Digitální učební materiál

1. Digitální učební materiál

2. Pístové spalovací motory

3. Spalovací motor • Spalovací motor je tepelný stroj, ve kterém se tepelná energie • uvolněná hořením paliva mění na mechanickou práci; • Pracovní látkou jsou hořením vzniklé plyny; • Plyny při svém rozpínání posouvají pístem a konají práci na úkor • své vnitřní energie; • Opakovaného využití práce plynu je dosaženo periodicky se opakujícím • cyklem.

4. Rozdělení pístových spalovacích motorů • Podle principu činnosti: • Čtyřdobé motory: Pracovní cyklus proběhne během čtyř zdvihů pístu; • Dvoudobé motory: Pracovní cyklus proběhne během dvou zdvihů pístu; • Podle způsobu zapálení směsi: • Zážehové motory: • Pohonná směs se zapaluje elektrickou jiskrou; • Motory na plynná paliva (LPG, CNG) a lehká kapalná paliva (benzín); • Vznětové motory: • Palivo se vstříknutím do kompresí zahřátého vzduchu vznítí; • Motory na těžká kapalná paliva (nafta, topný olej).

5. Čtyřdobý zážehový motor • Pracovní cyklus čtyřdobého motoru • se skládá ze čtyř dob: • 1. Sání • 2. Komprese • 3. Expanze • 4. Výfuk • K vykonání celého pracovního cyklu • jsou třeba čtyři zdvihy pístu; • K zapálení směsi dochází pomocí • elektrické jiskry vytvořené mezi • kontakty zapalovací svíčky. Obrázek 16.1. Čtyřdobý zážehový motor

6. Čtyřdobý zážehový motor • 1. Doba: Sání • Při pohybu pístu z horní úvratě • do dolní úvratě vzniká ve válci • podtlak (až 20 kPa); • Otevřeným sacím ventilem dojde • k nasátí zápalné směsi; • Zápalná směs se získá smísením • paliva se vzduchem pomocí • karburátoru nebo vstřikovacího • zařízení. Obrázek 16.2. První doba - Sání

7. Čtyřdobý zážehový motor • 2. Doba: Komprese • Sací i výfukový ventil jsou zavřeny; • Při pohybu pístu z dolní úvratě • do horní úvratě dochází ke stlačení • zápalné směsi (tlak až 1,8 MPa); • Během stlačení se zvýší teplota • ve válci (až 450 °C), dojde • k odpařování paliva a smísení • jeho par se vzduchem; • Těsně před horní úvratí přeskočí • elektrická jiskra mezi elektrodami • zapalovací svíčky. Obrázek 16.3. Druhá doba - Komprese

8. Čtyřdobý zážehový motor • 3. Doba: Expanze • Od zažehnutí směsi do jejího • prohoření uplyne asi 0,001 s; • V tu chvíli je ve spalovacím • prostoru teplota až 2 500 °C • a tlak až 6,5 MPa; • Rozpínání plynů vznikajících • hořením paliva vyvolá pohyb • pístu z horní do dolní úvrati; • Jedná se o jedinou pracovní • dobu čtyřdobého motoru. Obrázek 16.4. Třetí doba - Expanze

9. Čtyřdobý zážehový motor • 4. Doba: Výfuk • Otevřením výfukového ventilu • začnou spaliny proudit výfukovým • kanálem do výfukového potrubí; • Pohybem pístu z dolní úvratě • do horní úvratě jsou vytlačeny • zbytkové spaliny; • Výfukové plyny dosahují teploty • až 900 °C. Obrázek 16.5. Čtvrtá doba - Výfuk

10. Účinnost čtyřdobého zážehového motoru • Využití energie obsažené v palivu je • u spalovacích motorů nedokonalé; • Účinnost čtyřdobých zážehových • motorů se pohybuje od 20 do 33 %. • Nejvíce tepla s sebou odnášejí • výfukové plyny a chladicí médium. Obrázek 16.6. Energetická bilance

11. JAWA 500 OHC typ 15/02 • Rok výroby: 1956 - 1959; • Motor: Vzduchem chlazený čtyřdobý • zážehový; • Rozvod: OHC; • Počet válců: 2; • Objem válců: 488 cm3; • Výkon: 20,6 kW při 5 500 ot./min.; • Příprava směsi: Karburátorem; • Palivo: Benzín; • Spotřeba: 4 l/100 km při 75 km/h; • Maximální rychlost: 147 km/h. Obrázek 16.7. JAWA 500 OHC - motor

12. Obrázek 16.8. JAWA 500 OHC typ 15/02

13. ŠKODA Felicia 1.3 MPI typ 136 M • Rok výroby: 1997 - 1999; • Motor: Vodou chlazený čtyřdobý • zážehový; • Rozvod: OHV; • Počet válců: 4; • Objem válců: 1 289 cm3; • Výkon: 50 kW při 5 000 ot./min.; • Příprava směsi: Vícebodové • vstřikování (MPI); • Palivo: Benzín; • Spotřeba: 5,6 l/100 km při 90 km/h; • Maximální rychlost: 156 km/h. Obrázek 16.9. Škoda Felicia - motor

14. Obrázek 16.10. ŠKODA Felicia 1.3 MPI

15. Dvoudobý zážehový motor • Potřebuje pouze dva zdvihy pístu • k vykonání pracovního cyklu; • 1. Komprese směsi ve válci • a sání směsi pod válec; • Zážeh a expanze; • 2. Plnění válce směsí a výfuk; • Výměna náplně ve válci je řízena • pístem a děje se pomocí kanálů • (sací, přepouštěcí, výfukový); • Výhody: Jednoduchá konstrukce, • nižší hmotnost, nižší cena; • Nevýhody: Vyšší spotřeba paliva • a motorového oleje, nižší účinnost, • jen 20 %. Obrázek 16.11. Dvoudobý zážehový motor

16. WARTBURG 353 • Rok výroby: 1966 - 1988; • Motor: Vodou chlazený dvoudobý • zážehový; • Rozvod: Písty; • Počet válců: 3; • Objem válců: 992 cm3; • Výkon: 37 kW při 4 250 ot./min.; • Příprava směsi: Karburátorem; • Palivo: Benzín s olejem (50:1); • Spotřeba: 7,4 l/100 km při 90 km/h; • Maximální rychlost: 130 km/h. Obrázek 16.12. Wartburg 353 - motor

17. Obrázek 16.13. Wartburg 353 W

18. Čtyřdobý vznětový motor (Dieselův) • Má obdobnou konstrukci jako • motor zážehový; • Do válce se nasává čistý vzduch, • který se ve válci adiabaticky • stlačuje a tím se zahřeje na • teplotu asi 600 °C; • Do horkého vzduchu se vstříkne • vstřikovačem nafta, která se • samovolně vznítí a postupně • spaluje; • Vznětový motor nemá zapalovací • svíčku; • Účinnost vznětových motorů je • od 30 % do 45 %. Obrázek 16.14. Vznětový motor

19. TATRA 148 typ motoru T2-928 • Rok výroby: 1972 - 1982; • Motor: Vzduchem chlazený čtyřdobý • vznětový; • Rozvod: OHV; • Počet válců: 8; • Objem válců: 12 667 cm3; • Výkon: 149 kW při 2 000 ot./min.; • Příprava směsi: Přímé vstřikování • paliva; • Palivo: Nafta; • Spotřeba: 31,2 l/100 km při 50 km/h; • Maximální rychlost: 72 km/h. Obrázek 16.15. TATRA 148 - motor

20. Obrázek 16.16. TATRA 148 CAS 32

21. Shrnutí nejdůležitějších poznatků • Spalovací motor je tepelný stroj, ve kterém se tepelná energie • uvolněná hořením paliva mění na mechanickou práci; • Podle principu činnosti spalovací motory dělíme na: • Čtyřdobé motory; • Dvoudobé motory; • Podle způsobu zapálení směsi spalovací motory dělíme na: • Zážehové motory (η = 30 %); • Vznětové motory (η = 40 %); • Při provozu je nutné pístové spalovací motory chladit (vzduchem • nebo kapalinou).

22. Otázky a úkoly Proveďte základní rozdělení pístových spalovacích motorů. • Podle principu činnosti: Dvoudobé/Čtyřdobé. • Podle způsobu zapálení směsi: Zážehové/Vznětové. Jak pracuje čtyřdobý zážehový motor? • Pracovní cyklus se skládá ze čtyř dob: Sání, komprese, expanze, výfuk. • K zapálení směsi dochází pomocí elektrické jiskry. Jak se liší činnost zážehového a vznětového motoru? • U zážehového motoru dochází k zapálení směsi pomocí elektrické jiskry. • U vznětového motoru se palivo po vstříknutí do horkého vzduchu vznítí. Vysvětlete, proč u dvoudobých motorů mícháme palivo s olejem? • Přidáním oleje do paliva je zajištěno mazání motoru.

23. Otázky a úkoly Zvažte dopady provozu spalovacích motorů na životní prostředí. • Například znečišťují ovzduší výfukovými plyny, přispívají k tvorbě smogu • a globálnímu oteplování. Uveďte opatření pro zmírnění těchto negativních dopadů. • Například používání katalyzátorů u zážehových motorů, filtrů pevných částic • u vznětových motorů. Spalování ekologičtějších paliv (P-B, CNG, H).

24. Použité zdroje • LEPIL, Oldřich, BEDNAŘÍK, Milan, HÝBLOVÁ, Radmila. Fyzika pro • střední školy I. 4. vyd. Praha: Prometheus, 2004, 266 s. Učebnice • pro střední školy. ISBN 80-7196-184-1. • BEDNAŘÍK, Milan, KUNZOVÁ, Vlasta, SVOBODA, Emanuel. Fyzika II • pro studijní obory SOU. 1. vyd. Praha: SPN, 1986, 216 s. Učebnice • pro střední školy. • MIKLASOVÁ, Věra. Sbírka úloh z fyziky pro SOŠ a SOU. 1. vyd. Praha: • Prometheus, 2005, 298 s. Učebnice pro střední školy. ISBN 80-7196-135-3. • JAN, Zdeněk, ŽDÁNSKÝ, Bronislav. Automobily 3: Motory. 6. vyd. Brno: • AVID, 2010, 179 s. ISBN 978-80-87143-15-5. • COOMBS, Mark. Údržba a opravy automobilů Škoda Felicia 1.3, 1.3MPi, • 1.6MPi a 1.9 diesel od 1995. 1. vyd. České Budějovice: Kopp, 1999, • 348 s. ISBN 80-723-2093-9.

25. Použité zdroje • PAVLŮSEK, Alois. Jawa 500: Vývoj, prototypy, technika, sport. 1. vyd. • Brno: CPress, 2012, 148 s. Motoalbum (CPress). ISBN 978-80-264-0059-2. • SZPUK, Lubomír. Moderní užitkové automobily Tatra. 1. vyd. Praha: • Naše vojsko, 1979, 285 s. • IHLING, Horst. Wartburg – pomož si sám. 2. vyd. Bratislava: Alfa, 1974, 392 s. • Autoremobrázků, pokudneníuvedenojinak, je autor výukového materiálu.