Tepelné motory Martin KrajčoviČ 3.D

1. Tepelné motoryMartin KrajčoviČ 3.D

2. OBSAH

3. Všeobecné informácie o zážihovýchmotoroch

4. Všeobecné informácie o zážihovýchmotoroch • je spaľovací motor, v ktorom je zmes paliva a vzduchu vo valci zapálená elektrickou iskrou, ktorú obvykle vytvorí zapalovacia sviečka. • Pracujú s nižším kompresným tlakom, najvyšší točivý moment a výkon leží vo vyšších otáčkach, ich chod je tichý a pravidelný.

5. Všeobecné informácie o zážihovýchmotoroch • Pre správnu funkciu zážihových spaľovacích motorov je dôležitá odolnosť paliva proti samovznieteniu, kterú udává oktánové číslo. • Oproti vznetovému motoru má však nižšiu účinnost.

6. 2-taktnýzážihový motor

7. 2-taktný zážihový motor • Piestový spaľovací motor, ktorého pracovný cyklus prebehne za jednu otáčku kľukového hriadeľa. Na rozdiel od štvordobého spaľovacieho motoru zaobstarávajú prívod zápalnej zmesi namiesto ventilov piest a kanály

8. 1. Nasávanie a kompresia • Piestsa pohybuje od dolnej úvrati smerom k hornej úvrati. V kľukovejskrini vzniká podtlak a tým savtiahne do kľukovejskrine zápalná zmes. Počas pohybu piestuhoresauzatvára výfukový a prepúšťací kanál. Zmes v priestore nad piestom (bola pripravenáskôrpočasdruhejfázy) sastláča, nastávakompresia , pod piestomprebiehadôsledkom podtlaku nasávania.

9. 2. Expanzia a výfuk • Tesnepred hornou úvraťoupreskočíiskra, nastávazapálenie a expanzia. Expanziou je piest tlačený z hornejúvrate do úvratedolnej. Spodná hrana piestuuzatvára nasávací kanál. Zmes v kľukovejskrinisapohybompiestustláča. Priďalšom pohybe piestuotvára pravá horná hrana piestu výfukový kanál a vzápätí na to otvára horná hrana piestu aj prepúšťací kanál a stlačená zmes začne vytlačovat zvyškysplodín a dostávasa do priestoru nad piest.

10. Video • Play

11. Typické použitie dvojdobého zážihovéhomotora • jednostopové motorové vozidlá (napr. mopedy, skútre, klasické motocykle) • malé automobily (napr. vozidlá značky TRABANT či WARTBURG) • motorové píly • kosačky na trávu a ďalšie ručné mechanizmy

13. 4-taktnýzážihový motor

14. 4-taktný zážihový motor • je piestový motor pracující na štyroch pohyboch piestu. • Prvý štvordobý spaľovací motor, ktorý využíval benzín, zostrojil v roku 1876 nemecký inžinier Nicolaus Otto.

15. 1. Nasávanie • piest sa pohybuje smerom k dolnej úvrati (DÚ), cez nasávací ventil je nasávaná pohonná zmes.

16. 2. Kompresia • piest sa pohybuje smerom k hornej úvrati (HÚ). Obidva ventily sú uzatvorené. Nasatá zmes zmenšuje svoj objem, zvyšuje tlak a teplotu. Tesne pred hornou úvraťou je zmes zapálená elektrickou iskrou

17. 3. Expanzia • Oba ventily sú uzavreté. Zmes paliva a vzduchu zapálená elektrickou iskrou zhorí. V pracovnom priestore valca sa prudko zvýši teplota aj tlak vzniknutých plynov. Tie expandujú a počas pohybu piestu smerom nadol konajú prácu.

18. 4. Výfuk • Piest sa pohybuje smerom k hornej úvrati. Výfukový ventil je otvorený. Spaliny z pracovného priestoru valca sú vytlačené do výfukového potrubia.

19. 4-taktný zážihový motor 1.Nasávanie 2.Kompresia 3.Expanzia 4.Výfuk

20. Video • Play • Play

21. Prúdový motor

22. Prúdový motor • Prúdový motor je typ motoru, ktorý sa používá v letectve. Pracuje na princípe Newtonovho zákona o akci a reakci – spaliny vychádzajúce z motoru pôsobia silou opačným smerom na motor, ktorý tým ženie vpred.

23. Prúdový motor • V prednej časti motora sa nachádza vstupné ústrojenstvo, ktorým do neho vstupuje vzduch, ten je ďalej nasávaný kompresorom, ktorý stláča vzduch; ten sa tým zahrieva a následne putuje do spaľovacej komory. Tu sa do vzduchu vstrekuje palivo. Zapálením zmesi sa uvoľní teplená energia a horúce plyny, vychádzajúce zo spaľovacej komory, roztáčajú turbínu v zadnej časti motora, ktorá cez hriadeľ vedúci pozdĺžnou osou motora poháňa kompresor. Za turbínou, vo výstupnej tryske, je vysoký tlak a tepelná energia sa mení na kinetickú, tým vzniká ťah motora.

25. Prúdový motor - história • Prvý prúdový motor saobjavil v 30. rokoch, kedy na ňom pracovali dvajarôznykonštruktéri - Frank Whittl v Británii a Hans vonOhain v Nemecku. Whittlesvoj motor patentoval už roku 1930, ale k jeho skúškam došlo až roku 1941, keď bol namontovaný do trupu lietadlaGloster E.28/39 a 15. mája 1941 prvýkrát vzlietol na základni RAF Cranwell. Operačne bol nasadený až v roku 1944 na lietadleGloster Meteor. V Nemecku bol vývoj rýchlejší a prvé lietadlo (Heinkel He 178) vzlietlo už roku 1939, ťahmotoraHeš 3 bol 4,4 kN

26. Raketový motor

27. Raketový motor • Raketový motor je typ tepelného motora, ktorý pracuje na princípe akcie a reakcie. Na rozdiel od väčšinyostatnýchreaktívnychmotorovnie je závislý na atmosférickom kyslíku, a tak je schopný pohybovaťsa mimo atmosféru. Môže byť poháňaný tuhými a kvapalnýmipalivami.

28. Raketový motor – tuhé paliva • Motor poháňaný tuhými palivami je jednoduchší. Je tvorený spaľovacou komorou a hnacou tryskou. Skoro celá spaľovacia komora je naplnená palivom alebo zmesou paliva a oxidačným činidlom, ktoré postupne vyhorieva. Tento typ je veľmi spoľahlivý, pretože nemá žiadne pohyblivé časti.

29. Motor na tuhé paliva

30. Raketový motor – tekuté palivá • Druh raketového motora, ktorý používa na pohon palivo a oxidačné činidlo v kvapalnom skupenstve. • Tento typ motorov je často využívaný, pretože palivo v kvapalnom skupenstve poskytuje relatívne vyšší špecifický impulz.

31. Motor na kvapalné palivá

32. Video • Play

33. Všeobecné informácie o motoroch

34. Všeobecné informácie o motoroch • Motory sú hnacie stroje, ktoré premieňajú určitý druh vstupnej energie na mechanickú energiu. Poháňaný stroj môžeme poháňať buď priamo alebo prostredníctvom prevodu.

35. Všeobecné informácie o motoroch – deleniemotorov • Motory môžeme deliť podľa konstrukčných znakov na : • piestové (motory spaľovacie vznetové a zážihové, parné motory…) • rotačné (parné a vodné turbíny, väčšina elektromotorov) • reaktívne (prúdové a raketové motory)

36. Všeobecné informácie o motoroch – deleniemotorov • Podľa druhu privádzania energie sa motory delia na:- tepelné- hydraulické- elektrické

37. Všeobecné informácie o motoroch – tepelné motory • Tepelné motory získávajú mechanickú energiu zmenou tepelnej energie pracovnej látky. Pracovnou látkou môže byť buď para alebo plyn. Podľa toho sa preto delia na parné motory a motory spaľovacie.

38. Parné motory

39. Parný stroj • Parný stroj je jedným z vynálezov, ktorý významne ovplyvnil vývoj priemyslu a civilizácie. Devätnáste storočie je nazývané storočím pary, ale prvé parné stroje sa objavili už v storočí osemnástom.

40. Prvý parný stroj • Prvý priemyselne využiteľný parný stroj postavil anglický vynálezca Thomas Newcomen (1663-1729) roku 1712. Práce na  jeho konštrukcii trvali desať rokov. Tento stroj bol určený na vysávánie vody zo zatopených uhoľných baní v strednom Anglicku.

41. Prvý parný stroj • Para z kotla vstúpila do valca a vytlačila piest hore. Prívod pary sa potom uzavrel a do valca vstrekovaná studená voda spôsobila kondenzáciu pary. Vytvoril sa tak podtlak a atmosferický tlak stlačil piest naspäť nadol. Pohyb piestu sa pomocou ojnice prenášal na váhadlo, ktoré svojimi kyvmi rozpohybovalo čerpadlo. Vzduch a zrazená voda sa z valca odvádzala trubicou.

43. Video • Play

44. Vznetový motor

45. Vznetový motor • Princíp vznetového motora je jednoduchý: Do stlačeného horúceho vzduchu sa vstrekne horľavá zmes, ktorá sa okamžite zapáli. Potom nasleduje vypustenie splodín a nasatie nového vzduchu, ktorý sa opäť stlačí. Vznetový motor teda nemá karburátor a zapaľovacie sviečky.

46. Vznetový motor • Motor skonštruoval roku 1897 Nemec Rudolf Diesel (1858-1913), nechal si ho patentovať a zakrátko zbohatol. Ako palivo skúšal lacné zdroje ako olej na svietenie alebo uhoľný prach. Každá horľavá látka sa vznietila pri takom tlaku a teplote. Nakoniec najlepšie výsledky zaznamenala nafta a tak sa s malými variáciami používa až dodnes.  

47. Účinnosť motoru • Obrovská prednosťdieslovýchmotorov je v ich účinnosti. Ottov motor prevedievýhrevnúenergiu benzínu na mechanickúprácu len asi z 13%. Dieselov motor už na svojomzačiatku 16% a dnes dokonca až 40%. Pre samotného Diesela bol tento výsledoksklamaním, pretožeočakávalúčinnosť okolo 75%. Jeho motor bol však aj tak mimoriadnekonkurencieschopný.

48. Video • Play

49. Wankelov motor

50. Motor s krúživým piestom (Wankelov motor) • Všetky štyri doby, ako ich poznáme z klasického motoru, prebiehajú za jednu otáčku krúživého piestu, ktorý má tvar trojbokého sférického hranola (prierez približne sférického trojuholníka).