MOTORI SA UNUTAŠNJIM SAGOREVANJEM

1.1 Definicija motora sus

Mašina koji preobražava bilo koji vid energije u mehaničku energiju naziva se motor. Da bi bio upotrebljiv motor mora imati pretvaranje energije iz jednog vida u drugi, pouzdano i ekonomično. Zavisno od vida polazne energije motori mogu biti: toplotni, električni, hidraulični, itd.Motori sa unutrašnjim sagorevanjem (motori sus) spadaju u grupu toplotnih motora, jer se toplotna energija sadržana u gorivu, posredstvom sagorevanja pretvara u potencijalnu energiju radnog fluida, a zatim putem ekspanzije radnog fluida u korisnu mehaničku energiju.Pretvaranje hemijske energije, sadržane u gorivu, posredstvom sagorevanja u potencijalnu energiju radnog fluida, moguće je izvesti ili u samom motoru ili van njega. Prema tome, postoje dvije grupe toplotnih motora prema mestu pretvaranja hemijske energije u toplotnu i to:- motori sa spoljnjim sagorevanjem - sss- motori sa unutrašnjim sagorevanjem - sus

1.2 Prednosti i nedostaci motora sus

Da bi se istakle prednosti i nedostaci motora sus, oni se obično upoređuju sa motorima sss.Osnovne prednosti motora sus:- Visoka ekonomičnost (velike vrednosti efektivnog stepena korisnosti motora – ove vrijednosti idu i preko 45%)- mala specifična masa (kg/kW), odnosno visoka specifična snaga (kW/kg)- kompaktna gradnja (mala vrijednost boks zapremine motora po snazi – m3/kW)- brzo su spremni za rad nakon startovanja- koriste gorivo velikog energetskog potencijala (kJ/kg)- troše gorivo samo dok rade.Nedostaci motora sus su:- Zavisnost od kvaliteta goriva. Koriste gorivo tačno propisanih osobina. Danas se rade i motori, koji mogu zadovoljiti širi spektar kvaliteta goriva.- Nesamostalan start – moraju imati strani pokretač za startovanje motora (elektrostarter, ručno, komprimovanim vazduhom, itd.)- Ne može se mnogo preopteretiti.- Komplikovana gradnja (složena konstrukcija sa dosta pomoćnih uređaja).- Zahtijeva veću stručnost osoblja za opsluživanje i rukovanje.- Ima loše ekološke karakteristike (zagađujuće materije, buka). Ove karakteristike su danas postale dominantan parametar u oceni “kvaliteta” motora.

1.3 Podela motora sus

Vrlo široko polje primjene motora sus, uslovilo je svojim raznovrsnim zahtevima i veliki broj vrlo različitih tipova i konstrukcija motora sus. Zbog toga se u nastavku daje podela motora sui prema nekim od osnovnih kriterijuma.

a) Prema namjeni motora- Motori za transportne svrhe (automobilski, brodski, traktorski, lokomotivski, zrakoplovni, …)- Stacionarni motori (pogon u elektranama, pumpnim i kompresorskim stanicama, itd.)- Motori za sportska i trkačka kola i motocikle.

b) Prema vrsti goriva- Motori na laka tečna goriva (benzin, benzol, kerozin, …)- Motori na teška tečna goriva ( dizel gorivo, mazut, ulje za loženje)- Motori na plinovita goriva (prirodni plin, propan butan,…)- Motori na mešana goriva-osnovno gorivo je plinovito, a za paljenje se koristi tečno gorivo (dualfuel engine)- Višegorivi motori (koriste laka i teška tečna goriva)

c) Prema načinu stvaranja smeše- Motori sa spoljašnjim stvaranjem smeše. Smeša se priprema pre ulaska u cilindar motora (tipičan predstavnik oto motor, izuzev GDI oto motora).- Motori sa unutrašnjim stvaranjem smeše. Gorivo i zrak se dovode odvojeno u cilindar, gdje se vrši mešanje (tipičan predstavnik dizel motor).

d) Prema načinu paljenja smeše- Motori sa prinudnim paljenjem smeše sa električnom varnicom (oto motori),- Motori sa samopaljenjem smeše (dizel motori),- Motori sa paljenjem plinovitog goriva sa malom količinom tečnog goriva,- Motori sa prinudnim paljenjem bogate smješe u pretkomori.

e) Prema ostvarenju radnog ciklusaZbog lakšeg praćenja daljih objašnjenja, ovdje će biti prikazana skica motornog mehanizma sa svim glavnim delovima (sl. 4). Radni prostor motora formiran je od cilindra (4), koji je sa jedne strane zatvoren cilindarskom glavom (5), a sa druge strane pomerljivim klipom (1). Radni prostorse sastoji od:Vc – kompresione zapremine iVh – hodne (radne) zapremineD – prečnik klipa; s – hod klipa.

Za hod klipa vezan je i pojam “takt” odnosno taktnost motora.Pri radu motora, zapremina prostora iznad klipa se mijenja od minimalne (Vmin) do maksimalne vrijednosti (Vmax), pomoću čega se definiše jedan vrlo važan parametar

motora, tzv. stepen kompresije (ε = Vmax/ Vmin).Prema ostvarenju radnog ciklusa motori se dele na:- Četvorotaktne motore, gde se radni ciklus obavi za četiri hoda klipa, ili dva puna obrtaja radilice motora,- dvotaktne motore, gde se radni ciklus obavi za dva hoda klipa ili jedan puni obrtaj kolenastog vratila (radilice).

f) Prema načinu regulacije:- motori sa kvalitativnom regulacijom (kontroliše se dobava goriva) tipičan predstavnik dizel motor,- motori sa kvantitativnom (količinskom) regulaciom, gdje se kontroliše dobava mešavine gorivo vazduh- tipičan predstavnik oto motor.

g) Prema brzohodosti motori se dijele na- sporohode sa cm < 6,5 m/s- srednje brzohode sa 6,5 m/s < cm < 10 m/s- brzohode motore sa cm > 10 m/s

h) Prema odnosu hoda i prečnika klipa (s/D) motori mogu biti:- kratkohodi s/D ≤ 1- dugohodi s/D > 1

i) Prema načinu punjenja motori se dijele na:- usisne motor, gdje se usisavanje zraka u motor vrši prirodnim putem na osnovu razlike pritiska u okolini i u radnom prostoru, koja nastaje kretanjem klipa,- nadpunjene motore, gdje se zrak prethodno sabije i kao takav dovodi u cilindar. Vazduh se sabije u kompresoru, koji može biti pogonjen od motora ili pogonjen od turbine, koju pokreću izduvni gasovi svojom ekspanzijom (tzv. turbokompresor)

j) Prema načinu hlađenja postoje- motori hlađeni tečnošću- motori hlađeni zrakom

k) Prema načinu izvođenja motornog mehanizma- Motori sa krivajnim motornim mehanizmom ,- Motori sa ukrsnom glavom . Motori kod kojih se radni ciklus obavlja sa obe strane klipa (motori dvostrukog dejstva) moraju imati zatvorenu cilindarsku košuljicu sa obe strane i ukrsnu glavu (sl. 6). Uloga ukrsne glave je osim ostvarenja pravilne kinematike klipne poluge i rasterećenje cilindarske košuljice od normalnih sila.

l) Prema konstruktivnom načinu izvođenja sistema razvođenja radne materije- motori sa ventilskim razvodom - motori sa zasunskim razvodom - motori sa kombinovanim ventilsko-zasunskim razvodomKod četverotaktnih motora je uvijek ventilski razvod, a kod dvotaktnih zasunski ili kombinacija zasunsko-ventilskog razvoda

m) Po broju, položaju i rasporedu cilindara motori se dele na:1. Prema broju cilindara na:- jednocilindrične i- višecilindrične

2. Prema položaju cilindara:- vertikalni-stojeći - vertikalni-viseći - horizontalni (ležeći) i- kosi motor .

3. Prema međusobnom rasporedu cilindara:- redni (linijski motori) ,

- V motori ,- zvijezda motori ,- bokser motori - W motor ,- H motor ,- X motor ,- linijski dvoklipni motor ,- Δ motor , itd.

4. Prema rasporedu klipova motori se dijele na:- jednoklipne - protuklipne

5. Prema djelovanju radnog fluida na klip:- motori jednostrukog dejstva - motori dvostrukog dejstva

6. Prema kretanju klipa:- sa translatornim kretanjem klipa - sa rotacionim kretanjem klipa (karakterističan primjer Wankelov motor )