tomto zdvihu je zapojen zapalovací systém. Je zodpovědný za zapálení směsi vzduchu a paliva stlačené ve spalovací komoře. Princip fungování spalovacího motoru v tomto cyklu je velmi jednoduchý - svíčka systému dává jiskru. Po zapálení paliva dojde k mikrovýbuchu. Poté prudce zvětší svůj objem, což nutí píst k prudkému pohybu dolů. Ventily v tomto zdvihu jsou v zavřeném stavu, stejně jako v předchozím.
Uvolnění
Posledním cyklem spalovacího motoru jsou výfukové plyny. Po zdvihu se píst dostane do spodní úvratě a následně se otevře výfukový ventil. Poté se píst pohybuje nahoru a přes tento ventil vypouští výfukové plyny z válce. Toto je proces ventilace. Stupeň stlačení ve spalovací komoře, úplné odstranění odpadních látek a požadované množství směsi vzduch-palivo závisí na tom, jak jasně ventil funguje.
Po tomto kroku vše začíná nanovo. Co způsobuje otáčení klikového hřídele? Faktem je, že ne všechna energie je vynaložena na pohyb vozu. Část energie roztáčí setrvačník, který působením setrvačných sil roztáčí klikový hřídel spalovacího motoru a pohybuje pístem do nepracovních cyklů.
Víš? Vznětový motor je těžší než benzinový kvůli vyššímu mechanickému namáhání. Konstruktéři proto používají masivnější prvky. Zdroj takových motorů je však vyšší než u benzínových analogů. Kromě toho se dieselová vozidla vznítí mnohem méně často než benzínová vozidla, protože nafta je netěkavá.
Výhody a nevýhody
Dozvěděli jsme se, co je to spalovací motor, jaká je jeho struktura a princip činnosti. Na závěr si rozebereme jeho hlavní výhody a nevýhody.
Výhody ICE:
1. Možnost dlouhodobého pohybu na plnou nádrž.
2. Nízká hmotnost a objem nádrže.
3. Autonomie.
4. Všestrannost.
5. Mírné náklady.
6. Kompaktní rozměry.
7. Rychlý start.
8. Schopnost používat více druhů paliva.
Nevýhody ICE:
1. Slabá provozní účinnost.
2. Silné znečištění životního prostředí.
3. Povinná přítomnost převodovky.
4. Nedostatek režimu rekuperace energie.
5. Většinu času funguje pod zatížením.
6. Velmi hlučný.
7. Vysoká rychlost otáčení klikového hřídele.
8. Malý zdroj.
Zajímavý fakt! Nejmenší motor je navržen v Cambridge. Jeho rozměry jsou 5 * 15 * 3 mm a jeho výkon je 11,2 wattů. Otáčky klikového hřídele jsou 50 000 ot./min.
Přihlaste se k odběru našich kanálů
