Orbis pictus 21. století

1. Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu Orbis pictus 21. století

2. PÍSTOVÉ SPALOVACÍ MOTORY OB21-OP-STROJ-SPS-SVE-M-4-012

3. PÍSTOVÉ SPALOVACÍ MOTORY Pístové spalovací motory jsou Objemové tepelné motory, ve kterých se tepelná energie získaná spalováním paliva v prostoru pracovního válce mění na tlakovou energii spalin, která je dále prostřednictvím klikového mechanismu měněna na energii mechanickou.

4. PÍSTOVÉ SPALOVACÍ MOTORY Přehled a rozdělení pístových spalovacích motorů Pístové spalovací motory jsou vyráběny v mnoha funkčních a konstrukčních provedeních. Jsou rozdělovány podle vhodně zvolených hledisek : • podle použitého paliva:motory na paliva plynná, kapalná a pevná  • podle způsobu zapalování paliva:motory zážehové nebo vznětové • podle konstrukce:motory s pístem pohybujícím se přímočaře vratně (kmitavě) a motory s pístem pohybujícím se krouživě; • podle pracovního oběhu:motory čtyřdobé a dvoudobé • podle počtu válců:motory jednoválcové a víceválcové • podle druhu rozvodu:motory s rozvodem ventilovým nebo šoupátkovým (zvláštním případem je rozvod pístem dvoudobého motoru) • podle způsobu plnění válce:motory s atmosférickým plněním nebo plněním dmychadlem (přetlakem) • podle způsobu chlazení:motory s chlazením vodou nebo vzduchem

5. PÍSTOVÉ SPALOVACÍ MOTORY Hlavní konstrukční částí spalovacích motorů je válec, v jehož prostoru probíhá spalování paliva • Zapalovací svíčka • Výfukový ventil • Sací ventil • Sedla ventilů • Hlava válce • Plášť válce • Píst • Ojnice • Kliková hřídel • Prostor pro chladící kapalinu • Součásti pracovního válce :

6. PÍSTOVÉ SPALOVACÍ MOTORY Rozdělení pístových motorů: • Motor s vnějším spalováním / Stirlingův motor, parní stroj / • Motor s vnitřním spalováním/ pístové motory / Podle hlavního pracovního pohybu a směru působení pracovního média na píst: • s přímočarým vratným pohybem: • jednočinné – pracovní médium působí jen na jednu stranu pístu, požadovaná práce stroje se vykonává jen při jednom směru pohybu, např. Zážehový motor • dvojčinné – pracovní médium působí z obou stran pístu, požadovaná práce se vykonává při obou směrech pohybu (typicky parní stroj). • s rotačním pístem / Wankelův motor /

7. PÍSTOVÉ SPALOVACÍ MOTORY Pracovní cyklus vznětového motoru : Sání Píst jde dolů, nad ním vzniká podtlak, otevřeným sacím ventilem vniká do válce chladná palivová směs. Stlačování Píst jde nahoru a stlačuje směs, oba ventily jsou přitom uzavřené. Tím se zvýší tlak směsi i teplota. Když se píst blíží své horní poloze, zapálí se stlačená palivová směs elektrickou jiskrou. Rozpínání Zapálená směs hoří, zvyšuje se tlak vznikajícího plynu i teplota. Oba ventily jsou uzavřené. Vytvořený plyn se prudce rozpíná a tlačí píst dolů. Koná práci a jeho vnitřní energii převádí na pohybovou energii pístu. Výfuk Píst jde nahoru,výfukový ventil se otevře: sací zůstává uzavřen. Spálené plyny jsou pohybem pístu vytlačeny výfukovým ventilem z válce.

8. PÍSTOVÉ SPALOVACÍ MOTORY Pracovní cyklus zážehového motoru : Sání Píst nasává vzduch do válce otevřeným sacím ventilem Stlačování Sacíventil se uzavírá a píst stlačuje vzduch (až na 5 MPa), což způsobuje jeho ohřátí (až na 700°C) Rozpínání Při maximálním stlačení se vstříkne palivo (tlakem 7 až 30 MPa) a jemně rozptýlené se vznítí, plyny tlačí píst dolů. Výfuk Výfukový ventil se otevře a píst vytlačí spálené plyny z válce.

9. PÍSTOVÉ SPALOVACÍ MOTORY Hvězdicový motor Hvězdicový motor je typ pístového, spalovacího motoru, který má válce rozmístěné od klikové hřídele v kruhu a většinou v jedné rovině kolmé k ose hřídele tak, že sousední válce spolu svírají stejný úhel. Ve velkém se používal v letectví

10. PÍSTOVÉ SPALOVACÍ MOTORY Dvoudobý spalovací motor je pístový spalovací motor, jehož pracovní cyklus proběhne za jednu otáčku klikové hřídele. Přívod zápalné směsi obstarávají místo ventilů píst a kanály, které píst při svém pohybu otevírá a zavírá. U novějších motorů ovládá sání pod píst šoupátkový rozvod nebo klapky.

11. PÍSTOVÉ SPALOVACÍ MOTORY Pracovní cyklus motoru s krouživým pístem: Kmitavý pohyb pístu ve spalovacích motorech způsobuje konstrukční problémy. Hledal se proto motor, ve kterém by píst nekmital, ale plynule kroužil. Nejlepší konstrukci vytvořil němec F. Wankel U Wankelových motorů probíhají vlastní fáze sání, komprese, práce a výfuku současně. Na obrázku jsou rozlišeny různými barvami světlemodrá = sání,tmavomodrá = komprese, žlutočervená = zážehžlutá = výfuk

12. PÍSTOVÉ SPALOVACÍ MOTORY Stirlingův motor má dva pracovní prostory, mezi nimiž může volně proudit plyn. Jeden z prostorů je studený, druhý horký. Toho je docíleno buď přímým ohříváním a chlazením komor, nebo vnějším ohřívačem a chladičem. Mezi ohřívačem a chladičem je obvykle zařazen ještě regenerátor, akumulující teplo plynu procházejícího z ohřívače do chladiče nebo naopak.

13. PÍSTOVÉ SPALOVACÍ MOTORY Parní stroj Pára z kotle je přes regulátor vedena do šoupátkové komory a odtud je rozdělována do válce. Tam svým tlakem způsobuje pohyb pístu. Použitá pára je přes šoupátkovou komoru vypouštěna ven. Posuvný pohyb pístu je přes pístní tyč, křižák a ojnici přenášen na kliku, která posuvný pohyb převádí na otáčivý (rotační). Hlavní části : 1 - Píst2 - Pístní tyč3 - Křižák4 - Ojnice5 - Klika čepu ojnice6 - Excentrický mechanismus7 - Setrvačník8 - Šoupátko9 - Wattův odstředivý regulátor.

14. Použitá literatura • BOLEK,A., KOCHMAN,J. aj. Části strojů 2. svazek. 5. vydání, Praha: SNTL, 1990 • DOLEČEK,J., HOLOUBEK,Z., Strojnictví 1 pro SOU, 1. vydání Praha : SNTL, 1988 • KŘÍŽ, R., Strojírenská konstrukce 1. 1. vydání, Praha: SNTL, 1986