KATEDRA VOZIDEL A MOTOR Rozd lení PSM #1/14 Karel Páv
Princip a rozd lení tepelných motor Transformace tepelné energie na mechanickou 2 / 6 Chemická energie v palivu Tepelná energie Mechanická práce Okysli ovadlo (vzduch) Ztráty T (Nutný odvod tepla pro uzav ení ob hu) - Dobrá tepelná ú innost je podmín na vyššími teplotami ob hu - Carnot v ob h slouží jako m ítko dosažitelnosti max. tepelné ú innosti Q Rozd lení spalovacích motor podle zp sobu p ívodu a odvodu tepla: S ob hem uzav eným - p ívod a odvod tepla z ob hu realizován na vým níku, tedy s vn jším spalováním (parní stroj, Stirling v motor) S ob hem otev eným - p ívod erstvé pracovní látky a odvod látky ven ze systému, mohou být s vn jším spalováním (parní turbína) i s vnit ním spalováním (pístový spalovací motor, spalovací turbína) T okolí Q odv S
Rozd lení spalovacích motor 3 / 6 Podle p sobení pracovní látky: Objemové (pístové) - p ímé p sobení tlaku na pohyblivou ást motoru - píst (pístový spalovací motor, Wankel v motor) Lopatkové - zm na hybnosti proudu vyvolává sílu p sobící na otá ivé lopatky rotoru (turbina) Proudové - zm na hybnosti proudu vyvolává sílu na rám stroje (proudové, raketové motory) Podle místní a asové prom nlivosti d : Nestacionární d je - periodicky opakující se d je, díly jsou st ídav vystavovány vysokým a nízkým teplotám (pístový spalovací motor) Stacionární d je - ustálené d je, díly dosahují vyšších teplot (turbína)
Podle druhu paliva Základní rozd lení PSM Benzínové Naftové Podle zp sobu tvo ení sm si Plynové Kombinované S vn jší tvorbou sm si S vnit ní tvorbou sm si 4 / 6 Podle zp sobu vým ny nápln válce Dvoudobé Podle zp sobu zapálení sm si Zážehové ty dobé Vzn tové Podle zp sobu pln ní válc Podle ú elu použití motoru Nep epl ované (atmosférické) epl ované Podle klikového mechanismu Pr myslové Dopravní (vozidlové, dráhové, lodní, letadlové, speciální) ižákové Bez k ižáku Podle zp sobu chlazení Chlazení kapalinou Chlazení vzduchem Podle po tu pracovních ploch jednoho pístu Jedno inné Dvou inné Podle pohybu pístu Zdvihové Rota ní (krouživé) Podle rychlob žnosti Pomalob žné (volnob žné) (c s < 7,5 m/s) St edn rychlob žné Rychlob žné (c s > 10 m/s) + podle celá ada dalších konstruk ních provedení: uspo ádání válc, typ rozvodu, po et klikových h ídelí atd.
Výhody a nevýhody PSM 5 / 6 Výhody: Relativn vysoká ú innost (0,22 0,5) Otev ený ob h nevyžaduje výkonné vým níky tepla Konstruk ešitelné teplotní a mechanické zatížení díl Kompaktní konstrukce Zvládnutelné ut sn ní vysokých spalovacích tlak ve válci (až 20 MPa) Možnost kombinace s turbodmychadlem, innou turbínou nebo elektromotorem Nenáro ná obsluha Relativn velký ak ní rádius im ená cena Nevýhody: Mechanicky komplikovaná transformace posuvného pohybu na rota ní (klikový mechanizmus se setrva nými ú inky) Nestacionární zatížení od spalovacího tlaku (vibrace, hluk) Plynné a ásticové emise ve výfukových plynech Nutnost spoušt ní cizím zdrojem Nevýhodná charakteristika to ivého momentu (nutnost p evodovky)
Historie PSM 6 / 6 1860: Lenoir v motor Konstrukce vycházela z parního stroje Dvuo inný píst Dvoudobý pracovní cyklus Zážeh elektrickou jiskrou s dlouhou dobou jisk ení Motor pracoval bez stla ení sm si Max. spalovací tlak 5bar Výkon 2,2 kw Spot eba svítiplynu 4 m 3 /kwh 1867: Ott v Langen v atmosférický plynový motor P i nuceném pohybu pístu nahoru nasávaní sm si (1/10 zdvihu) Zapálení sm si ho ícím otev eným plamenem P i ho ení a expanzi pístová ty odpojena p es volnob žku P i pohybu pístu dol konání práce (díky váze pístu a podtlaku) Motor pracoval bez stla ení sm si Výkon 2,2 kw Spot eba svítiplynu 2 m 3 /kwh p p p atm V 1876: Ott v ty dobý zážehový plynový motor P ed zapálením došlo ke stla ení sm si na 2 bar Max. spalovací tlak 10 bar Výkon 3 kw p i otá kách 180 min -1 1897: Diesel v ty dobý vzn tový motor Komprese vzduchu na 30 bar Do válce se pomocí stla eného vzduchu strhával petrolej, pozd ji nafta Výkon 13,1 kw p i otá kách 154 min -1 Spot eba paliva 324 g/kwh p atm V