Prevádzka zapaľovacieho alebo vznetového motora
Kapitola III - Prevádzka zážihového alebo vznetového motora
Prevádzka zážihového motora (MAS)
Je to motor, ktorý ako palivo používa zmes vzdušných pár a benzínových pár. Táto zmes je nasávaná cez vstupný ventil do piestového valca vybaveného segmentmi. Spaľovanie paliva sa deje pomocou sviečky, ktorá vytvára iskru, produkované plyny tlačia na piest a tým vykonávajú mechanickú prácu.
Štyri prevádzkové doby zážihového motora:
Čas 1: vstupné - počas nasávania sa piest pohybuje z PMI (vnútorná úvrať), valec je naplnený palivovou zmesou.
Keď sa začne pohyb piestu, sací ventil sa otvorí, aby bolo možné naplniť valec palivovou zmesou. Naplňte valec, kým piest nedosiahne PME (vonkajšia úvrať) a sací ventil sa nezatvorí.
Čas 2: kompresia - piest sa pohybuje zo SME do MI. Sací aj výfukový ventil sú zatvorené a piest sa posúva nahor do polohy PMI. Zmes je silne stlačená a vznieti sa, keď sviečka vytvorí elektrickú iskru. Kvôli vysokej rýchlosti, s ktorou prebieha kompresia, proces prebieha bez výmeny tepla s vonkajšou stranou, čo je adiabatická kompresia.
Na konci kompresie tlak vo vnútri valca dosiahne 7-8 daN/cm2.
Čas 3: zapálenie a zadržanie - výfukové aj nasávacie ventily sú zatvorené.
Piest je v polohe PMI a palivová zmes je silne stlačená a zapaľuje sa pomocou sviečky, ktorá vytvára elektrickú iskru. Výbuch zvyšuje tlak, ktorý prebieha prakticky na stálej úrovni. Zmes horí postupne v celej svojej hmote a plyny vznikajúce pri spaľovaní tlačia piest do polohy PME, čím vykonávajú mechanickú prácu.
Čas 4: evakuácia - keď piest dosiahne polohu PME, otvorí sa výfukový ventil a spaliny sa vypúšťajú do atmosféry, kým tlak vo valci nedosiahne hodnotu atmosférického tlaku. Kľukový hriadeľ (cez zotrvačník, ktorý akumuluje kinetickú energiu) tlačí piest z polohy PME do polohy PMI, evakuuje spaliny a zatvára ventil na PMI.
Objem plynu klesá, keď sa piest posúva do PMI a cyklus pokračuje.
PME - vonkajšia úvrať: predstavuje polohu maximálnej vzdialenosti od hlavy valca piestu spaľovacieho motora, poloha považovaná za vonkajšiu stranu motora (je to najnižší bod, kde siaha piest). V staršom technickom jazyku sa volalo PMI (dolná úvrať), čo sa v prípade vodorovne usporiadaných valcových motorov považovalo za nesprávne a ako také bolo preformulované.
PMI - vnútorná úvrať: predstavuje polohu minimálnej vzdialenosti od hlavy valca piestu spaľovacieho motora, polohu považovanú smerom k vnútornej časti motora (je to najvyšší bod, kam siaha piest). V staršom technickom jazyku sa to nazývalo PMS (horná úvrať), názov považovaný za nevhodný pre horizontálne usporiadané valcové motory, a preto bol preformulovaný.
Spaľovacia komora - je miesto, kde prebieha chemická reakcia spaľovania paliva.
Posun jednotky - predstavuje objem generovaný piestom pri jeho pohybe medzi dolnou úvraťou a hornou úvraťou.
Objem valcov - získava sa vynásobením počtu piestov motora objemom jednotkových valcov.
Otáčky motora - predstavuje počet otáčok kľukového hriadeľa za minútu.
Cyklus motora - Celkový počet po sebe nasledujúcich stavov, ktorými palivová zmes prechádza pri transformácii z počiatočného stavu do pôvodného stavu, sa nazýva cyklus motora.
Prevádzka motora s kompresným zapaľovaním (MAC)
Vznetový motor je štvortaktný spaľovací motor so vznetovým motorom, ktorý ako palivo využíva naftu.
Zapaľovacia sviečka je nahradená vstrekovacím čerpadlom, ktoré pri vysokom tlaku rozprašuje palivo do valca motora.
Štyri prevádzkové doby vznetového motora:
Čas 1: vstupné - sacie ventily sú otvorené, piest sa pohybuje z polohy PMI (vnútorná úvrať) do polohy PME (vonkajšia úvrať) a vzduch je nasávaný do valca pri atmosférickom tlaku. Výfukové ventily sú zatvorené.
Proces je izobarický a prebieha za nepretržitého tlaku.
Čas 2: kompresia - vstupné aj výstupné ventily sú zatvorené. Piest sa pohybuje z polohy PME do polohy PMI a vzduch je silne stlačený. Tento proces je adiabatický, všetko sa deje veľmi rýchlo bez výmeny tepla.
Čas 3: zapálenie a zadržanie - vstupné aj výstupné ventily sú zatvorené. Piest je v polohe PMI. Vstrekovacie čerpadlo rozprašuje do valca veľmi jemné kvapky nafty. Teplota vo valci je vyššia ako teplota vznietenia paliva, vznieti sa a bude horieť pri konštantnej teplote. Spaľovacie plyny budú expandovať adiabaticky, piest sa presunie do polohy PME, čím vykoná mechanickú prácu.
Čas 4: evakuácia - sacie ventily sú zatvorené a výfukové ventily sú otvorené. Tlak vo valci náhle klesá, až kým nedosiahne hodnotu atmosférického tlaku, pričom proces prebieha pri konštantnom objeme, ktorý je izochorický. Teplo sa uvoľňuje von. Piest sa pohybuje z polohy PME do polohy PMI a odvádza spaliny. Keď piest dosiahne koniec zdvihu, výfukové a sacie ventily sa zatvoria. Cyklus pokračuje.