PRINCIP ČTYŘDOBÉHO ZÁŽEHOVÉHO MOTORU

Transkript

1 PRINCIP ČTYŘDOBÉHO ZÁŽEHOVÉHO MOTORU -klikový hřídel se otáčí vpravo (dvě otáčky klikové a jedna vačkové hřídele) -na každém válci má sací a výfukové ventily -sacím se vpouští směs vzduchu a benzínu do válce -výfukovým se odvádí spaliny -oba ventily jsou ovládané vačkovou hřídelí a pracují v závislosti na poloze pístu

2 Pracuje na 4. doby: 1. Doba SÁNÍ -sání směsi vzniká při pohybu pístu z HÚ do DÚ při otevřeném sacím ventilu a uzavřeném výfukovém ventilu -pohybem pístu dolů vzniká podtlak 0,08MPa a vzduch proudí přes filtr do karburátoru vstřikování, kde se smísí s jemně rozprášeným palivem a směs vstupuje přes sací potrubí a sací ventil do válce -po průchodu pístu DÚ se sací ventil uzavře a sání končí 2. Doba STLAČENÍ = KOMPRESE -stlačení směsi začíná v DÚ při pohybu pístu vzhůru a končí, když je píst v HÚ -oba ventily jsou uzavřeny -prostor ve válci nad pístem se zmenšuje a směs se stlačuje (tlak a teplota se zvyšuje) -kompresní tlak je 0,8 1,8 MPa a teplota C (před zapálením směsi elektrickou jiskrou na zapalovací svíčce) -kompresní poměr u běžných osobních aut 7:1 -kompresní poměr u sportovních osobních aut 12:1 - kompresní poměr u vznětových motorů 15-23:1 PRACOVNÍ PROSTOR KOMPRESNÍ POMĚR= KOMPRESNÍ PROSTOR

3 3. Doba VÝBUCH - ZÁŽEH = EXPANZE -před HÚ pístu přeskočí jiskra na zapalovací svíčce umístěné v hlavě motoru -stlačená směs v kompresním prostoru se zapálí a rychle hoří -teplota je krátkodobě ve válci až 2000 C, tlak při spalování 3-5MPa -ventily jsou uzavřeny -rozpínající plyny tlačí píst z HÚ do DÚ a vytváří sílu, která se přenáší na klikovou hřídel -koná se užitečná práce, která se přenáší na kola auta -část práce se spotřebovává na další zdvih = činnost motoru -předstih: čas před HÚ, kdy se zapálí směs (přeskočí jiskra na zapalovací svíčce) 4. Doba VÝFUK -začíná v DÚ a končí v HÚ -při otevřeném výfukovém ventilu odchází spaliny přes tlumič výfuku do ovzduší -píst pomáhá svým pohybem nahoru vytlačit spaliny z válce -v HÚ se zavře výfukový ventil a otevírá se sací, začíná další pracovní oběh a zdvihy se opakují DIAGRAM ČASOVÁNÍ VENTILOVÉHO ROZVODU ČTYŘDOBÉHO Z. M.

4 PRINCIP DVOUDOBÉHO ZÁŽEHOVÉHO MOTORU -pracovní oběh proběhne za jednu otáčku klikového hřídele, za dva zdvihy -kanály otevírá/zavírá hrana pístu -pro dvoudobý zážehový motor s plněním ze skříně motoru je charakteristické, že v činnosti je prostor nad a pod pístem a kliková skříň je hermeticky uzavřena 1. Doba SÁNÍ + STLAČENÍ -píst se pohybuje z DÚ do HÚ -v utěsněné klikové skříni při pohybu pístu do HÚ vzniká podtlak 0,08MPa, a až se otevře sací kanál, nasává se do ní směs (benzínu + vzduchu +oleje) -při pohybu pístu do HÚ jsou přepouštěcí a výfukový kanál zavřeny hranou pístu -směs se stlačuje tlakem 1,4MPa nad pístem 2. Doba EXPANZE + VÝFUK -krátce před HÚ jiskra na zapalovací svíčce zapálí směs a rychle shoří -plyny se rozpínají a konají práci tlak 2MPa -píst je tlačen z HÚ do DÚ -hrana pístu zavře sací kanál a směs v klikové skříni se začne stlačovat -při dalším pohybu píst otevře výfukový kanál a spaliny unikají přes tlumič do ovzduší -současně se otevře přepouštěcí kanál a natlakovaná stlačená směs z klikové skříně proudí do válce a vytlačuje spaliny výfukovým kanálem

5 TVARY SPALOVACÍCH PROSTORŮ ZÁŽEHOVÝCH MOTORŮ KLÍNOVÝ -ventily odkloněny od osy válce -měkký chod POLOKULOVÝ -tvrdší chod motoru SPALOVACÍ PROSTOR V PÍSTU -vznětové motory STŘECHOVÝ

6 PRINCIP ČTYŘDOBÉHO VZNĚTOVÉHO MOTORU -pracovní oběh proběhne za dvě otáčky klikového hřídele, jednu vačkového 1. DOBA SÁNÍ -píst jde z HÚ do DÚ, vzniká podtlak ve válci -výfukový ventil je zavřený -po otevření sacího ventilu jde do válce vzduch přes vzduchový filtr DOBA STLAČENÍ = KOMPRESE -začíná v DÚ, při pohybu pístu do HÚ, kde končí -oba ventily jsou zavřené -vzduch se stlačuje (3-5MPa) a ohřívá se na C

7 3. DOBA VÝBUCH = EXPANZE -nastává po vstříknutí paliva tryskou vstřikovače těsně před HÚ = předvstřik -oba ventily jsou zavřené -tlak nafty u vstřikovačů 11,5-19,5MPa tvoří se mlhovina -horký vzduch zapálí naftu palivo -při hoření prudce roste tlak (6-9MPa) a teplota ( C), píst je tlačen rozpínajícími spalinami do DÚ a koná práci DOBA VÝFUK -začíná v DÚ a končí v HÚ, při otevřeném výfukovém ventilu -spaliny odchází přes výfukové potrubí a tlumič výfuku do ovzduší

8 SPALOVACÍ PROSTORY VZNĚTOVÝCH MOTORŮ -velký vliv na tvorbu směsi a spalování má pohyb vzduchu -proudění vzduchu je ovlivněno tvarováním hlavy motoru a pístu -tvar spalovacího prostoru má rozhodující vliv na chod motoru DĚLÍME JE: Podle způsobu vstřikování paliva S přímým vstřikem -palivo se tryskou vstřikuje do otevřeného spalovacího prostoru nebo do prostoru ve dně pístu (vířivý prostor v pístu) -tvrdý chod, hlučnější S malým rozvířením Polokulovitý spalovací prostor Miskový (Deutz): velký průměr válců traktory Prstencovitý (Hasellmann) rychloběžné motory Se silným rozvířením Kulovitý: (MAN) 80% spalovacího prostoru je v pístu Toroidní Výhody: nižší spotřeba, lepší studený start, jednoduchá konstrukce hlavy Nevýhody: větší tlak ve válci a namáhání, tvrdý chod, vyšší nároky na rozprášení a kvalitu paliva

9 S nepřímým vstřikem - komůrkové -palivo se vstřikuje do zvláštní spalovací komůrky, kde shoří jen část, tím se v ní zvýší tlak a zbývající palivo je prudce vytlačováno do prostoru válce, kde shoří -spalování je rozloženo na spalování v komůrce a ve válci S tlakovou komůrkou S vířivou komůrkou Se vzduchovou komůrkou Výhody: nižší tlak ve válci a namáhání, měkčí a tišší chod, menší nároky na rozprášení a kvalitu paliva Nevýhody: vyšší spotřeba, při plném výkonu emise Nox, horší studený start, složitá a drahá konstrukce hlavy, která je velmi tepelně namáhána ÚČINNOST MOTORŮ Zážehové motory 25 35% Vznětové motory 38 50%

10 PEVNÉ NEPOHYBLIVÉ ČÁSTI MOTORU Blok motoru - Odlitek z jednoho kusu, má příruby, je na něm vše namontováno - Ze slitin hliníku, litina Kliková skříň - Uložen klikový hřídel - Většinou součástí bloku Vložené válce - Jsou to vlastně trubky z kvalitní litiny, ve kterých běhá píst - Zvenčí chlazeny - Přesah = rozměr mezi blokem motoru a vrchní částí vloženého válce

11 Hlava válců - Uzavírá pracovní prostor válců - Její součástí jsou spalovací prostory - Obsahuje sedla ventilů, závity pro svíčky atd. - Může být dělená (traktory, vzduchem chlazené motory)

12 Vana motoru - Na olej - Výpustní šroub Víko ventilů - motoru - Utěsňuje a chrání před nečistotami Sací potrubí - Přivádí směs nebo vzduch podle druhu motoru - Součástí je čistič vzduchu, který tlumí rázy Výfukové potrubí - Odvádí zplodiny a spolu s tlumičem výfuku tlumí hluk - Ze šedé litiny - Součástí může být katalyzátor

13 POHYBLIVÉ ČÁSTI MOTORU Klikový mechanizmus Píst - Působí na něj při vyšších otáčkách tlak 8MPa a teplota 2200 C - Dutý válcového tvaru - Písty vznětových motorů jsou většího průměru (tlak + teplota jsou vyšší) - Složení:

14 Pístní kroužky - Utěsňují spalovací prostor a stírají olej ze stěn válce - Dělí se: o Podle tvaru zámku: rovné, šikmé, s výřezem pro pojistný kolík (dvoudobý motor) o Podle účelu: Stírací -stírá přebytečný olej ze stěn válců, aby nepronikal nad píst -umístěny pod těsnícími kroužky -kanálek pro odvod oleje -má pružinu Těsnící -jsou dva nebo tři v horních drážkách -nejvíce se opotřebovává horní, který je vystaven tlaku a teplotě, proto je pochromovaný natvrdo

15 Pístní čep - Spojuje píst s ojnicí - Přenáší sílu pístu na ojnici - Proti posunutí je zajištěn pojistným kroužkem (Š není)

16 Ojnice - Spojuje píst s klikovým hřídelem - Vyrábí se zápustkovým kováním - Mění přímočarý pohyb na otáčivý - Musí být vyvážené - U dvoudobých motorů mají jehlové nebo válečkové ložisko - Skládá se z:

17 Klikový hřídel -nejdůležitější část motoru -velikost a tvar podle počtu válců -hlavní čepy jsou uloženy v kluzných ložiskách v bloku motoru -ojniční čepy spojeny kluznými ložisky s hlavou ojnice -součástí jsou protizávaží k vyvážení, vyrábí se z legované oceli -je mazaný od hlavních ložisek šikmo vrtanými kanály navzájem spojenými -je staticky i dynamicky vyvážený

18 Vyvažovací hřídel -tlumí kmity a nepravidelnost chodu motoru při spalování Setrvačník -je litinový kotouč přišroubovaný na konci klikového hřídele -vyrovnává nerovnoměrnosti chodu motoru -současně je hnacím kotoučem spojky -na obvodě má ozubený věnec pro pastorek startéru a stupnici pro nastavení vstřikovacího čerpadla nebo otvor pro zajištění rozvodů -na ozubeném věnci mezera pro snímání otáček nebo zapuštěný magnet

19 Dvouhmotový setrvačník -tlumí kmity a rázy motoru při chodu Rozvody motoru -řídí plnění válců směsí nebo vzduchem a odvod zplodin hoření v přesném čase pro pravidelný chod motoru Druhy: ozubenými koly, řetězem, ozubeným řemenem I. Ventilový rozvod -používá se u čtyřdobých motorů -ovládá sání a výfuk SV (side valve) -rozvod s postranními ventily -již se nepoužívá, jen PRAGA V3S, S5 -ventily jsou na straně bloku motoru ovládané vačkovým hřídelem a ventilovými zdvihátky -vačkový hřídel je v klikové skříni, poháněný rozvodovým řetězem nebo ozubenými koly od

20 klikového hřídele OHV (over head valve) -rozvod s visutými ventily (Š Felicie) -ventily jsou v hlavě poháněny přes vahadla, rozvodové tyčky, zdvihátko od vačkové hřídele uloženého v klikové skříni bloku motoru

21 OHC (over head camshaft) - rozvod s visutými ventily (Š Fabia) -ventily i vačková hřídel v hlavě motoru -nejsou zdvihátka, rozvodové tyčky -jednoduchý, malá hmotnost -složitěji se pohání vačková hřídel (řetěz, řemen, ozubená kola) DOHC = 2 x OHC (double over head camshaft) - rozvod s visutými ventily a dvěma vačkovými hřídeli umístěnými v hlavě motoru

22 Civ (TC) v hlavě je vačkový hřídel, který přes zdvihátko a vahadlo ovládá ventily! U ZÁŽEHOVÝCH MOTORŮ JE OD ROZVODŮ POHÁNĚN ROZDĚLOVAČ, OLEJOVÉ ČERPADLO A VODNÍ ČERPADLO! U VZNĚTOVÝCH MOTORŮ JE OD ROZVODŮ POHÁNĚNO OLEJOVÉ A VSTŘIKOVACÍ ČERPADLO Hlavní části ventilového rozvodu = POHYBLIVÉ ČÁSTI MOTORU o Ventil -odolává teplotě až 2000 C -složení:

23 Druhy ventilů: Podle účelu: - Sací - výfukové Podle tvaru: - Tulipánové - Talířové - Vypuklé Vůle ventilů nastavování u ROZVODU OHV -malá vůle způsobuje přehřívání ventilu a následné podpálení až upálení ventilu -velká vůle způsobuje hlučnost a větší namáhání

24 o Ventilové pružiny -zajišťují zavírání ventilů -každý ventil má dvě, při poruše jedné pracuje druhá, motor je funkční a nezpůsobí větší poruchu o Vačkový hřídel -vyroben z jednoho kusu, má kanálek na mazání -ložiska jsou kluzná Druhy: - Tangenciální - Vačky s dutým bokem - Harmonické - Speciální

25 o Zdvihátka S kladkou -používají se u větších motorů -malé tření -nevýhodou je velikost a špatně se maže Kluzná oblá -rychle se opotřebovávají Kluzná rovná -nepoužívají se Hydraulická (tzv. hydroštosy) -samočinně vymezují vůli ventilů mezi ventilem a vačkou -malá hlučnost -ve zdvihátku je váleček s kuličkovým ventilem a pístek, který je tlačen slabou pružinou -do zdvihátka se přivádí olej pod tlakem kanálkem -při zvedání ventilu stlačený olej pod pístkem uzavře kuličkový ventil a zdvihátko otevře ventil

26 o Vahadla -přenáší pohyb z rozvodové tyčky na ventily -na vahadlech se seřizují vůle ventilů II. Šoupátkový rozvod -málo používané -výhodou je tichý chod, dobré plnění válců -nevýhodou je malá životnost a přestup tepla z pístů do válců S přímočarým pohybem (nepoužívá se) S rotačním pohybem Válcový -používá se u dvoudobých zážehových motorů (jen pro sání směsi do klikové skříně -uložen v hlavě, chlazen vodou -má dva kanály pro sání a výfuk Kuželový - uložen v hlavě -má výřez pro sání a výfuk -odkrývá zapalovací svíčku při zážehu, aby ji chránil před teplem III. Pístový rozvod -používá se u dvoudobých motorů -motory mají tři kanály (sací, výfukový, přepouštěcí)