První spalovací motor. Jak je uspořádán spalovací motor? Kombinované typy spalovacích motorů

Většina řidičů nemá ponětí, co je to motor auta. A to je potřeba vědět, protože ne nadarmo se studentům při studiu v mnoha autoškolách říká princip fungování spalovacích motorů. Každý řidič by měl mít představu o chodu motoru, protože tyto znalosti se mohou na silnici hodit.

Samozřejmostí jsou různé typy a značky automobilových motorů, jejichž provoz se od sebe liší v maličkostech (systémy vstřikování paliva, uspořádání válců atd.). Základní princip pro všechny typy spalovacích motorů však zůstává nezměněn.

Zařízení motoru automobilu teoreticky

Vždy je vhodné uvažovat zařízení spalovacího motoru na příkladu chodu jednoho válce. Ačkoli nejčastěji mají auta 4, 6, 8 válců. V každém případě je hlavní částí motoru válec. Obsahuje píst, který se může pohybovat nahoru a dolů. Zároveň existují 2 hranice jeho pohybu – horní a dolní. Profesionálové je nazývají TDC a BDC (horní a dolní úvrať).

Samotný píst je spojen s ojnicí a ojnice je spojena s klikovým hřídelem. Když se píst pohybuje nahoru a dolů, ojnice přenáší zatížení na klikový hřídel a ten se otáčí. Zatížení z hřídele se přenese na kola, což způsobí, že se vůz dá do pohybu.

Ale hlavním úkolem je, aby píst fungoval, protože je to on, kdo je hlavní hnací silou tohoto složitého mechanismu. To se provádí pomocí benzínu, nafty nebo plynu. Kapka paliva zapálená ve spalovací komoře vrhne píst velkou silou dolů a tím jej uvede do pohybu. Poté se píst setrvačností vrátí k horní hranici, kde opět dojde k výbuchu benzínu a tento cyklus se neustále opakuje, dokud řidič nevypne motor.

Takhle vypadá motor auta. To je však pouze teorie. Podívejme se blíže na cykly motoru.

Čtyřtaktní cyklus

Téměř všechny motory pracují ve čtyřdobém cyklu:

1. Přívod paliva.
2. Komprese paliva.
3. Spalování.
4. Výstup výfukových plynů mimo spalovací komoru.

Systém

Níže uvedený obrázek ukazuje typické schéma motoru automobilu (jeden válec).

Tento diagram jasně ukazuje hlavní prvky:

A - Vačkový hřídel.

B - Kryt ventilu.

C - Výfukový ventil, kterým jsou odváděny plyny ze spalovací komory.

D - Výfukový otvor.

E - Hlava válce.

F - Komora chladicí kapaliny. Nejčastěji je tam nemrznoucí kapalina, která ochlazuje skříň motoru topení.

G - Blok motoru.

H - Olejová vana.

I - Pan, kam teče všechen olej.

J - Zapalovací svíčka, která generuje jiskru k zapálení palivové směsi.

K - Sací ventil, kterým palivová směs vstupuje do spalovací komory.

L - Vstup.

M - Píst, který se pohybuje nahoru a dolů.

N - Ojnice spojená s pístem. Jedná se o hlavní prvek, který přenáší sílu na klikovou hřídel a přeměňuje lineární pohyb (nahoru a dolů) na rotační.

O - Ložisko ojnice.

P - Klikový hřídel. Otáčí se díky pohybu pístu.

Také stojí za to zdůraznit takový prvek, jako jsou pístní kroužky (nazývají se také kroužky na stírání oleje). Na obrázku nejsou znázorněny, ale jsou důležitou součástí systému motoru automobilu. Tyto kroužky se ovinou kolem pístu a vytvoří maximální utěsnění mezi stěnami válce a pístem. Zabraňují pronikání paliva do olejové vany a oleje do spalovací komory. Většina starých motorů automobilů VAZ a dokonce i motory evropských výrobců má opotřebené kroužky, které nevytvářejí účinné těsnění mezi pístem a válcem, což může způsobit vniknutí oleje do spalovací komory. V takové situaci dojde ke zvýšené spotřebě benzínu a oleje „zhor“.

To jsou základní konstrukční prvky, které se odehrávají u všech spalovacích motorů. Ve skutečnosti je prvků mnohem více, ale nebudeme se dotýkat jemností.

Jak funguje motor?

Začněme počáteční polohou pístu - je nahoře. V tomto okamžiku se vstupní otvor otevře ventilem, píst se začne pohybovat dolů a nasává palivovou směs do válce. V tomto případě se do objemu válců dostane jen malá kapka benzínu. Toto je první cyklus práce.

Při druhém zdvihu píst dosáhne svého nejnižšího bodu, zatímco se vstup uzavře, píst se začne pohybovat nahoru, v důsledku čehož se palivová směs stlačí, protože v uzavřené komoře nemá kam jít. Když píst dosáhne svého maximálního horního bodu, palivová směs je stlačena na maximum.

Třetím stupněm je zapálení stlačené palivové směsi pomocí zapalovací svíčky, která vydává jiskru. V důsledku toho hořlavá směs exploduje a tlačí píst dolů velkou silou.

V konečné fázi díl dosáhne spodní hranice a setrvačností se vrátí do horního bodu. V tomto okamžiku se výfukový ventil otevře, výfuková směs ve formě plynu opouští spalovací komoru a vstupuje na ulici výfukovým systémem. Poté se cyklus počínaje prvním stupněm znovu opakuje a pokračuje po celou dobu, dokud řidič nevypne motor.

V důsledku výbuchu benzínu se píst pohybuje dolů a tlačí klikový hřídel. Točí se a přenáší zátěž na kola vozu. Takhle vypadá motor auta.

Rozdíly v benzínových motorech

Výše popsaná metoda je univerzální. Na tomto principu je postavena práce téměř všech benzínových motorů. Dieselové motory se vyznačují tím, že zde nejsou žádné svíčky - prvek, který zapaluje palivo. Detonace motorové nafty se provádí v důsledku silného stlačení palivové směsi. To znamená, že ve třetím cyklu se píst zvedne, silně stlačí palivovou směs a ta přirozeně pod tlakem exploduje.

ICE alternativa

Nutno podotknout, že v poslední době se na trhu objevily elektromobily – vozy s elektromotory. Tam je princip fungování motoru úplně jiný, protože zdrojem energie není benzín, ale elektřina v bateriích. Automobilový trh ale zatím patří autům se spalovacími motory a elektromotory se vysokou účinností chlubit nemohou.

Pár slov na závěr

Takové zařízení spalovacího motoru je téměř dokonalé. Každý rok se však vyvíjejí nové technologie, které zvyšují účinnost motoru a zlepšují vlastnosti benzínu. Při správné údržbě vydrží motor auta desítky let. Některé úspěšné motory japonských a německých koncernů „najedou“ milion kilometrů a stávají se nepoužitelnými výhradně kvůli mechanickému zastarávání dílů a třecích párů. Mnoho motorů ale i po milionovém běhu úspěšně prochází generální opravou a nadále plní svůj zamýšlený účel.

Před zvážením problému jak funguje motor auta, je nutné alespoň v obecné rovině porozumět jeho struktuře. V každém automobilu je instalován spalovací motor, jehož provoz je založen na přeměně tepelné energie na mechanickou energii. Podívejme se hlouběji na tento mechanismus.

Jak funguje motor automobilu - studujeme schéma zařízení

Klasické motorové zařízení obsahuje válec a klikovou skříň, uzavřenou ve spodní části pánví. Uvnitř válce jsou umístěny různé kroužky, které se pohybují v určité sekvenci. Má tvar sklenice, v její horní části je dno. Abyste konečně pochopili, jak funguje motor automobilu, musíte vědět, že píst je spojen s klikovým hřídelem pomocí pístního čepu a ojnice.

Pro plynulé a měkké otáčení se používají hlavní a ojniční ložiska, která hrají roli ložisek. Složení klikového hřídele zahrnuje lícnice, stejně jako hlavní a ojniční čepy. Všechny tyto části, sestavené dohromady, se nazývají klikový mechanismus, který převádí vratný pohyb pístu na kruhové otáčení.

Horní část válce uzavírá hlava, kde jsou umístěny sací a výfukové ventily. Otevírají a zavírají se v souladu s pohybem pístu a pohybem klikového hřídele. Abychom přesně porozuměli tomu, jak motor auta funguje, videa v naší knihovně by měla být prostudována stejně podrobně jako článek. Mezitím se pokusíme vyjádřit její účinek slovy.

Jak funguje motor automobilu - stručně o složitých procesech

Hranice pohybu pístu má tedy dvě krajní polohy – horní a dolní úvrati. V prvním případě je píst v maximální vzdálenosti od klikové hřídele a druhou možností je nejmenší vzdálenost mezi pístem a klikovou hřídelí. Aby bylo zajištěno, že píst prochází úvratěmi bez zastavení, používá se setrvačník vyrobený ve formě disku.

Důležitým parametrem u spalovacích motorů je kompresní poměr, který přímo ovlivňuje jeho výkon a účinnost.

Abyste správně pochopili princip fungování motoru automobilu, musíte vědět, že je založen na využití práce plynů expandovaných během procesu zahřívání, v důsledku čehož se píst pohybuje mezi horní a dolní úvratí. Když je píst v horní poloze, spalování paliva vstupuje do válce a mísí se se vzduchem. V důsledku toho se výrazně zvyšuje teplota plynů a jejich tlak.

Plyny dělají užitečnou práci, díky které se píst pohybuje dolů. Dále prostřednictvím klikového mechanismu se akce přenáší na převodovku a poté na kola automobilu. Odpadní produkty jsou z válce odváděny výfukovým systémem a na jejich místo je dodávána nová část paliva. Celý proces, od vstřikování paliva až po výfukové plyny, se nazývá pracovní cyklus motoru.

Princip činnosti motoru automobilu - rozdíly v modelech

Existuje několik hlavních typů spalovacích motorů. Nejjednodušší je řadový motor. Uspořádané v jedné řadě tvoří jako celek určitý pracovní objem. Postupně však někteří výrobci od této výrobní technologie ustoupili ke kompaktnější verzi.

Mnoho modelů používá konstrukci V-engine. U této možnosti jsou válce umístěny pod úhlem vůči sobě (do 180 stupňů). V mnoha provedeních se počet válců pohybuje od 6 do 12 nebo více. To umožňuje výrazně snížit lineární velikost motoru a snížit jeho délku.

Různé motory tak umožňují jejich úspěšné použití ve vozidlech pro různé účely. Mohou to být standardní osobní a nákladní automobily, ale i sportovní vozy a SUV. Podle typu motoru následují určité technické vlastnosti celého stroje.

Drtivá většina automobilů používá jako palivo pro motory ropné deriváty. Při spalování těchto látek se uvolňují plyny. V omezeném prostoru vytvářejí tlak. Složitý mechanismus vnímá tato zatížení a převádí je nejprve na translační pohyb a poté na rotační. To je princip činnosti spalovacího motoru. Dále je rotace již přenášena na hnací kola.

pístový motor

Jaká je výhoda takového mechanismu? Co dalo nový princip činnosti spalovacího motoru? V současné době jsou vybaveny nejen automobily, ale také zemědělskými a nakládacími vozidly, vlakovými lokomotivami, motocykly, mopedy a skútry. Motory tohoto typu jsou instalovány na vojenské vybavení: tanky, obrněné transportéry, vrtulníky, čluny. Vzpomenout si můžete i na motorové pily, sekačky, motorová čerpadla, generátorové rozvodny a další mobilní zařízení, která k provozu využívají motorovou naftu, benzín nebo směs plynů.

Před vynálezem principu vnitřního spalování se palivo, častěji pevné (uhlí, palivové dřevo), spalovalo v samostatné komoře. K tomu byl použit kotel, který ohříval vodu. Jako primární zdroj hnací síly byla použita pára. Takové mechanismy byly masivní a celkové. Byly vybaveny lokomotivami parních lokomotiv a lodí. Vynález spalovacího motoru umožnil výrazně zmenšit rozměry mechanismů.

Systém

Když motor běží, neustále dochází k řadě cyklických procesů. Musí být stabilní a probíhat v přesně definovaném časovém období. Tento stav zajišťuje bezproblémový provoz všech systémů.

Vznětové motory neupravují palivo předem. Systém přívodu paliva jej dodává z nádrže a je přiváděn pod vysokým tlakem do válců. Benzín je po cestě předem smíchán se vzduchem.

Princip činnosti spalovacího motoru je takový, že zapalovací systém tuto směs zapálí a klikový mechanismus přijímá, přeměňuje a předává energii plynů převodovce. Systém distribuce plynu uvolňuje spaliny z válců a odvádí je ven z vozidla. Zároveň se sníží zvuk výfuku.

Mazací systém poskytuje možnost otáčení pohyblivých částí. Třecí plochy se však zahřívají. Chladicí systém zajišťuje, že teplota nepřekročí přípustné hodnoty. Přestože všechny procesy probíhají automaticky, je třeba je stále sledovat. To zajišťuje řídicí systém. Přenáší data do ovládacího panelu v kabině řidiče.

Poměrně složitý mechanismus by měl mít tělo. Jsou v něm namontovány hlavní komponenty a sestavy. Další vybavení pro systémy, které zajišťují jeho normální provoz, je umístěno v blízkosti a je namontováno na odnímatelných držákech.

Klikový mechanismus je umístěn v bloku válců. Hlavní zatížení ze spálených palivových plynů se přenáší na píst. Ten je spojen ojnicí s klikovým hřídelem, který převádí translační pohyb na pohyb rotační.

V bloku je také válec. Píst se pohybuje podél své vnitřní roviny. Jsou do něj vyříznuty drážky, ve kterých jsou umístěny o-kroužky. To je nezbytné pro minimalizaci mezery mezi rovinami a vytvoření komprese.

Hlava válce je připevněna k horní části těla. V něm je namontován mechanismus distribuce plynu. Skládá se z hřídele s excentry, vahadel a ventilů. Jejich střídavé otevírání a zavírání zajišťuje vstup paliva do válce a následně výdej vyhořelých zplodin hoření.

Paleta bloku válců je namontována na spodní části skříně. Olej tam teče poté, co namaže třecí spoje dílů sestav a mechanismů. Uvnitř motoru jsou stále kanály, kterými cirkuluje chladicí kapalina.

Princip činnosti spalovacího motoru

Podstatou procesu je přeměna jednoho druhu energie na jiný. K tomu dochází při spalování paliva v uzavřeném prostoru válce motoru. Plyny, které se při tom uvolňují, expandují a uvnitř pracovního prostoru vzniká přetlak. Je přijímán pístem. Může se pohybovat nahoru a dolů. Píst je spojen s klikovým hřídelem pomocí ojnice. Ve skutečnosti se jedná o hlavní části klikového mechanismu - hlavní jednotky zodpovědné za přeměnu chemické energie paliva na rotační pohyb hřídele.

Princip činnosti spalovacího motoru je založen na změně střídavého cyklu. Když se píst pohybuje dolů, práce je hotová - klikový hřídel se otáčí pod určitým úhlem. Na jednom konci je upevněn masivní setrvačník. Po zrychlení pokračuje v pohybu setrvačností, a to stále otáčí klikovým hřídelem. Ojnice nyní tlačí píst nahoru. Zaujme pracovní polohu a je opět připraven převzít energii zapáleného paliva.

Zvláštnosti

Princip činnosti spalovacího motoru osobních automobilů je nejčastěji založen na přeměně energie spalitelného benzínu. Nákladní automobily, tahače a speciální vozy jsou vybaveny především dieselovými motory. Jako palivo lze použít i LPG. Vznětové motory nemají zapalovací systém. Ke vznícení paliva dochází od tlaku vytvořeného v pracovní komoře válce.

Pracovní cyklus lze provést jednou nebo dvěma otáčkami klikového hřídele. V prvním případě se jedná o čtyři cykly: přívod paliva a zapalování, zdvih, komprese, výfukové plyny. Dvoudobý spalovací motor provede kompletní cyklus za jednu otáčku klikového hřídele. Současně se v jednom cyklu připouští a stlačuje palivo a ve druhém cyklu se uvolňují zážehové, výkonové a výfukové plyny. Roli mechanismu distribuce plynu v motorech tohoto typu hraje píst. Pohybem nahoru a dolů střídavě otevírá přívod paliva a výfukové otvory.

Kromě pístových spalovacích motorů existují také spalovací motory turbínové, proudové a kombinované. Přeměna energie paliva v nich na dopředný pohyb vozidla probíhá podle jiných principů. Výrazně odlišná je také konstrukce motoru a pomocných systémů.

Ztráty

I přes to, že je spalovací motor spolehlivý a stabilní, není jeho účinnost dostatečně vysoká, jak by se na první pohled mohlo zdát. Z matematického hlediska je účinnost spalovacího motoru v průměru 30-45%. To naznačuje, že většina energie spalitelného paliva je promarněna.

Účinnost nejlepších benzínových motorů může být pouze 30%. A pouze masivní ekonomické dieselové motory, které mají mnoho dalších mechanismů a systémů, mohou efektivně přeměnit až 45% energie paliva, pokud jde o výkon a užitečnou práci.

Konstrukce spalovacího motoru nemůže eliminovat ztráty. Část paliva nestihne shořet a odchází s výfukovými plyny. Dalším článkem ztrát je spotřeba energie na překonání různých typů odporu při tření dosedacích ploch částí sestav a mechanismů. A další část je vynaložena na ovládání systémů motoru, které zajišťují jeho normální a nepřetržitý provoz.

Vynález spalovacího motoru umožnil lidstvu výrazně pokročit ve vývoji. Nyní se motory, které využívají energii uvolněnou při spalování paliva k provádění užitečné práce, používají v mnoha oblastech lidské činnosti. Nejvíce se ale tyto motory používají v dopravě.

Všechny elektrárny se skládají z mechanismů, komponentů a systémů, které ve vzájemné interakci zajišťují přeměnu energie uvolněné při spalování hořlavých produktů na rotační pohyb klikového hřídele. Právě tento pohyb je jeho užitečnou prací.

Aby to bylo jasnější, měli byste pochopit princip fungování spalovací elektrárny.

Princip činnosti

Při spalování hořlavé směsi sestávající z hořlavých produktů a vzduchu se uvolňuje více energie. Navíc v okamžiku vznícení směsi výrazně zvětší svůj objem, zvýší se tlak v epicentru zážehu, ve skutečnosti dojde k malé explozi s uvolněním energie. Tento proces se bere jako základ.

Dochází-li ke spalování v uzavřeném prostoru, tlak vznikající při spalování tlačí na stěny tohoto prostoru. Pokud je jedna ze stěn pohyblivá, pak tlak, snažící se zvětšit objem uzavřeného prostoru, tuto stěnu posune. Pokud je nějaká tyč připevněna k této stěně, pak již bude vykonávat mechanickou práci - vzdalující se, bude tuto tyč tlačit. Spojením tyče s klikou při pohybu způsobí otáčení kliky kolem své osy.

To je princip fungování pohonné jednotky s vnitřním spalováním - je zde uzavřený prostor (vložka válce) s jednou pohyblivou stěnou (pístem). Stěna je spojena tyčí (tyčem) s klikou (klikovou hřídelí). Poté se provede zpětný chod - klika, která se úplně otočí kolem osy, zatlačí tyčí na stěnu a vrátí se zpět.

Ale to je pouze princip práce s vysvětlením na jednoduchých součástkách. Ve skutečnosti proces vypadá trochu komplikovaněji, protože nejprve musíte zajistit, aby směs vstoupila do válce, stlačit ji pro lepší zapálení a také odstranit produkty spalování. Tyto akce se nazývají cykly.

Celkový počet taktů 4:

• vstup (směs vstupuje do válce);
• komprese (směs je stlačována zmenšením objemu uvnitř objímky pístem);
• pracovní zdvih (po zapálení směs tlačí píst dolů v důsledku jeho rozpínání);
• uvolnění (odstranění produktů spalování z manžety pro dodání další části směsi);

Zdvihy pístového motoru

Z toho vyplývá, že užitečnou akci má pouze pracovní zdvih, ostatní tři jsou přípravné. Každý zdvih je doprovázen určitým pohybem pístu. Při sání a zdvihu se pohybuje dolů a při kompresi a výfuku nahoru. A jelikož je píst spojen s klikovou hřídelí, každý zdvih odpovídá určitému úhlu natočení hřídele kolem osy.

Implementace cyklů v motoru se provádí dvěma způsoby. První - s kombinací cyklů. V takovém motoru se všechny cykly provádějí při jednom úplném otočení klikového hřídele. Tedy půl otáčky kolen. hřídel, ve kterém je pohyb pístu nahoru nebo dolů doprovázen dvěma cykly. Tyto motory se nazývají 2-taktní.

Druhým způsobem jsou samostatné beaty. Jeden pohyb pístu je doprovázen pouze jedním cyklem. V důsledku toho, aby došlo k úplnému cyklu práce, jsou zapotřebí 2 otáčky kolen. hřídel kolem osy. Takové motory byly označeny jako 4-taktní.

Blok válců

Nyní samotné zařízení spalovacího motoru. Základem každé instalace je blok válců. Všechny komponenty jsou umístěny v něm a na něm.

Konstrukční vlastnosti bloku závisí na určitých podmínkách - počtu válců, jejich umístění a způsobu chlazení. Počet válců, které jsou sdruženy v jednom bloku, se může lišit od 1 do 16. Navíc bloky s lichým počtem válců jsou vzácné, ze současně vyráběných motorů lze nalézt pouze jedno- a tříválcové instalace. Většina jednotek je dodávána s dvojicí válců - 2, 4, 6, 8 a méně často 12 a 16.

Čtyřválcový blok

Elektrárny s 1 až 4 válci mají obvykle řadové uspořádání válců. Pokud je počet válců větší, jsou uspořádány ve dvou řadách, s určitým úhlem polohy jedné řady vůči druhé, tzv. elektrárny s polohou válců ve tvaru V. Toto uspořádání umožnilo zmenšit rozměry bloku, ale zároveň je jejich výroba obtížnější než in-line uspořádání.

Osmiválcový blok

Existuje další typ bloků, ve kterých jsou válce uspořádány ve dvou řadách a s úhlem mezi nimi 180 stupňů. Tyto motory se nazývají . Nacházejí se především na motocyklech, i když existují i ​​vozy s tímto typem pohonné jednotky.

Ale podmínka pro počet válců a jejich umístění je volitelná. Existují 2válcové a 4válcové motory s polohou válců ve tvaru V nebo protilehlé, stejně jako 6válcové motory s řadovým uspořádáním.

Používají se dva druhy chlazení, které se používají v elektrárnách – vzduchové a kapalinové. Na tom závisí konstrukční vlastnost bloku. Vzduchem chlazená jednotka je menší a konstrukčně jednodušší, protože v její konstrukci nejsou zahrnuty válce.

Blok s kapalinovým chlazením je složitější, jeho konstrukce zahrnuje válce a na horní straně bloku s válci je umístěn chladicí plášť. Uvnitř cirkuluje tekutina, která odvádí teplo z válců. V tomto případě tvoří blok spolu s chladicím pláštěm jeden celek.

Shora je blok pokryt speciální deskou - hlavou válce (hlava válce). Je jednou ze složek, které poskytují uzavřený prostor, ve kterém probíhá spalovací proces. Jeho konstrukce může být jednoduchá, bez dalších mechanismů, nebo složitá.

klikový mechanismus

Součástí konstrukce motoru je převod vratného pohybu pístu v objímce na rotační pohyb klikového hřídele. Hlavním prvkem tohoto mechanismu je klikový hřídel. Má pohyblivé spojení s blokem válců. Takové spojení zajišťuje rotaci tohoto hřídele kolem osy.

Na jednom konci hřídele je připevněn setrvačník. Úkolem setrvačníku je přenášet kroutící moment z hřídele dále. Vzhledem k tomu, že 4taktní motor má na každé dvě otáčky klikového hřídele pouze jednu polovinu otáčky s užitečným účinkem - pracovní zdvih, zbytek vyžaduje zpětný chod, který provádí setrvačník. Díky značné hmotnosti a rotaci díky své kinetické energii zajišťuje otáčení kolen. hřídel během přípravných cyklů.

Obvod setrvačníku má ozubený věnec, pomocí kterého se elektrocentrála spouští.

Na druhé straně hřídele je hnací kolo olejového čerpadla a mechanismu rozvodu plynu a také příruba pro montáž řemenice.

Součástí tohoto mechanismu jsou i ojnice, které zajišťují přenos síly z pístu na klikovou hřídel a naopak. Ojnice jsou také pohyblivě připevněny k hřídeli.

Plochy bloku válců, kolena. hřídel a ojnice v místech spojů se spolu přímo nedotýkají, mezi nimi jsou kluzná ložiska - vložky.

Skupina válec-píst

Tuto skupinu tvoří vložky válců, písty, pístní kroužky a čepy. Právě v této skupině probíhá proces spalování a předávání uvolněné energie k přeměně. Spalování probíhá uvnitř objímky, která je na jedné straně uzavřena hlavou bloku a na druhé straně pístem. Samotný píst se může pohybovat uvnitř objímky.

Pro zajištění maximální těsnosti uvnitř vložky jsou použity pístní kroužky, které zabraňují úniku směsi a spalin mezi stěnami vložky a pístem.

Píst je pohyblivě spojen s ojnicí pomocí čepu.

Mechanismus distribuce plynu

Úkolem tohoto mechanismu je včasný přívod hořlavé směsi nebo jejích složek do válce a také odvod spalin.

Dvoudobé motory nemají mechanismus jako takový. V něm se přívod směsi a odvod spalin provádí technologickými okny, která jsou vyrobena ve stěnách objímky. Taková okna jsou tři – vstupní, bypass a výstupní.

Pohybující se píst otevírá a zavírá jedno nebo druhé okno, a tak se manžeta plní palivem a výfukové plyny jsou odstraněny. Použití takového rozvodu plynu nevyžaduje další komponenty, proto je hlava válců takového motoru jednoduchá a jejím úkolem je pouze zajistit těsnost válce.

4-taktní motor má mechanismus distribuce plynu. Palivo z takového motoru je dodáváno speciálními otvory v hlavě. Tyto otvory jsou uzavřeny ventily. Pokud je nutné dodat palivo nebo odstranit plyny z válce, otevře se příslušný ventil. Otevírání ventilů zajišťuje vačkový hřídel, který svými vačkami ve správný čas tlačí na požadovaný ventil a ten otevře otvor. Vačkový hřídel je poháněn klikovým hřídelem.

Pohon rozvodovým řemenem a řetězem

Uspořádání mechanismu distribuce plynu se může lišit. Motory se vyrábějí se spodním vačkovým hřídelem (je umístěn v bloku válců) a horním ventilem (v hlavě válců). Přenos síly z hřídele na ventily se provádí pomocí táhel a vahadel.

Běžnější jsou motory, u kterých jsou jak hřídel, tak ventily nahoře. Při tomto uspořádání je hřídel umístěn také v hlavě válců a působí přímo na ventily, bez mezičlánků.

Zásobovací systém

Tento systém zajišťuje přípravu paliva pro jeho další přívod do válců. Konstrukce tohoto systému závisí na palivu používaném motorem. Hlavní je nyní palivo izolované od ropy a různé frakce - benzín a nafta.

Benzínové motory mají dva typy palivového systému – karburátor a vstřikování. V prvním systému se tvorba směsi provádí v karburátoru. Dávkuje a dodává palivo do proudu vzduchu, který jím prochází, poté je tato směs již přiváděna do válců. Takový systém se skládá z palivové nádrže, palivového potrubí, vakuového palivového čerpadla a karburátoru.

Systém karburátoru

To samé se dělá u aut se vstřikováním, ale jejich dávkování je přesnější. Také palivo ve vstřikovačích je přidáváno do proudu vzduchu již ve vstupním potrubí přes trysku. Tento vstřikovač rozstřikuje palivo, což zajišťuje lepší tvorbu směsi. Vstřikovací systém se skládá z nádrže, v ní umístěného čerpadla, filtrů, palivového potrubí a palivové lišty s tryskami nainstalovanými na sacím potrubí.

U dieselových motorů jsou složky palivové směsi dodávány samostatně. Mechanismus distribuce plynu dodává do válců pouze vzduch přes ventily. Palivo je do válců dodáváno samostatně, tryskami a pod vysokým tlakem. Tento systém se skládá z nádrže, filtrů, vysokotlakého palivového čerpadla (TNVD) a vstřikovačů.

V poslední době se objevují vstřikovací systémy, které fungují na principu dieselového palivového systému – vstřikovače s přímým vstřikováním.

Systém odvodu výfukových plynů zajišťuje odvod spalin z válců, částečnou neutralizaci škodlivých látek, snížení hluku při odvodu výfukových plynů. Skládá se z výfukového potrubí, rezonátoru, katalyzátoru (ne vždy) a tlumiče.

Mazací systém

Mazací systém snižuje tření mezi vzájemně působícími povrchy motoru vytvořením speciálního filmu, který zabraňuje přímému kontaktu povrchů. Navíc odvádí teplo, chrání prvky motoru před korozí.

Mazací systém se skládá z olejového čerpadla, olejové nádrže - vany, přívodu oleje, olejového filtru, kanálků, kterými se olej pohybuje na třecích plochách.

Chladící systém

Udržování optimální provozní teploty při provozu motoru zajišťuje chladicí systém. Používají se dva typy systémů – vzduch a kapalina.

Vzduchový systém zajišťuje chlazení foukáním vzduchu skrz válce. Pro lepší chlazení jsou na válcích vyrobena chladicí žebra.

V kapalném systému je chlazení zajištěno kapalinou, která cirkuluje v chladicím plášti v přímém kontaktu s vnější stěnou objímek. Takový systém se skládá z chladicího pláště, vodního čerpadla, termostatu, potrubí a radiátoru.

Systém zapalování

Zapalovací systém se používá pouze u benzínových motorů. U dieselových motorů se směs zapaluje kompresí, takže takový systém nepotřebuje.

U benzínových automobilů se zapalování provádí jiskrou, která v určitém okamžiku přeskočí mezi elektrody žhavicí svíčky instalované v hlavě bloku tak, že její plášť je ve spalovací komoře válce.

Zapalovací systém se skládá ze zapalovací cívky, rozdělovače (rozdělovače), elektroinstalace a zapalovacích svíček.

elektrické zařízení

Toto zařízení dodává elektřinu do palubní sítě vozu včetně zapalovacího systému. Toto zařízení se také používá ke spouštění motoru. Skládá se z baterie, generátoru, startéru, elektroinstalace, různých senzorů, které hlídají chod a stav motoru.

To je celé zařízení spalovacího motoru. Přestože je neustále vylepšován, jeho princip fungování se nemění, pouze se zdokonalují jednotlivé uzly a mechanismy.

Moderní vývoj

Hlavním úkolem, se kterým se automobilky potýkají, je snižování spotřeby paliva a emisí škodlivých látek do atmosféry. Neustále proto zdokonalují energetický systém, výsledkem je nedávné zavedení systémů přímého vstřikování.

Hledají se alternativní paliva, nejnovějším vývojem v tomto směru je zatím používání alkoholů jako paliva a také rostlinných olejů.

Vědci se také snaží zavést výrobu motorů se zcela jiným principem fungování. Takový je například Wankelův motor, ale zatím žádný zvláštní úspěch nezaznamenal.

Autoleek

Moderní spalovací motor šel daleko od svých předků. Stala se větší, výkonnější, šetrnější k životnímu prostředí, ale zároveň zůstal princip fungování, struktura motoru automobilu a jeho hlavní prvky nezměněny.

Spalovací motory, široce používané v automobilech, jsou pístového typu. Tento typ spalovacího motoru získal své jméno díky principu činnosti. Uvnitř motoru je pracovní komora zvaná válec. Spálí pracovní směs. Při spalování směsi paliva a vzduchu v komoře se zvyšuje tlak, který píst vnímá. Pohybem pístu přeměňuje přijatou energii na mechanickou práci.

Jak je na tom spalovací motor

První pístové motory měly pouze jeden válec malého průměru. V procesu vývoje, pro zvýšení výkonu, byl nejprve zvětšen průměr válců a poté jejich počet. Postupně nabývaly spalovací motory nám známé podoby. Motor moderního automobilu může mít až 12 válců.

Moderní ICE se skládá z několika mechanismů a pomocných systémů, které jsou pro usnadnění vnímání seskupeny takto:

1. KShM - klikový mechanismus.
2. Časování - mechanismus pro nastavení časování ventilů.
3. Mazací systém.
4. Chladící systém.
5. Systém přívodu paliva.
6. Výfukový systém.

Systémy ICE také zahrnují elektrické startování a řídicí systémy motoru.

KShM - klikový mechanismus

KShM je hlavní mechanismus pístového motoru. Vykonává hlavní práci – přeměňuje tepelnou energii na energii mechanickou. Mechanismus se skládá z následujících částí:

• Blok válců.
• Hlava válce.
• Písty s čepy, kroužky a ojnicemi.
• Klikový hřídel se setrvačníkem.

Časování - mechanismus distribuce plynu

Aby se potřebné množství paliva a vzduchu dostalo do válce a zplodiny spalování byly včas odstraněny z pracovní komory, má spalovací motor mechanismus zvaný rozvod plynu. Zodpovídá za otevírání a zavírání sacích a výfukových ventilů, kterými se do válců dostává hořlavá směs paliva a vzduchu a jsou odváděny výfukové plyny. Součástí časování jsou:

• Vačková hřídel.
• Vstupní a výstupní ventily s pružinami a vodícími pouzdry.
• Díly pohonu ventilů.
• Hnací prvky rozvodu.

Rozvod je poháněn od klikového hřídele motoru automobilu. Pomocí řetězu nebo řemene se rotace přenáší na vačkový hřídel, který prostřednictvím vaček nebo vahadel tlačí sací nebo výfukový ventil přes tlačníky a postupně je otevírá a zavírá.

V závislosti na konstrukci a počtu ventilů lze na motor namontovat jeden nebo dva vačkové hřídele pro každou řadu válců. U dvouhřídelového systému je každý hřídel zodpovědný za provoz své vlastní řady ventilů - sacích nebo výfukových. Jednohřídelové provedení má anglický název SOHC (Single OverHead Camshaft). Systém dvou hřídelí se nazývá DOHC (Double Overhead Camshaft).

Při provozu motoru se jeho části dostávají do kontaktu s horkými plyny, které vznikají při spalování směsi paliva a vzduchu. Aby se části spalovacího motoru nezhroutily nadměrnou roztažností při zahřívání, musí se chladit. Motor auta můžete chladit vzduchem nebo kapalinou. Moderní motory mají zpravidla schéma kapalinového chlazení, které je tvořeno následujícími částmi:

• Chladicí plášť motoru
• Pumpa (pumpa)
• Chladič
• Fanoušek
• Expanzní nádoba

Chladicí plášť spalovacích motorů je tvořen dutinami uvnitř BC a hlavy válců, kterými cirkuluje chladicí kapalina. Odvádí přebytečné teplo z částí motoru a odvádí ho do chladiče. Oběh zajišťuje čerpadlo poháněné řemenem od klikové hřídele.

Termostat poskytuje potřebné teplotní podmínky pro motor automobilu, přesměruje tok kapaliny do chladiče nebo jej obchází. Radiátor je zase určen k chlazení ohřáté kapaliny. Ventilátor zvyšuje proudění vzduchu a tím zvyšuje účinnost chlazení. Expanzní nádrž je nezbytná pro moderní motory, protože použité chladicí kapaliny se při zahřívání velmi roztahují a vyžadují další objem.

Systém mazání motoru

V každém motoru je mnoho pohyblivých částí, které je třeba neustále mazat, aby se snížily ztráty výkonu třením a zabránilo se zvýšenému opotřebení a zaseknutí. K tomu slouží mazací systém. Po cestě je s jeho pomocí vyřešeno několik dalších úkolů: ochrana částí spalovacího motoru před korozí, dodatečné chlazení částí motoru a odstraňování produktů opotřebení z míst kontaktu třecích částí. Mazací systém motoru automobilu je tvořen:

• Olejová vana (vana).
• Čerpadlo pro přívod oleje.
• Olejový filtr s .
• Ropovody.
• Měrka oleje (ukazatel hladiny oleje).
• Indikátor tlaku v systému.
• Plnicí hrdlo oleje.

Čerpadlo odebírá olej z olejové vany a dodává jej do olejových potrubí a kanálů umístěných v BC a hlavě válců. Přes ně se olej dostává do míst dotyku třecích ploch.

Zásobovací systém

Napájecí systém pro spalovací motory se zážehovým a vznětovým zapalováním se od sebe liší, i když mají řadu společných prvků. Běžné jsou:

• Palivová nádrž.
• Snímač hladiny paliva.
• Palivové filtry - hrubé a jemné.
• Palivové potrubí.
• Sací potrubí.
• Vzduchové potrubí.
• Vzduchový filtr.

Oba systémy mají palivová čerpadla, rozdělovače paliva, vstřikovače paliva, ale vzhledem k odlišným fyzikálním vlastnostem benzínu a motorové nafty má jejich konstrukce značné rozdíly. Princip dodávky je stejný: palivo z nádrže je přiváděno přes filtry přes filtry do rozdělovače paliva, ze kterého vstupuje do vstřikovačů. Ale pokud u většiny benzínových spalovacích motorů jej trysky přivádějí do sacího potrubí motoru automobilu, pak u dieselových motorů je přiváděn přímo do válce a již tam se mísí se vzduchem. K palivovému systému patří i díly, které vzduch čistí a přivádějí ho do válců – vzduchový filtr a potrubí.

Výfukový systém

Výfukový systém je určen k odvodu výfukových plynů z válců motoru automobilu. Hlavní detaily, jeho součásti:

• Výfukové potrubí.
• Sací potrubí tlumiče.
• Rezonátor.
• Tlumič.
• Výfukové potrubí.

U moderních spalovacích motorů je konstrukce výfuku doplněna o zařízení pro neutralizaci škodlivých emisí. Skládá se z katalyzátoru a senzorů, které komunikují s řídící jednotkou motoru. Výfukové plyny z výfukového potrubí přes výfukové potrubí vstupují do katalyzátoru, poté přes rezonátor do tlumiče výfuku. Poté jsou výfukovým potrubím vypouštěny do atmosféry.

Na závěr je třeba zmínit startovací a řídicí systémy motoru vozu. Jsou důležitou součástí motoru, ale je třeba je brát v úvahu společně s elektrickým systémem vozu, což je nad rámec tohoto článku o vnitřnostech motoru.