26.1 Spalovací motory

26.1 Spalovací motory

Elektronická učebnice – II. stupeň Základní škola Děčín VI, Na Stráni 879/2 – příspěvková organizace Fyzika

Autor: Mgr. Petra Křivánková

Zamyslete se nad tím, co všechno objev motoru znamená pro

lidstvo.

Co se děje pod kapotou auta, jak funguje

spalovací motor?

26.2 Co již víme?

Elektronická učebnice - II. stupeň Základní škola Děčín VI, Na Stráni 879/2 – příspěvková organizace FYZIKA

Motor je stroj, který mění jiné druhy energie na mechanickou energii.

Rozdělení motorů podle zdroje energie:

tepelný motor

elektromotor

• parní stroj

• spalovací motor

• spalovací turbína

• raketový motor

26.3 Jaké si řekneme nové termíny a názvy?


V automobilech se dnes nejčastěji používá zážehový čtyřdobý motor. Jako palivo se v něm používá směs benzinu (rozptýleného na drobné kapky) a vzduchu. Účinnost cca. 30%.

Pístové spalovací motory

• Spalovací motor - ve spalovacích motorech se přeměňuje část vnitřní energie, která se uvolní při hoření paliva na pohybovou energii pístu.

• Podle způsobu zapalování pohonné směsi rozlišujeme motory zážehové a vznětové.• Dnes nejpoužívanější čtyřdobý zážehový spalovací motor navrhl roku 1867 N. A.

Otto, vznětový motor pak v roce 1892 R. Diesel (oba technici německé národnosti).

Parní stroj – vynalezl jej Thomase Newcomen, podstatně zdokonalil James Watt.

Základem – pohyb pístu v uzavřeném válci způsobený párou přiváděnou z parního kotle, pod kterým se topilo. Účinnost pouze kolem 6 - 10%.

Velký význam pro rozvoj techniky v 19. století – století páry (první železnice, zemědělské, výrobní a stavební stroje).

26.4 Co si řekneme nového?


Pracovní cyklus čtyřdobého zážehového motoru

1. SÁNÍ – Píst jde dolů, nad ním vzniká podtlak. Otevřeným sacím ventilem vniká do válce chladná palivová směs. Palivo se tvoří v karburátoru, smíchává se benzín se vzduchem.

2. STLAČOVÁNÍ – Píst jde nahoru, oba ventily jsou uzavřené, tlak i teplota paliva se zvýší, elektrická jiskra svíčky zapálí směs.

3. ROZPÍNÁNÍ – Zapálená směs hoří, vytvořený plyn se rozpíná a tlačí píst dolů – koná práci, část energie plynu se přemění na pohybovou energii.

4. VÝFUK – Píst jde nahoru, výfukový ventil se otevře a zplodiny hoření jsou vytlačeny.

Motor koná práci jen ve třetí době – rozpínají se plyny vzniklé hořením palivové směsi. Ve zbývajících dobách cyklu se píst udržuje v pohybu díky setrvačnosti klikového hřídele.

26.5 Procvičení a příklady


Automobil jel rovnoměrným pohybem rychlostí 75 km/h po dráze 110 km. Motor spotřeboval benzin o hmotnosti 6,9 kg. Výkon motoru automobilu 13 kW. Určete: a) dobu jízdy, b) práci vykonanou motorem, c) při účinnosti ῃ 30%, jaká je dodaná energie W‘.

Zápis úlohy:

v = 75 km/h

s = 110 km

P = 13kW = 13000W

t = … h

W = … J

ῃ = 30%

W‘ = … J

a) t = s : v t = 110 km : 75 km/h t = 1, 47 h

Doba jízdy je 1, 47 h.

b) W = P.t 1, 47 h = 5 292 s W = 13 000 W . 5 292 s W = 68 796 000 J = 68, 796 MJ

Motor vykoná práci 68, 796 MJ.

c) ῃ = W : W‘ W‘ = W : ῃ = 68, 796 MJ : 0,3 = 229,32 MJDodaná energie je 229,32 MJ.

26.6 Něco navíc pro šikovné


Pracovní cyklus dvoudobého zážehového motoru

1. SÁNÍ A STLAČOVÁNÍPíst jde nahoru, palivová směs se nasává do prostoru pod pístem. Současně probíhá stlačování směsi a směs je zapálena elektrickou jiskrou.

2. ROZPÍNÁNÍ A VÝFUKPlyny vzniklé hořením se rozpínají, píst jde dolů a zároveň přepouští kanálkem novou palivovou směs, která vytlačuje zplodiny hoření výfukovým otvorem.

Dvoudobý motor - nemá sací ani výfukový ventil.Používá se u malých motocyklů, travních sekaček.

Vznětový čtyřdobý motor = Dieselův motor

- palivem je nafta- nepotřebuje karburátor- má obdobnou konstrukci jako zážehový motor

- nepotřebuje při zapalování svíčku – do stlačeného horkého vzduchu nad válcem se na začátku třetí doby vstřikuje palivo, které se vznítí

- je masivnější – dochází k velkému stlačování vzduchu

- účinnost je 40%

26.7 CLIL

Elektronická učebnice - II. stupeň Základní škola Děčín VI, Na Stráni 879/2 – příspěvková organizace Physics

4 Stroke Engine

4-stroke combustion engine cycle:

1. Induction (Fuel enters)2. Compression3. Ignition (Fuel is burnt)4. Emission (Exhaust out)

Steam Engine

Piston

http://en.wikipedia.org/wiki/4-stroke

26.8 Test znalostí


1. Který motor nepatří mezi spalovací motory?

a/ parní strojb/ spalovací turbína c/ elektromotord/ raketový motor

3. Jaké palivo je využíváno u vznětového motoru?

a/ benzín b/ uhlíc/ naftad/ dusík

2. Ve které době pracovního cyklu čtyřdobého zážehového motoru koná motor mechanickou práci?

a/ ve druhé době (stlačování)b/ ve třetí době (rozpínání)c/ ve čtvrté době (výfuk)d/ ve všech dobách

4. Který ze spalovacích pístových motorů má nejvyšší účinnost?

a/ parní stroj b/ dvoudobý zážehový motorc/ čtyřdobý zážehový motor d/ čtyřdobý vznětový motor

Správné odpovědi:

1. c2. b3. c4. d

26.9 Použité zdroje a citace


1. Obrázky z databáze klipart 2. Kolářová R., Bohuněk J., Fyzika pro 8. ročník základní školy, ISBN 80-7196-149-33. Snímek 3 - http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:Steam_engine_in_action.gif 4. Snímek 4 - http://www.animfyzika.wz.cz/rez4valce.html5. Snímek 6 -wikipedia.org/wiki/Soubor:Two-Stroke_Engine.gif6. Snímek 6- http://www.bmwblog.com/2009/05/05/first-pre-production-mini-with-bmw-20l-diesel-engine/7. Snímek 7 - http://en.wikipedia.org/wiki/File:4StrokeEngine_Ortho_3D_Small.gif

26.10 Anotace


Autor Mgr. Petra Křivánková

Období 01 – 06/2013

Ročník 8. ročník

Klíčová slova Spalovací motory – energie tepelná, pohybová; motor 4dobý zážehový, motor 4dobý vznětový, motor 2dobý, palivo, parní stroj, účinnost

Anotace Prezentace popisující rozdělení spalovacích motorů, pracovní cyklus čtyřdobého a dvoudobého motoru, jejich funkci a užití.

Documents

26.1 Spalovací motory