Spalovací motor (v širším smyslu) je stroj, který spálením paliva přeměňuje jeho chemickou energii na mechanickou práci.
K vypálení paliva může docházet v motoru i mimo něj, v užším smyslu se však pod pojmem spalovací motor zpravidla rozumí pístový spalovací motor.
Některé látky, obecně nazývané paliva, jsou schopny chemické reakce spalování, při které se uvolňuje teplo, a pokud se tepelným ke stlačenému pracovnímu plynu zvýší tlak nebo objem, můžeme tento stav využít k mechanické práci.
Vyvedení získané mechanické práce ve využitelné formě je už jen věcí vhodného konstrukčního řešení a některá z variant uvedeného obecného principu je přítomna v realizaci každého spalovacího motoru.
Dělení spalovacích motorů
Spalovací motory se rozdělují podle několika hledisek.
podle druhu spalovaného paliva se motory rozdělují na plynová, na kapalná paliva, na tuhá paliva a další varianty, jako jsou žíznivě různá paliva a vícepalivové motory.
podle místa přípravy směsi: s tvorbou směsi mimo pracovní prostor-například v karburátoru, spalovací komoře, a s tvorbou směsi v pracovním prostoru-například ve válci vznětových motorů.
podle způsobu přípravy směsi: karburátory, vstřikové motory.
podle způsobu jak se dopravuje vzduch do válců: motory s atmosférickým plněním válců a přeplňované motory s dodatečným plněním.
plnicími zařízeními mohou být mechanická dmychadla, kompresory, turbodmychadla a další technologie.
dle pracovního určení na stacionární, mobilní, průmyslové, elektrárenské, lodní, železniční, vozidlové, traktorové a speciální.
Pístový spalovací motor
Těmto motorům patří nejpočetnější zástupci spalovacích motorů v technických zařízeních a téměř výhradně se používají pro pohon motorových vozidel.
Zážehový motor - základní charakteristikou je, že směs ve válci nad pístem se zapaluje nejčastěji jiskrou mezi elektrodami svíčky; směs k zapálení potřebuje cizí zdroj energie.
Vznětový motor - základní charakteristikou je, že směs, která se tvoří ve spalovacím prostoru, se vzněcuje od kompresního tepla a má velmi vysoký kompresní poměr.
Pracovní cyklus u čtyřdobého zážehového motoru je čtyřdílný: sání, komprese, expanze, výfuk.
Výfukové plyny vznikají při expanzi a píst se pohybuje dolů i nahoru podle jednotlivých fází.
U vznětových motorů s přímým vstřikem paliva do válce dosahují hodnoty kompresního poměru srovnatelné s těmi u zážehových motorů, ale s odlišnou charakteristikou spalování.
Při sání se do pracovního prostoru nasává směs vzduchu a paliva, nebo jen vzduch, pokud se používá přímé vstřikování, a při kompresi se vše završuje zvýšením teploty a tlaku.
Dané procesy určují velikost výkonu a jeho proměnlivost v závislosti na zátěži a otáčkách.
Obsah motoru, měřený objemem nasátého vzduchu do všech válců, bývá dnes u běžného rodinného auta kolem 1 200 až 2 000 cm3, a s čtyřdobými zážehovými motory se setkáme především v osobních automobilech.
Účinnost těchto motorů se uvádí v širokém rozmezí od 20 % do 33 %, nicméně moderní experimenty ukazují potenciál vyššího využití energií v některých podmínkách, například v závodních aplikacích.
Spalovací motor je mechanický tepelný stroj, který spalováním paliva přeměňuje chemickou energii na energii mechanickou a slouží jako pohon různých strojních zařízení.
Ke zlepšování účinnosti a snižování emisí se využívají různé techniky, jako je zvýšení účinnosti, použití přídavných zařízení, konstrukční úpravy motoru a změna plnění válců.
Mezi důležité prvky ovlivňující účinnost spalování patří složení paliva, tvorba směsi, rychlost hoření a způsob plnění, které se postupně vyvíjely od karburatorů k moderním vstřikovacím systémům.
V současnosti se stále více prosazují dohc rozvody a trend downsizingu s turbem a hybridními systémy, což umožňuje vyšší účinnost kolem 40 %, ačkoli skutečná hodnota závisí na konkrétnních podmínkách provozu.
Historie vývoje
První pokusy se spalovacím motorem sahají do konce 18. století, kdy Lebon experimentoval se spalovacím motorem na svítiplyn a jeho práce byla spojena s parním strojem.
V dalších desetiletích se rozvíjely konstrukce vycházející ze zapalovací svíčky a z různých typů rozvodů až po čtyřtaktní motor Otto, Daimler a Diesel, kteří zásadně ovlivnili vývoj motorů.
První zařízení pro automobilovou dopravu poháněná takovými motory začala vznikat na konci 19. století a v roce 1908 zahájila sériovou výrobu Fordem.
Postupně se vyvíjely systémy chladicí, mazací, řízení chodu motoru a elektrický systém zajišťující dodávky energie pro další subsystémy.
Regulace výkonu a emise
Regulace výkonu u spalovacích motorů je realizována kvantitativní regulací (měřené množství paliva) a kvalitativní regulací (složení směsi).
U zážehových motorů bez homogenní směsi se často používá škrticí klapka, zatímco u vznětových motorů pracujících s heterogenní směsí bývají využívány jiné metody řízení.
Spalovací motory jsou významným zdrojem emisí a typicky zahrnují NOx, amoniak, CO, CHx a SO2; emise se snaží omezit prostřednictvím katalyzátorů, filtrů a dalších technologií, a to při snaze zachovat výhody spalovacího motoru.
Budoucnost zahrnuje především rozvoj hybridních pohonů, které kombinují spalovací motor s elektrickým generátorem a umožňují rekuperaci energie, avšak ekonomické zhodnocení vysoké počáteční investice bude klíčové.
Pro snižování spotřeby paliva a emisí se používají techniky zvyšující účinnost spalin, modernizace paliv a palivových systémů a úpravy vzduchového plnění a spalovacích prostor.
Čtyřtaktní spalovací motor, vysvětlení čtyřtaktního cyklu
tags: #spalovaci #prostor #zazehovych #motoru #strechovy