Pístové spalovací motory

1. Pístové spalovací motory • Ve spalovacích motorech se přeměňuje část vnitřní energie, která se uvolní při hoření paliva na pohybovou energii pístu. • Podle způsobu zapalování pohonné směsi rozlišujeme motory zážehové a vznětové. • Dnes nejpoužívanější čtyřdobý spalovací motor navrhl roku 1867 Němec N. A. Otto.

2. Čtyřdobý zážehový motor svíčka výfukový ventil sací ventil válec píst pístní čep V automobilech se dnes nejčastěji používá zážehový čtyřdobý motor. Jako palivo se v něm používá směs benzinu (rozptýleného na drobné kapky) a vzduchu. ojnice klikový hřídel

3. Sledujte pracovní cyklus motoru čtyřdobého zážehového • SÁNÍ – Píst jde dolů, nad ním vzniká podtlak. • Otevřeným sacím ventilem vniká • do válce chladná palivová směs. 2. STLAČOVÁNÍ – Píst jde nahoru, oba ventily jsou uzavřené, tlak i teplota paliva se zvýší, elektrická jiskra svíčky zapálí směs. 3. ROZPÍNÁNÍ – Zapálená směs hoří, vytvořený plyn se rozpíná a tlačí píst dolů–koná práci, část energie plynu se přemění na pohybovou energii. 4. VÝFUK – Píst jde nahoru, výfukový ventil se otevře a zplodiny hoření jsou vytlačeny.

4. Motor koná práci jen ve třetí době – rozpínají se plyny vzniklé hořením palivové směsi. Ve zbývajících dobách cyklu se píst udržuje v pohybu díky setrvačnosti klikového hřídele. Zpravidla má motor čtyři válce na společném klikovém hřídeli, tím je zajištěno, že se vždy v jednom válci koná práce. Jednodušším motorem je zážehový dvoudobý motor, který nemá sací ani výfukový ventil. Používá se u malých motocyklů, travních sekaček.

5. Pracovní cyklus dvoudobého zážehového motoru • SÁNÍ A STLAČOVÁNÍ • Píst jde nahoru, palivová směs se nasává do prostoru pod pístem. • Současně probíhá stlačování směsi a směs je zapálena elektrickou jiskrou. 2. ROZPÍNÁNÍ A VÝFUK Plyny vzniklé hořením se rozpínají, píst jde dolů a zároveň přepouští kanálkem nová palivová směs, která vytlačuje zplodiny hoření výfukovým otvorem.

6. Vznětový čtyřdobý motor Dieselův motor (1892) • Má obdobnou konstrukci jako zážehový motor. • Nepotřebuje zapalování svíčkou – do stlačeného • horkého vzduchu nad válcem se vstřikuje palivo ( motorová nafta). • Je masivnější – dochází k velkému stlačování vzduchu. • Použití – nákladní automobily, lokomotivy, lodě a stále • častěji i osobní automobily.

7. Příklad • Automobil jelrovnoměrným pohybem rychlostí 75 km/h po dráze • 110 km. Motor spotřeboval benzin o hmotnosti 6,9 kg. Výkon • motoru automobilu 13 kW. • Určete dobu jízdy. • Určete teplo odevzdané při spálení paliva. • Určetepráci vykonanou motorem. • Určete účinnost motoru.

8. Zápis úlohy v = 75 km/h s = 110 km P = 13kW = 13000W m = 6, 9 kg t =…h Q =…kJ W = …J Účinnost %

9. Výpočet 1) t = s : v t = 110 km : 75 km/h t = 1, 47 h Doba jízdy je 1, 47 h. • h = 43 000 kJ/kg - výhřevnost benzinu z tabulek • Q = m.h • Q = 6, 9 kg. 43 000 kJ/kg • Q = 296 700 kJ = 296,7 MJ • Při spálení benzin odevzdá teplo 296,7 MJ.

10. W = P.t • W = 13 000 W . 5 292 s 1, 47 h = 5 292 s • W = 68 796 000 J = 68, 796 MJ • Motor vykoná práci 68, 796 MJ. 4) Účinnost = W : Q = 68, 796 MJ : 296,7 MJ = 0, 23 Účinnost motoru je 23 % - to znamená, že jen 23 % energie uvolněné hořením paliva se přemění na pohybovou energii.

11. Účinnosti spalovacích motorů • Čtyřdobý zážehový motor 30 % • Dvoudobý zážehový motor 20 % • Čtyřdobý vznětový motor 40 % KONEC LM