Motory zážehové čtyřdobé

Střední odborná škola Otrokovice

www.zlinskedumy.cz

Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Eduard KarolaDostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR.

Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.

Charakteristika DUMNázev školy a adresa Střední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, 76502 Otrokovice

Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0445 /2

Autor Ing. Eduard Karola

Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-Ak-SKV/3-ST-3/5

Název DUM Motory zážehové čtyřdobé

Stupeň a typ vzdělávání Středoškolské vzdělávání

Kód oboru RVP 23-55-H/02

Obor vzdělávání Autoklempíř

Vyučovací předmět Silniční a kolejová vozidla

Druh učebního materiálu Výukový materiál

Cílová skupina Žák, 17 – 18 let

Anotace Výukový materiál je určený k frontální výuce učitelem, případně jako materiál pro samostudium, nutno doplnit výkladem; náplň: zážehové čtyřdobé motory, jejich části a činnost

Vybavení, pomůcky Dataprojektor

Klíčová slova Čtyřdobý zážehový motor, pracovní oběh, komprese, expanze, zdvih, indikátorový diagram, diagram časování ventilů, rychlostní charakteristika

Datum 21. 7. 2013

Osnova:1. Hlavní části motoru2. Princip činnosti3. Indikátorový diagram4. Kruhový diagram časování ventilového rozvodu5. Rychlostní charakteristika motoru6. Účinnost čtyřdobého zážehového motoru

MOTORY ZÁŽEHOVÉ ČTYŘDOBÉ

Hlavní části motoru

Obr. 1: Příčný řez čtyřdobým zážehovým motorem

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.

Obr. 2: Pracovní cyklus čtyřdobého zážehového motoru

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 elektrickou jiskrou.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.

Indikátorový diagramPracovní 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

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.

Kruhový diagram časování ventilového rozvodu

Obr. 4: Kruhový diagram časování ventilového rozvodu

Rychlostní charakteristika motoruRychlostní 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

Účinnost čtyřdobého zážehového motoruCelkové využití energie obsažené v palivu u dnešních zážehových motorů je stále ještě velmi nedokonalé. Ztráty chlazením jsou 30 – 32 %, výfukem 32 – 34 %, třením 5 – 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.

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

Kontrolní otázky

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

Seznam obrázkůObr. 1: Ing. JAN, Z., Ing. ŽDÁNSKÝ, B., Automobily 3. Motory, Příčný řež čtyřdobým zážehovým motorem, Nakladatelství Avid 6. vydání, Brno 2010, str. 13, ISBN 978-80-87143-15-5Obr. 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 978-80-87143-15-5Obr. 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 978-80-87143-15-5Obr. 4: Ing. JAN, Z., Ing. ŽDÁNSKÝ, B., Automobily 3. Motory, Kruhový diagram časování ventilového rozvodu, Nakladatelství Avid 6. vydání, Brno 2010, str. 19, ISBN 978-80-87143-15-5Obr. 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 978-80-87143-15-5Obr. 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

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