Motory zážehové čtyřdobé

1. Motory zážehové čtyřdobé Střední odborná škola Otrokovice Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Eduard Karola Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze. www.zlinskedumy.cz

2. CharakteristikaDUM

3. MOTORY ZÁŽEHOVÉ ČTYŘDOBÉ Osnova: 1. Hlavní části motoru 2. Princip činnosti 3. Indikátorový diagram 4. Kruhový diagram časování ventilového rozvodu 5. Rychlostní charakteristika motoru 6. Účinnost čtyřdobého zážehového motoru

4. Hlavní části motoru Obr. 1: Příčný řez čtyřdobým zážehovým motorem

5. Princip činnosti Jsou to tepelné stroje, které spalují palivo. Základem činnosti čtyřdobého spalovacího motoru je jeho pracovní oběh, který se skládá ze čtyř fází: - sání - komprese - expanze - výfuk Každá doba proběhne za jeden zdvih pístu. K vykonání pracovního cyklu jsou tedy zapotřebí čtyři zdvihy pístu tj. dvě otáčky klikového hřídele. Výměna náplně ve válci je zprostředkována rozvodovým mechanismem a to prostřednictvím sacích a výfukových ventilů. K zapálení směsi dochází pomocí elektrické jiskry, která se v požadovaném okamžiku vytvoří mezi elektrodami zapalovací svíčky.

6. Obr. 2: Pracovní cyklus čtyřdobého zážehového motoru

7. Sání:Při pohybu pístu z HÚ do DÚ vzniká ve válci podtlak. přes sací ventil je nasávána pohonná směs. Pokud jde o přímé vstřikování nasává se pouze vzduch a benzín je vstřikován tryskou umístěnou v hlavě válce. Komprese:píst se pohybuje směrem do horní úvrati (HÚ). Oba ventily jsou uzavřené. Nasátá směs zmenšuje svůj objem, zvětšuje tlak i teplotu. Těsně před horní úvratí je směs zapálená elektrickoujiskrou. Expanze:Oba ventily jsou uzavřené. Směs paliva a vzduchu zapálená elektrickou jiskrou shoří. V pracovním prostoru válce se prudce zvýší teplota i tlak vzniklých plynů. Ty expandují a během pohybu pístu směrem dolů konají práci. Výfuk:Píst se pohybuje směrem do HÚ. Výfukový ventil je otevřený. Spaliny z pracovního prostoru válce jsou vytlačovány do výfukového potrubí.

8. Indikátorový diagram Pracovní oběh pístového spalovacího motoru můžeme zobrazit pomocí indikátorového diagramu motoru. Indikátorový diagram je grafické znázornění změn tlaku ve válci v závislosti na změně vnitřního objemu pracovního prostoru v důsledku pohybu pístu. Obr. 3: Indikátorový (pracovní) diagram zážehového čtyřdobého motoru

9. Kruhový diagram časování ventilového rozvodu Rozvodový diagram časování udává ve stupních natočení klikového hřídele okamžik otvírání a zavírání ventilů a tím i dobu jejich otevření. Základ diagramu tvoří kružnice, na které jsou naznačeny HÚ a DÚ. Obr. 4: Kruhový diagram časování ventilového rozvodu

10. Rychlostní charakteristika motoru Rychlostní charakteristiky motorů se zjišťují pomocí brzdění motoru na výkonové brzdě. Na výkonové brzdě se určí hodnoty výkonu, točivého momentu a měrné spotřeby paliva při různých otáčkách motoru. Vyneseme-li zjištěné hodnoty do grafu závislosti na otáčkách motoru, dostaneme křivky charakteristiky motoru. Rozlišujeme vnější a částečnou rychlostní charakteristiku motoru. Obr. 5: Vnější rychlostní charakteristika zážehového čtyřdobého motoru

11. Účinnost čtyřdobého zážehového motoru Celkové využití energie obsažené v palivu u dnešních zážehových motorů je stále ještě velmi nedokonalé. Ztráty chlazením jsou 30 – 32 %, výfukem32 – 34 %, třením5 – 6 %. Celkové ztráty v motoru jsou asi 67 – 72 %. Část užitečné práce (asi 2%) je využita pro pohon příslušenství motoru (alternátor, vodní čerpadlo, olejové čerpadlo atd.). Pro pohon vozidla je tedy využito 26 – 31 % energie obsažené v palivu. Ztráty chlazením můžeme alespoň částečně využít pro vytápění vozidla, kinetickou a tepelnou energii výfukových plynů lze využít pro pohon turbodmychadla u přeplňovaných motorů. Využití tepelné energie paliva názorně zobrazuje tzv. Sankeyův diagram ztrát.

12. Obr. 6: Diagram využití tepelné energie paliva u čtyřdobého zážehového paliva

13. Kontrolní otázky 1. Popiš 4-dobý zážehový motor. 2. Popiš princip činnosti motoru. 3. Nakresli diagram časování ventilového rozvodu.

14. Seznam obrázků Obr. 1: Ing. JAN, Z., Ing. ŽDÁNSKÝ, B., Automobily 3. Motory, Příčný řež čtyřdobým zážehovým motorem, Nakladatelství Avid 6. vydání, Brno 2010, str. 13, ISBN 978-80-87143-15-5 Obr. 2:Ing. JAN, Z., Ing. ŽDÁNSKÝ, B., Automobily 3. Motory, Pracovní oběh (cyklus) zážehového čtyřdobého motoru, Nakladatelství Avid 6. vydání, Brno 2010, str. 14, ISBN 978-80-87143-15-5 Obr. 3: Ing. JAN, Z., Ing. ŽDÁNSKÝ, B., Automobily 3. Motory, Indikátorový (pracovní) diagram zážehového čtyřdobého motoru, Nakladatelství Avid 6. vydání, Brno 2010, str. 15, ISBN 978-80-87143-15-5 Obr. 4: Ing. JAN, Z., Ing. ŽDÁNSKÝ, B., Automobily 3. Motory, Kruhový diagram časování ventilového rozvodu, Nakladatelství Avid 6. vydání, Brno 2010, str. 19, ISBN 978-80-87143-15-5 Obr. 5: Ing. JAN, Z., Ing. ŽDÁNSKÝ, B., Automobily 3. Motory, Vnější rychlostní charakteristika zážehového čtyřdobého motoru, Nakladatelství Avid 6. vydání, Brno 2010, str. 22,ISBN 978-80-87143-15-5 Obr. 6: Ing. JAN, Z., Ing. ŽDÁNSKÝ, B., Automobily 3. Motory, Diagram využití tepelné energie paliva u čtyřdobého zážehového paliva, Nakladatelství Avid 6. vydání, Brno 2010, str. 18, ISBN 978-80-87143-15-5

15. Seznam použité literatury [1] Ing. JAN, Z., Ing. ŽDÁNSKÝ, B., Automobily 3. Motory. Nakladatelství Avid, 6. vydání, Brno, 2010, ISBN 978-80-87143-15-5