Digitální učební materiál

Transkript

1 Digitální učební materiál Číslo projektu Označení materiálu Název školy Autor Tematická oblast Ročník Anotace Metodický pokyn Zhotoveno CZ.1.07/1.5.00/ VY_32_ INOVACE_E.3.20 Integrovaná střední škola technická Mělník K učilišti 2566, Mělník Ing. Bohuslav Štolba Strojírenství 3. ročník maturitního studia strojírenských oborů, 2. ročník nástavbového maturitního studia, 3. ročník učňovského odborného studia stroj. oborů. Strojírenství Slovní výklad, frontální vyučování doplněné metodou kladení otázek, názorná obrazová demonstrace textu a obrázků pomocí projektoru, fyzické předvádění dílů. květen/2012 1

2 PÍSTOVÉ VZNĚTOVÉ MOTORY 2

3 Vznětové motory Pracovní oběh vznětových motorů čtyřdobých a dvoudobých je obdobný jako u stejných motorů zážehových. Čtyřdobý vznětový motor U čtyřdobého vznětového motoru je plnění válců i vypouštění spalin řízeno ventilovým rozvodem. Ventily jsou uloženy v hlavě motoru a jsou ovládány vačkami vačkového hřídele prostřednictvím zdvihátek či vahadel (podle typu rozvodu). Ventily, pružiny, vahadla, zdvihátka a vačková hřídel jsou součástí rozvodu. Pracovní oběh (cyklus) motoru se uskuteční během čtyř zdvihů pístu. Klikový hřídel během pracovního cyklu vykoná dvě otáčky. Vačkový hřídel poháněný převodem od klikového hřídele vykoná otáčku jednu. 3

4 Vznětové motory Zapálení paliva při spouštění motorů s nižší kompresí usnadňuje žhavící svíčka. Válec i hlava motoru jsou nejčastěji chlazeny vodou. Čtyřdobé vznětové motory (obvykle několikaválcové) se používají v osobních a nákladních automobilech, v automobilních jeřábech, traktorech, bagrech, lokomotivách, lodích, ve vojenských vozidlech atd. Jako stabilní motory se používají k pohonu velkých čerpadel, kompresorů a generátorů elektrického proudu pro nouzové zdroje. 4

5 Vznětový motor skládá se z těchto konstrukčních skupin: - pevné části motoru kliková skříň, (blok motoru) s válcem, hlava válců, viko hlavy válců, spodní víko motoru, (olejová vana), - klikové ústrojí klikový hřídel, ojnice, pístní čep, píst, Obr. 1 [2] 5

6 Vznětový motor skládá se z těchto konstrukčních skupin: - ventilový rozvod ventily, ventilové pružiny, vahadla, čep vahadel, zdvihátka popř. i tyčky zdvihátek, vačkový hřídel, rozvodová kola, válečkový řetěz popř. ozubený řemen pro pohon, ventilového rozvodu, Obr. 1 [2] 6

7 Vznětový motor skládá se z těchto konstrukčních skupin: - palivový systém vstřikovací čerpadlo, palivové podávací čerpadlo, sací potrubí, čistič paliva, vstřikovač se vtřikovací tryskou, - příslušenství zapalovací systém, mazání motoru, chlazení motoru, výfukové potrubí. Obr. 1 [2] 7

8 Vznětové motory Vznětové motory nasávají do válce čistý vzduch, který je při kompresi stlačen na 2,5 až 4,5 MPa. Stlačením se vzduch zahřeje na teplotu 750 až 900 C Zápalná směs u vznětových motorů vzniká až ve spalovacím prostoru válce (tzv. vnitřní příprava zápalné směsi). Těsně před ukončením komprese je do horkého vzduchu vstříknuto tryskou palivo, které se samo vznítí. Hořením paliva vzniká pracovní látka spaliny o teplotě až 2000 C. Tlak v pracovním prostoru stoupne na 6,5 až 9,0 MPa. Po shoření zápalné směsi ve válci vznětového motoru dojde k většímu poklesu tlaku a teploty. Proto mají vznětové motory větší účinnost a nižší teplotu výfukových plynů (600 až 750 C). Palivem pro vznětové motory jsou těžká kapalná paliva: nafta, směsná nafta, bionafta a dehtový olej. 8

9 Vznětové motory U nepřeplňovaného (atmosférického) motoru, je vzduch do válce nasáván podtlakem vytvořeným pístem. U motoru přeplňovaného je vzduch dopravený do motoru pod vyšším tlakem, než je tlak atmosférický. Do válce se tak dostane větší objem vzduchu (popř. pracovní látky u motorů zážehových), než při pouhém nasávání nebo vyplachování. Motor pracuje s přebytkem vzduchu. Proto je možno zvětšit i množství paliva. Vznětové motory bývají často přeplňovány vzduchem stlačeným pomocí pístového dmychadla, dmychadla s rotujícími písty, nebo turbodmychadla. Turbodmychadlo je plynová turbína, jejíž lopatkové kolo je společně s lopatkovým kolem dmychadla vzduchu uloženo na jedné hřídeli. Turbína je poháněna výfukovými plyny, které by odešly z motoru bez užitku. Podle režimu práce, dosahuje turbo až otáček za minutu. 9

10 Vznětové motory Stlačením v dmychadle se vzduch zahřeje až na 130 C. Je následně ochlazen na 60 C, v chladiči plnícího vzduchu, aby se zvýšila jeho hustota a tím zlepšilo plnění pracovního prostoru. Přeplňováním je možno zvýšit točivý moment a výkon motoru o 30 až 100 %, nebo při stejném výkonu zmenšit rozměry motoru. Podle velikosti plnícího tlaku můžeme přeplňované motory rozdělit na: - motory s nízkotlakým přeplňováním, kde plnící přetlak je 20 až 50 kpa. To odpovídá zvýšení točivého momentu asi o 25%. - motory se středotlakým přeplňováním, kde plnící přetlak je 50 až 100 kpa. To odpovídá zvýšení točivého momentu o 25 až 50%. - motory s vysokotlakým přeplňováním, kde plnící tlak je vyšší než 100 kpa. To odpovídá zvýšení točivého momentu o více než 50%. 10

11 Dvoudobý vznětový motor Dvoudobé vznětové motory mají obdobný oběh jako dvoudobé motory zážehové. Jen pracovní prostor je vyplachován čistým vzduchem, do něhož je ke konci komprese vstřikováno palivo. Dokonalé vypláchnutí pracovního prostoru zajišťuje vyšší výkon a hospodárný provoz. 11

12 Kontrolní otázky: 1. Jak se nazývá mechanické zařízení, které řídí plnění válců a vypouštění spalin u čtyřdobého vznětového motoru? 2. Ve které své části má čtyřdobý vznětový motor uloženy ventily? 3. Jakými součástkami jsou ventily ovládány? 4. Kolik zdvihů vykoná píst během jednoho oběhu čtyřdobého vznětového motoru? 5. Kolik otáček vykoná klikový hřídel během jednoho oběhu čtyřdobého vznětového motoru? 6. Kolik otáček vykoná vačkový hřídel během jednoho oběhu čtyřdobého vznětového motoru? 12

13 Kontrolní otázky: 7. K čemu slouží u vznětových motorů žhavící svíčka? 8. Jak je možno chladit vznětový motor? 9. V jakých strojích se používají čtyřdobé vznětové motory? 10. Vyjmenujte pevné části čtyřdobého zážehového motoru. 11. Vyjmenujte části klikového ústrojí čtyřdobého zážehového motoru. 12. Vyjmenujte části ventilového rozvodu čtyřdobého zážehového motoru. 13. Vyjmenujte části palivového systému čtyřdobého zážehového motoru. 14. Vyjmenujte části příslušenství čtyřdobého zážehového motoru. 13

14 Kontrolní otázky: 15. Co nasává vznětový motor do pracovního prostoru ve válci? 16. Jakého tlaku se dosahuje v pracovním prostoru válce vznětového motoru během komprese? 17. Na jakou teplotu se zahřeje vzduch v pracovním prostoru válce vznětového motoru při kompresi? 18. Ve které části vznětového motoru vzniká zápalná směs. 19. Při které části oběhu je do horkého vzduchu stlačeného ve válci vznětového motoru vstříknuto palivo? 20. Čím je do horkého vzduchu stlačeného ve válci vznětového motoru vstříknuto palivo? 14

15 Kontrolní otázky: 21. Jak nazýváme počátek hoření paliva v pracovním prostoru válce vznětového motoru? 22. Jak se nazývá rozpínající se pracovní látka, která vznikne hořením paliva? 23. Jaké teploty dosahuje pracovní látka, která vznikne hořením paliva v pracovním prostoru válce vznětového motoru? 24. Jakého tlaku se dosahuje v pracovním prostoru válce vznětového motoru během expanze? 25. Proč mají vznětové motory větší účinnost než zážehové? 26. Jaká je teplota výfukových plynů vznětových motorů? 15

16 Kontrolní otázky: 27. Jaká paliva jsou používána pro vznětové motory? 28. Jakým způsobem je do válce nepřeplňovaného (atmosférického) vznětového motoru nasáván vzduch? 29. Čím je vtlačován vzduch do přeplňovaného vznětového motoru? 30. Do kterého motoru se dostane větší množství vzduchu: a) atmosférického, b) přeplňovaného? 31. Ze kterých dvou hlavních částí se skládá turbodmychadlo? 32. Čím je poháněno turbodmychadlo? 33. Jakých otáček turbodmychadlo dosahuje? 16

17 Kontrolní otázky: 34. Jaké teploty dosáhne vzduch po stlačení v turbodmychadle? 35. Proč je vzduch po stlačení v turbodmychadle ochlazován v chladiči plnícího vzduchu. 36. O kolik procent je možno zvýšit výkon motoru přeplňováním. 37. Který motor je menší, mají-li oba stejný výkon: a)nepřeplňovaný, b) přeplňovaný? 38. Jak rozdělujeme přeplňované motory podle velikosti přeplňovacího tlaku? 39. Existují také dvoudobé vznětové motory? 40. Co nasávají dvoudobé vznětové motory do pracovního prostoru ve válci? Použité zdroje: 17

18 Literatura a obrázky: [2] Ing. Josef Doleček, CSc., Ing. Zdeněk Holoubek Strojnictví II pro střední odborná učiliště SNTL Praha Obr. 1. [3] Ing. Vlastimil Skopal, Ing. Jindřich Adámek, Ing. Mojmír Hofírek Stavba a provoz strojů IV Konstrukční uspořádání, provoz a údržba. SNTL Praha [7] Fronk Josef Automobil v obrazech 2. upravené vydání Naše vojsko Praha