Spaľovací motor alebo spaľovací motor je najbežnejším typom motora, ktorý sa nachádza v automobiloch. Napriek tomu, že spaľovací motor v moderných automobiloch pozostáva z mnohých častí, jeho princíp fungovania je mimoriadne jednoduchý. Pozrime sa bližšie na to, čo je spaľovací motor a ako funguje v aute.
DVS čo to je?
Spaľovací motor je typ tepelného motora, ktorý premieňa časť chemickej energie získanej spaľovaním paliva na mechanickú energiu, ktorá uvádza do pohybu mechanizmy.
Spaľovacie motory sú rozdelené do kategórií podľa pracovných cyklov: dvojtaktné a štvortaktné. Vyznačujú sa tiež spôsobom prípravy zmesi paliva a vzduchu: s vonkajšou tvorbou zmesi (vstrekovače a karburátory) a vnútornou (dieselové jednotky). Podľa toho, ako sa energia v motoroch premieňa, sa delia na piestové, prúdové, turbínové a kombinované.
Hlavné mechanizmy spaľovacieho motora
Spaľovací motor sa skladá z obrovského množstva prvkov. Existujú však základné, ktoré charakterizujú jeho výkon. Pozrime sa na štruktúru spaľovacieho motora a jeho hlavné mechanizmy.
1. Valec je najdôležitejšou súčasťou pohonnej jednotky. Automobilové motory majú zvyčajne štyri alebo viac valcov, až šestnásť v sériových superšportoch. Usporiadanie valcov v takýchto motoroch môže byť v jednom z troch rádov: lineárne, v tvare V a protiľahlé.
2. Zapaľovacia sviečka generuje iskru, ktorá zapáli zmes vzduchu a paliva. Vďaka tomu prebieha proces spaľovania. Aby motor fungoval „ako hodinky“, iskra musí byť dodaná presne v správnom čase.
3. Nasávacie a výfukové ventily tiež fungujú len v určitých časoch. Jeden sa otvára, keď potrebujete vpustiť ďalšiu porciu paliva, druhý, keď potrebujete vypustiť výfukové plyny. Oba ventily sú pevne zatvorené, keď je motor v kompresnom a spaľovacom režime. To poskytuje potrebnú úplnú tesnosť.
4. Piest je kovová časť, ktorá má tvar valca. Piest sa pohybuje hore a dole vo vnútri valca.
5. Piestne krúžky slúžia ako klzné tesnenia pre vonkajší okraj piesta a vnútorný povrch valca. Ich použitie je spôsobené dvoma účelmi:
Zabraňujú vstupu horľavej zmesi do kľukovej skrine spaľovacieho motora zo spaľovacej komory v momentoch kompresie a pracovného cyklu.
Zabraňujú tomu, aby sa olej dostal z kľukovej skrine do spaľovacej komory, pretože tam sa môže vznietiť. Mnohé autá, ktoré spaľujú olej, sú vybavené staršími motormi a ich piestne krúžky už netesnia správne.
6. Ojnica slúži ako spojovací prvok medzi piestom a kľukovým hriadeľom.
7. Kľukový hriadeľ prevádza translačný pohyb piestov na rotačný.
8. Kľuková skriňa je umiestnená okolo kľukového hriadeľa. V jeho spodnej časti (panvice) sa zhromažďuje určité množstvo oleja.
Princíp činnosti spaľovacieho motora
V predchádzajúcich častiach sme sa zaoberali účelom a konštrukciou spaľovacieho motora. Ako ste už pochopili, každý takýto motor má piesty a valce, vo vnútri ktorých sa tepelná energia premieňa na mechanickú energiu. To zase dáva auto do pohybu. Tento proces sa opakuje neuveriteľnou rýchlosťou niekoľkokrát za sekundu. Vďaka tomu sa kľukový hriadeľ, ktorý vychádza z motora, nepretržite otáča.
Pozrime sa podrobnejšie na princíp činnosti spaľovacieho motora. Zmes paliva a vzduchu vstupuje do spaľovacej komory cez sací ventil. Potom sa stlačí a zapáli iskrou zo zapaľovacej sviečky. Pri horení paliva vzniká v komore veľmi vysoká teplota, ktorá vedie k pretlaku vo valci. To spôsobí pohyb piestu smerom k "mŕtvemu stredu". Urobí tak jeden pracovný ťah. Keď sa piest pohybuje nadol, otáča kľukový hriadeľ cez ojnicu. Potom pohybom z dolnej úvrate do hornej tlačí odpadový materiál vo forme plynov cez výfukový ventil ďalej do výfukového systému stroja.
Zdvih je proces, ktorý nastáva vo valci pri jednom zdvihu piesta. Súbor takýchto cyklov, ktoré sa opakujú v prísnom poradí a po určitú dobu, je pracovným cyklom spaľovacieho motora.
Prívod
Nasávací zdvih je prvý. Začína v hornej úvrati piestu. Pohybuje sa nadol a nasáva zmes paliva a vzduchu do valca. K tomuto zdvihu dochádza, keď je sací ventil otvorený. Mimochodom, existujú motory, ktoré majú niekoľko sacích ventilov. Ich technické vlastnosti výrazne ovplyvňujú výkon spaľovacieho motora. U niektorých motorov je možné nastaviť čas otvorenia sacích ventilov. Toto sa ovláda stlačením plynového pedálu. Vďaka takémuto systému sa zvyšuje množstvo odobratého paliva a po jeho zapálení výrazne stúpa aj výkon pohonnej jednotky. Auto v tomto prípade môže výrazne zrýchliť.
Kompresia
Druhým pracovným cyklom spaľovacieho motora je kompresia. Keď piest dosiahne spodnú úvrať, zdvihne sa. Vďaka tomu sa zmes, ktorá vstúpila do valca, stlačí počas prvého cyklu. Zmes paliva a vzduchu sa stlačí na veľkosť spaľovacej komory. Ide o rovnaký voľný priestor medzi hornými časťami valca a piestom, ktorý je v jeho hornej úvrati. Počas tohto cyklu sú ventily tesne uzavreté. Čím tesnejší je vytvorený priestor, tým lepšia je kompresia. Je veľmi dôležité, v akom stave je piest, jeho krúžky a valec. Ak sú niekde medzery, potom nemôže byť reč o dobrej kompresii, a preto bude výkon pohonnej jednotky výrazne nižší. Množstvo kompresie určuje, ako je pohonná jednotka opotrebovaná.
pracovný zdvih
Toto tretie opatrenie začína v hornej úvrati. A toto meno dostal nie náhodou. Práve počas tohto cyklu prebiehajú v motore procesy, ktoré hýbu autom. V tomto zdvihu je pripojený zapaľovací systém. Je zodpovedný za zapálenie zmesi vzduchu a paliva stlačenej v spaľovacej komore. Princíp činnosti spaľovacieho motora v tomto cykle je veľmi jednoduchý - sviečka systému dáva iskru. Po zapálení paliva dôjde k mikrovýbuchu. Potom prudko zväčší objem, čo núti piest, aby sa prudko pohyboval nadol. Ventily v tomto zdvihu sú v zatvorenom stave, ako v predchádzajúcom.
Uvoľnite
Posledným cyklom spaľovacieho motora sú výfukové plyny. Po zdvihu sa piest dostane do dolnej úvrate a následne sa otvorí výfukový ventil. Potom sa piest pohybuje nahor a cez tento ventil vytláča výfukové plyny z valca. Toto je proces vetrania. Stupeň kompresie v spaľovacej komore, úplné odstránenie odpadových materiálov a požadované množstvo zmesi vzduch-palivo závisia od toho, ako jasne funguje ventil.
Po tomto kroku sa všetko začína odznova. Čo spôsobuje otáčanie kľukového hriadeľa? Faktom je, že nie všetka energia sa vynakladá na pohyb auta. Časť energie roztáča zotrvačník, ktorý pôsobením zotrvačných síl roztáča kľukový hriadeľ spaľovacieho motora, čím posúva piest do nepracovných cyklov.
Vieš? Dieselový motor je ťažší ako benzínový kvôli vyššiemu mechanickému namáhaniu. Preto konštruktéri používajú masívnejšie prvky. Zdroj takýchto motorov je však vyšší ako u benzínových náprotivkov. Okrem toho sa dieselové vozidlá vznietia oveľa menej často ako benzínové vozidlá, pretože nafta je neprchavá.
Výhody a nevýhody
Dozvedeli sme sa, čo je spaľovací motor, aká je jeho štruktúra a princíp činnosti. Na záver rozoberieme jeho hlavné výhody a nevýhody.
Výhody ICE:
1. Možnosť dlhodobého pohybu na plnú nádrž.
2. Nízka hmotnosť a objem nádrže.
3. Autonómia.
4. Všestrannosť.
5. Mierne náklady.
6. Kompaktné rozmery.
7. Rýchly štart.
8. Schopnosť používať viacero druhov paliva.
Nevýhody ICE:
1. Slabá prevádzková efektivita.
2. Silné znečistenie životného prostredia.
3. Povinná prítomnosť prevodovky.
4. Nedostatok režimu rekuperácie energie.
5. Väčšinu času funguje pod zaťažením.
6. Veľmi hlučný.
7. Vysoká rýchlosť otáčania kľukového hriadeľa.
8. Malý zdroj.
Zaujímavý fakt! Najmenší motor je navrhnutý v Cambridge. Jeho rozmery sú 5 * 15 * 3 mm a jeho výkon je 11,2 wattov. Otáčky kľukového hriadeľa sú 50 000 ot./min.
Prihláste sa na odber našich informačných kanálov
