Pogonski in Gnani Stroji

1Franjo Frii

Ubenik za 3. letnik za predmetTransportna sredstva v programu Prometni tehnik

TRANSPORTNASREDSTVA

Pogonski in gnani stroji

TRANSPORTNASREDSTVA

Pogonski in gnani stroji

Pogonski_stroji.p65 14.2.2011, 13:241Black

2CIP Katalo`ni zapis o publikacijiNarodna in univerzitetna knji`nica, Ljubljana

621.4/.6(075.3)

FRI[Î], Franjo, 1952Pogonski in gnani stroji : u~benik za 3. letnik za predmet

Transportna sredstva v programu Prometni tehnik / Franjo Fri{~i}.- 1. natis. - Ljubljana : Tehni{ka zalo`ba Slovenije, 2004

ISBN 86-365-0453-8

215248128

Pogonski in gnani strojiU~benik za 3. letnik za predmet Transportna sredstva v programu Prometni tehnik

Avtor: Franjo Fri{~i}Recenzenta: mag. Cvetko Godni~, dr. Martin Lipi~nik

Strokovni svet Republike Slovenije za poklicno in strokovno izobraèvanjeje na seji dne 9. 5. 2003 sprejel Sklep {tevilka 613-4/2003/252 o potrditvi u~benikaza predmet Transportna sredstva v 3. letniku programa Prometni tehnik za pet {olskih let.

U~benik je iz{el z denarno pomo~jo Ministrstva za {olstvo, znanost in {port.

Tehni{ka zalo`ba Slovenije, d. d.

Vse pravice pridràne. Fotokopiranje in razmnoèvanje delapo Zakonu o avtorski in sorodnih pravicah ni dovoljeno.

Izdala in zaloìla: Tehni{ka zalo`ba Slovenije, d. d.Za zalo`bo: mag. Ladislav Jal{evacGlavna urednica: Maja Jug HartmanUredila: Nata{a DomadenikTehni~no uredil in oblikoval naslovnico: Stanislav OraèmLektoriral: Ludvik KaluàPriprava za tisk: Boex DTP, d. o. o.Tisk: Euroadria, d. o. o.

Ljubljana 2004Prvi natis

Spletna knjigarna: www.tzs.si


3VSEBINA

1 DELITEV STROJEV ....................................................................................................... 25

2 NEKATERE OSNOVNE FIZIKALNE ZAKONITOSTI .............................................. 272.1 TOPLOTA, TEMPERATURA, TLAK, PROSTORNINA, MASA .............................. 27

2.1.1 Spremembe stanja plina ................................................................................... 282.1.2 Kro`ne spremembe ........................................................................................... 11

3 POGONSKI STROJI ....................................................................................................... 123.1 OSNOVNE OBLIKE ENERGIJE ................................................................................ 123.2 @IVALSKI MOTORJI .................................................................................................. 123.3 VETRNI MOTORJI .................................................................................................... 123.4 VODNI MOTORJI ...................................................................................................... 133.5 TOPLOTNI ALI KALORI^NI MOTORJI .................................................................. 13

3.5.1 Parni stroji ......................................................................................................... 143.5.2 Motorji z notranjim zgorevanjem .................................................................... 14

4 BATNI MOTORJI ........................................................................................................... 154.1 OPIS DELOVANJA [TIRITAKTNEGA OTTOVEGA IN DIZELSKEGA MOTORJA 17

4.1.1 Primerjava delovnih procesov bencinskega in dizelskega motorja ............... 194.1.2 Delovni diagram {tiritaktnega ottovega motorja ............................................ 20

4.1.2.1 Indikatorski diagram in mo~ motorja .................................................. 214.2 OPIS DELOVANJA DVOTAKTNEGA OTTOVEGA IN DIZELSKEGA MOTORJA 22

4.2.1 Prednosti in slabosti dvo- in {tiritaktnega motorja ........................................ 234.2.2 Primerjava izvedbe bencinskega in dizelskega motorja ................................. 24

4.3 MERJENJE EFEKTIVNE, DEJANSKE MO^I MOTORJA IN KARAKTERISTIKEMOTORJA .................................................................................................................. 24

4.4 PRIMERI .................................................................................................................... 274.5 SESTAV IN DELI BATNIH MOTORJEV Z NOTRANJIM ZGOREVANJEM........... 29

4.5.1 Mirujo~i deli motorja ....................................................................................... 304.5.2 Gibljivi deli motorja ........................................................................................ 314.5.3 Oprema motorjev z notranjim zgorevanjem .................................................... 34

4.5.3.1 Sistem za dovod in za pripravo goriva bencinskih motorjev ............ 354.5.3.2 Sistem za dovod in za pripravo goriva dizelskih motorjev ............... 414.5.3.3 Krmilni mehanizem motorja z notranjim zgorevanjem ...................... 444.5.3.4 V`igalne naprave ottovega in dizelskega motorja ............................. 484.5.3.5 Hlajenje motorjev z notranjim zgorevanjem ...................................... 514.5.3.6 Mazanje in maziva motorjev z notranjim zgorevanjem ..................... 534.5.3.7 Naprava za odvajanje izpu{nih plinov ............................................... 55

4.6 GORIVA MOTORJEV Z NOTRANJIM ZGOREVANJEM......................................... 584.7 IZKORISTEK MOTORJEV Z NOTRANJIM ZGOREVANJEM ................................ 60


44.8 ROTACIJSKI ALI WANKLOV MOTOR .................................................................. 624.9 STIRLINGOV MOTOR ............................................................................................ 634.10 TOKOVNI IN REAKTIVNI MOTORJI .................................................................... 65

5 ELEKTRI^NI STROJI ................................................................................................... 685.1 ELEKTROMAGNETNA INDUKCIJA ........................................................................ 685.2 ELEKTRI^NI MOTORJI ............................................................................................ 70

5.2.1 Elektromotorji izmeni~nega toka .................................................................... 705.2.2 Elektromotorji enosmernega toka .................................................................... 73

5.3 ELEKTROKEMI^NI ^LENI...................................................................................... 76

6 GNANI STROJI ............................................................................................................... 796.1 STROJI ZA PRENA[ANJE PLINOV.......................................................................... 79

6.1.1 Zgradba in princip delovanja batnega kompresorja ....................................... 806.1.2 Rotacijski kompresorji ..................................................................................... 836.1.3 Turbokompresorji ............................................................................................. 846.1.4 Puhala ................................................................................................................ 866.1.5 Ventilatorji ........................................................................................................ 876.1.6 Vzdr`evanje kompresorjev, puhal in ventilatorjev ......................................... 88

6.2 STROJI ZA PRENA[ANJE TEKO^IN....................................................................... 896.2.1 Batne ~rpalke .................................................................................................... 896.2.2 Rotacijske ~rpalke ............................................................................................ 916.2.3 Turbo~rpalke ..................................................................................................... 92

VIRI IN LITERATURA ....................................................................................................... 94


51 DELITEV STROJEV

Stroj je naprava, ki pretvarja eno obliko energije v drugo, za to pa uporablja, posredno alineposredno, naravne vire, ali pa za delo uporablja primerno obliko energije, tj. mehansko ener-gijo.

Stroj, ki pretvarja naravno energijo v mehansko, je pogonski stroj ali motor.Stroj, ki uporablja energijo motorja, je gnani stroj; ~e pa opravlja dolo~eno delo, ga ime-

nujemo delovni stroj.Pogonske stroje delimo po vrsti energije, ki jo uporabljajo:

`ivalski motorji; vetrni motorji; vodni motorji:

vodna kolesa, vodne turbine;

toplotni motorji: parni stroji: parne turbine in batni motorji, motorji z notranjim zgorevanjem: batni motorji, plinske turbine, rotacijski

(wanklov) motor, tokovni ali raketni motorji; elektri~ni motorji:

enosmernega toka, izmeni~nega toka.

Gnani in delovni stroji lahko snovi prena{ajo ali pa preoblikujejo. Glede na to jih deli-mo na:

prena{alne stroje, preoblikovalne stroje.

Prena{alni stroji se razlikujejo glede na razli~na agregatna stanja snovi, ki jo prena{ajo.Tako razlikujemo:

stroje za prena{anje trdnih tvarin; stroje za prena{anje teko~in; stroje za prena{anje plinov.

Stroji za prena{anje trdnih tvarin so predmet obravnave v drugem letniku. V nadaljevanjusledi podrobnej{a obravnava strojev za prena{anje teko~in in plinov.

Za premikanje teko~in potreben pritisk dobimo z mehansko energijo, z neposrednim pri-tiskom plinov na teko~ino ali s kineti~no energijo. Glede na to razlikujemo:

Mehanske ~rpalke: z ro~i~nim pogonom: batne, krilne, membranske; s kro`nim pogonom: rotacijske (zobate, vija~ne, krilne); turbo~rpalke: radialne ali centrifugalne, aksialne in propelerske.

^rpalke, ki uporabljajo potencialno energijo: mamutova ~rpalka, pulzator,pulzomer.

^rpalke, ki uporabljajo kineti~no energijo: razpr{ilci, hidravli~ni in parniejektor, injektor (krtingov, friedmanov).


6Za premikanje plinov glede na fizi~ne lastnosti razlikujemo: ^rpalke, ki uporabljajo mehansko energijo:

~rpalke z ro~i~nim pogonom: eno- in dvostransko delujo~i batni kompre-sor, membranski kompresor;

~rpalke s kro`nim pogonom: lamelna ali elmova ~rpalka; turbokompresorji, puhala, ventilatorji; radialni, aksialni.

^rpalke, ki uporabljajo kineti~no energijo: ejektorji, kondenzacijski ejektor.


72 NEKATERE OSNOVNE FIZIKALNE ZAKONITOSTI

2.1 TOPLOTA, TEMPERATURA, TLAK, PROSTORNINA, MASAToplota je posebna oblika energije, je del notranje energije snovi, ki se pretaka skozi snov.

Da je toplota zares vrsta energije, kaèjo pojavi med gibanjem teles, ko se zaradi trenja izgub-lja kineti~na energija teles, telesa sama pa se pri tem segrevajo. Sila trenja z negativnim de-lom zmanj{uje kineti~no energijo telesa in jo kot toploto prena{a v notranjost snovi. Tudi ~esnov me{amo ali gnetemo, se porablja mehansko delo, snov pa se segreva.

S toploto ozna~ujemo tisti del notranje energije, ki prehaja skozi snov zaradi razli~nih tem-peratur s toplej{ih predelov na hladnej{e. Pravimo, da snov prevaja toploto. To pretakanjeje samodejno in ga ne moremo prepre~iti, dokler so v snovi razli~no segreti predeli. Pretaka-nje snovi se ustavi, ko imajo vsi deli snovi enako temperaturo, ko je snov v termi~nem rav-novesju. V termi~nem ravnovesju imajo vse molekule enake povpre~ne kineti~ne energije.

Mnoìna toplote, ki v enoti ~asa preide skozi pre~ni prerez snovi, se imenuje toplotni tok:

P = Qt

[J/s = W]

Sprememba termi~nega stanja snovi (ta je v povezavi z notranjim stanjem snovi) se na-vzven kaè kot sprememba temperature, gostote, agregatnega stanja, viskoznosti in drugih zna-~ilnosti snovi, ki so odvisne od notranje zgradbe snovi.

S termodinami~nimi veli~inami izraàmo termi~no stanje snovi in njene spremembe. Ma-so m in prostornino V è poznamo. Z njima izraàmo mnoìno snovi in obmo~je, ki ga snovzajema.

Obmo~je kapljevinastih in plinastih snovi omejujejo stene posode, v kateri je snov.Kvocient mase in prostornine je gostota snovi:

= mV

[kg/m3]

Z gostoto snovi izraàmo maso snovi v enoti prostornine.Zaradi pogostih trkov med molekulami, ki so v stalnem gibanju v mnoìci termi~no giba-

jo~ih se molekul, se kineti~na energija posamezne molekule spreminja in je od molekule domolekule druga~na. Njeno povpre~je za molekule na danem obmo~ju snovi pa je dovolj stal-no, da ga lahko merimo in z njegovo pomo~jo izrazimo termi~no stanje snovi.

Merilo za povpre~no kineti~no energijo termi~no gibajo~e se molekule je termodinami~-na veli~ina temperatura (T):

Wkin = konst. T

îm ìvahneje se molekule termi~no gibljejo, tem vi{ja je temperatura, tem toplej{a je snov.Posledica neprestanega gibanja molekul je, da molekule povzro~ajo tlak p. Ker je v plinu

gibanje molekul povsem neurejeno, je tlak molekul iz vseh smeri enako velik, odvisen je odhitrosti molekul, od njihove gostote in od medmolekularnih sil.


8Vidimo, da je tlak plina odvisen od gostote molekul, to je od {tevila molekul v enoti pros-tornine plina (N/V), ter od produkta v2 = 3 k T

Z drugimi termodinami~nimi veli~inami je povezan s plinsko ena~bo:

p V = N k T

ali z ena~bo termi~nega stanja za idealni plin. Idealni plin je plin togih molekul, katerihlastno prostornino in sile med njimi zanemarimo.

Dano {tevilo molekul katerega koli plina povzro~a pri enaki temperaturi in enaki prostor-nini enak tlak oziroma 1 kmol katerega koli plina pri dolo~eni temperaturi in pri dolo~enemtlaku zavzame enak volumen (kilomolski volumen).

V plinski ena~bi p V = N k T nastopa mno`ina plina s {tevilom molekul N. Obi~ajnopa poznamo maso plina (m) ali {tevilo kilomolov:

n = m

[tevilo molekul N zato izrazimo z:

N = n NA

in dobimo:

p V = n NA k T

Produkt univerzalnih konstant k in NA (ki sta neodvisni od vrste snovi) nadomestimo z no-vo konstanto R:

R = k NA = 1,38 1023 JK1 6,02 1026 = 8310 J/K

Ta se imenuje splo{na plinska konstanta (splo{na zato, ker je neodvisna od vrste plina).Z novo konstanto dobi plinska ena~ba obliko:

p V = n R T

2.1.1 Spremembe stanja plinaOpazujemo spremembo v plinu, pri kateri se mno`ina plina ne spreminja. Plin segrevamo

ali hladimo, stiskamo ali raztezamo, vendar ga ne izgubljamo ali dodajamo. Po plinski ena~-bi velja:

p V = n R T

p VT

= n R = konst. = 0 0

0

p VT

Tu sta p0 in V0 tlak in volumen plina pri dani temperaturi T0. Vidimo, da so veli~ine p, V,T medsebojno povezane: ~e izberemo dve veli~ini, je z njima dolo~ena tudi tretja. Razli~niplinski zakoni so povezani z razli~nimi spremembami stanja plina.

Pomembne so naslednje spremembe stanja plina:

1. Volumen plina se ne spreminja: V = konst. = V0 (izohorna sprememba)

Plinu v posodi s stalno prostornino spreminjamo temperaturo in opazujemo spreminjanjetlaka.


9Sl.1: Izohorna sprememba stanja plina

2. Tlak plina je stalen: p = konst. = p0 (izobarna sprememba)

p[bar]

T [K]

V = konst.

1

0 273

pT

= 0

0

pT

ali

p = 0 0p VV

T

Sl.2: Izobarna sprememba stanja plina

3. Temperatura se ne spreminja: T = konst. = T0 (izotermna sprememba)

Med stiskanjem se plin segreva, saj zunanji tlak, ki stiska plin, opravlja delo, ki pove~ujenotranjo energijo plina. Kolikor dela plin prejme, toliko toplote mu moramo odvzeti. Med raz-tezanjem pa moramo plinu toploto dovajati, saj plin oddaja delo in bi se zato hladil.

V[m3]

T [K]

n = 1p = 1 bar

22,4

0 273

VT

= 0

0

VT

p = 00

VT

T

Sl.3: Izotermna sprememba stanja plina

p V = konst. = p0 V0

p = 0 0p V

V

p[bar]

V [m3]

T3T2

T1


10

4. Adiabata je sprememba, pri kateri toplote Q v proces ne odvajamo in tudi ne dovajamo, lah-ko pa v samem sistemu oziroma snovi nastaja zaradi notranjega trenja. Dovod ali odvodtoplote ne nastopi, ~e so stene sistema toplotno izolirane ali zaradi kratkega trajanja pro-cesa ni dovolj ~asa za prehod toplote. V idealnem primeru (brez trenja) sta adiabata in izen-tropa identi~ni.

T[K]

S [kJ/kg K]

T2

T1

S = konst.

p Vk = konst.

Sl.4: Adiabatna sprememba stanja plina

5. Politropa je splo{na sprememba stanja, pri kateri je sprememba temperature premo soraz-merna z dovedeno ali odvedeno toploto:

dQ = m c dT

p Vn = konst.

Sl.5: Politropna sprememba stanja plina

c specifi~na toplotan koeficient politrope

politropa n c

izohora V = konst. cvizobara p = konst. 0 cpizoterma T = konst. 1

izentropa S = konst. = cp/cv 0

p

v

v =

kons

t.

p = konst.

T = konst.s = konst.

T

s

s =

kons

t.

T = konst.

p =

kons

t.

v =

kons

t.


11

2.1.2 Krone spremembeToplotni stroj s kro`nimi spremembami delovne snovi spreminja toploto v delo. S kro`no

spremembo se snov povrne v za~etno stanje; notranja energija snovi se ne spremeni:

Wn = A + Q = 0

Kolikor dela snov prejme, toliko toplote odda in obratno.Vsak toplotni stroj ima delovno snov, topli rezervoar (iz katerega delovna snov odna{a top-

loto Q1) in hladni rezervoar (v katerega delovna snov odlaga toploto Q2). Razliko med preje-to in oddano toploto pa delovna snov odda kot delo:

A = Q1 Q2

Mehanski izkoristek toplotnega stroja je kvocient oddanega dela in prejete toplote:

t = 1

AQ

= 1 2

1

Q QQ

= 1 2

1

T TT

< 1

To razmerje imenujemo toplotni izkoristek. Razmerje med dejansko opravljenim delom(efektivno delo) in celotnim mehanskim delom, pridobljenim iz toplotne energije (indicira-no delo), imenujemo mehanski izkoristek stroja:

m = 1 2

AQ Q

< 1

Celotni (gospodarski) izkoristek stroja je:

= t m

V idealnem desno teko~em kro`nem procesu (v smeri urnega kazalca), ki ustreza procesupogonskih strojev, na diagramu prikazujeta plo{~ini, omejeni s sklenjeno krivuljo spremembstanja:

v diagramu p V pridobljeno delo Wk, v diagramu T S razliko toplot Qk.

Sl.6: Desno tekoi kroni proces

V levo teko~em kro`nem procesu (nasprotno od smeri na sliki), ki ustreza procesu toplot-nih ~rpalk, sta negativna delo Wk (porabljeno) in toplota Qk (pridobljena).

p

v

Wk Qk

S

T


12

3 POGONSKI STROJI

3.1 OSNOVNE OBLIKE ENERGIJEEnergijo ima telo v mirovanju, v prisilni legi ali v napetem stanju ter gibajo~a se telesa

zaradi hitrosti in mase. Prvo imenujemo energija mirovanja ali potencialna energija, drugo paenergija gibanja ali kineti~na energija. Z zmanj{anjem hitrosti mase odda masa delo. Iz tegasledi, da je energija delo oziroma delo v potencialnem stanju.

Energija nastopa v razli~nih oblikah: mehanska, toplotna, vodna, elektri~na, kemijska, je-drska itd.

Pri sedanji stopnji razvoja tehnike uporabljamo prete`no naravne vire energije vetra, vo-de in goriv, ki jo stroji spreminjajo v druge vrste.

Vsak gnani ali pogonski stroj, ki oddaja delo ali energijo, porabi dolo~eno koli~ino ener-gije za premagovanje odporov v njem samem.

îm manj{a je razlika med porabljeno in oddano energijo, tem ve~ja je mo~ ali storilnoststroja. Razmerje med porabljeno ali stroju dovedeno energijo in dobljeno ali od stroja odve-deno energijo imenujemo izkoristek stroja.

îm popolnej{i je stroj, manj{a je razlika med dovedeno in odvedeno energijo ali delomin bolj se bo njegov izkoristek priblièval vrednosti 1, tj. 100 %.

3.2 IVALSKI MOTORJIEnergija, ki jo nudi ìval, ni odvisna samo od hrane, temve~ tudi od: starosti, konstrukci-

je organizma, spola, inteligence in razpoloènja, od kraja, temperature, vlage, najve~ pa odvrste dela, ki ga opravlja.

@ivalski motor ni primeren za pogon gnanih strojev, ker energije ne oddaja enakomerno. Vkratkih presledkih je storilnost visoka, ko pa nastopi utrujenost organizma, storilnost pada. Za-to ìvalske motorje danes uporabljamo v omejenem obsegu, najve~krat za vleko.

V to skupino spada tudi ~lovek kot najpopolnej{i ìvalski motor, katerega izkoristek je prirazli~nih delih razli~en. Tako zna{a npr. 9,4 % pri piljenju, 20 % pri vrtenju ro~ice vitla,33,5 % pri hoji po vodoravni cesti. Pri vsiljeni pove~ani hitrosti dela, kjer se razvija mo~ vkratkem ~asu, hitro nastopi utrujenost, ki zahteva odmor. Zdrav ~lovek v osmih urah zmore170 do 280 kJ koristnega dela na uro, kar zna{a 45 do 80 W.

3.3 VETRNI MOTORJIMotor zahteva stalno energijo, veter, ki piha z enako mo~jo v isto smer. Z merjenji je ugo-

tovljeno, da traja za tehniko uporaben veter hitrosti 3 do 9 m/s s pritiskom 3 do 8 barov pri-bli`no 8500 ur letno.

Konstantne energije vetra nam narava ne nudi, tehnika pa v sedanjem stanju razvoja ne mo-re izdatno vplivati na dejavnike, ki povzro~ajo veter. To so:

gostota son~nih àrkov, ki povzro~a stalne vetrove; lega zemeljske osi, ki povzro~a obodne vetrove;


13

snov, ki jo segrevajo son~ni àrki; vrtenje Zemlje, kar povzro~a ~asovne vetrove.

Spreminjanje te energije v mehansko doseèmo s krili, ki so pritrjena na navpi~no ali vo-doravno gred.

3.4 VODNI MOTORJIEnostavnej{i na~in pridobivanja mehanske energije je uporaba vode, ki jo narava nudi v

velikih koli~inah, moramo pa z opazovanji ugotoviti, ali dolo~eni tok vsebuje stalno koli~i-no vode, ki opravi~uje izkori{~anje.

Praviloma nam narava nudi manj{e koli~ine vode v vi{jih legah in ve~je koli~ine vode vniìnah. Energija vode je produkt koli~ine Q in vi{ine padca H, tako da nam è pribli`na ena~-ba za mo~ P g Q H pokaè, da je storilnost lahko enaka.

Manj{e energije vode v mehansko energijo spreminjajo vodna kolesa, ve~je pa turbine.Majhne vodne energije rek in potokov v mehansko energijo preoblikujejo vodna kolesa, taso najstarej{i vodni motorji. Glede na dotok vode razlikujemo:

nadlivna kolesa, sredolivna kolesa, podlivna kolesa.

Velike vodne energije osredoto~imo v centralah. Veliko energijo ima voda na velikih vi-{inah ali veliko vode v niìnah. Pri padcih, ve~jih od 12 m, odprte kanale zamenjujemo zocevjem. Na koncu odprtega kanala, ki naj bi bil ~im dalj{i, so grablje, ki zadrùjejo nesna-go, zapornica in peskolovna jama. Cev vodi neposredno v strojnico pred turbino, ki energijovode spremeni v mehansko energijo.

Turbina je sestavljena iz teka~a in vodilnega aparata. Teka~ zmanj{uje hitrost vode s tem,da ji spremeni smer in voda pritiska na lopatice. Vodo pa moramo usmeriti na lopatice teka~atako, kakor kulisa usmerja teko~ino na lopatice vodnega kolesa. To opravlja vodilni aparat,ki porazdeli in usmerja teko~ino na lopatice teka~a. ê imamo veliko koli~ino vode, bomousmerili vodo po celem obodu teka~a, v nasprotnem primeru, pri majhnih padcih, bo teko~i-na delovala na enem delu rotorja.

Po na~inu delovanja vode na lopatice teka~a glede na to, ali voda lopaticam oddaja samokineti~no ali tudi potencialno energijo, ki se spremeni {ele v sami lopatici teka~a, razlikujemo:

akcijske ali tla~ne turbine, pravimo jim {e turbine na vodni curek (peltono-va turbina);

reakcijske ali nadtla~ne turbine (kaplanova, francisova).

3.5 TOPLOTNI ALI KALORINI MOTORJIToplotni motorji v mehansko energijo spreminjajo toplotno energijo, ki jo nudi narava.

Glavni neposredni vir toplotne energije je sonce, drugi pa Zemlja. Posredni viri toplotneenergije so pretvorbe mehanske, elektri~ne, jedrske, predvsem pa kemijske energije, ki jovsebujejo goriva.

Toplota je kineti~na energija molekul. Goriva so snovi, ki pri spajanju s kisikom pove~a-jo kineti~no energijo molekul in sprostijo toplotno energijo. Pri tem goriva preidejo v drugosnov, ki ne oksidira ve~.

Koli~ino toplote, ki jo odda 1 kg snovi pri popolni oksidaciji, imenujemo gorilna, toplotnaali kurilna vrednost in je pri razli~nih gorivih razli~na.


14

Tako odda èlezo 5,65 MJ, aluminij 29,9 MJ, antracit 33,5 MJ, ~rni premog 30 MJ, les 21MJ, bencin 43,5 MJ, nafta 41,9 MJ, vodik 142,4 MJ, acetilen 50,2 MJ, svetilni plin 28,5 MJ.

Za pogon motorjev je potreben tlak, ki ga dobimo s segrevanjem snovi, ki pod vplivomtoplote pove~ajo svojo prostornino. Prostornina se pove~a, tlak se bolj zvi{a pri vi{jih tem-peraturah. To doseèmo z uporabo goriv vi{je kurilne vrednosti. Najve~je spremembe prostor-nine doseèmo pri snoveh plinastega agregatnega stanja, {e ve~jo pa pri uplinjanju teko~in.

Tlak plinov, ki ga pridobimo s posredovanjem toplotne energije, se lahko ustvarja zunajmotorjev ali pa v samih pogonskih strojih.

V prvem primeru vodimo v motor snov (plin ali paro) pod tlakom, ki ga dobimo v poseb-nih proizvajalcih potencialne energije v plinskih ali parnih generatorjih.

V drugem primeru vodimo gorivo neposredno v motor, kjer zgori. Z zgorevanjem goriv do-bimo pline, ki zavzamejo veliko prostornino, ker pa je zgorevalni prostor motorja zelo maj-hen, nastane visok tlak, potreben za delovanje motorja.

Zato prve motorje imenujemo plinski ali aerodinami~ni motorji, druge pa motorji z notra-njim zgorevanjem.

3.5.1 Parni strojiIz generatorja (kotla) pridobljeno paro vodimo v motor. Za premagovanje odporov poti iz

generatorja do motorja para porablja 3 do 10 % svoje energije. Zmanj{ani tlak pred motorjemimenujemo admisijski pritisk ali tlak. Motor ima lahko obliko valja, pri ~emer je ena od os-novnih ploskev premakljiva gibljivi bat.

Para, ki pritiska na vse strani enako, deluje na stene s silo, ki ustreza zmno`ku plo{~ine intlaka. Najve~jo plo{~ino imata ploskvi pokrova in premakljivega bata. Ko je odpor premika-nja bata manj{i od sile pare, se bat premakne, s tem pove~a prostornino valja in v njem zaprtadolo~ena koli~ina pare zmanj{a tlak. Para ekspandira.

Tlak pare bi bil popolnoma izkori{~en v neskon~no dolgem valju, saj se politropa pribli-ùje atmosfernici (ni~elnici) asimptoti~no. Ker je smer ekspanzije in premikanje bata v valjupremica, za katero velja, da je kro`nica z velikim premerom, bi z zmanj{anjem premera dobi-li kro`no gibanje. Valj bi bil neskon~no dolg.

Delovanje tlaka in hitrosti pare oziroma spreminjanje njene potencialne energije v mehan-sko energijo v okroglem ohi{ju motorja je druga oblika parnih motorjev turbina.

3.5.2 Motorji z notranjim zgorevanjemNaravna in umetna plinasta, teko~a ali v prah zdrobljena trda goriva vodimo v motorje z

notranjim zgorevanjem. V zgorevalnem prostoru gorivo zgori pri konstantni prostornini, s ~i-mer doseèmo visok tlak, ki raste po izohori.

Motor ima lahko obliko valja, ki je na eni strani zaprt s pokrovom, na drugi pa s premi~-nim batom. Z zgorevanjem goriva doseèni tlak zgorevalnih plinov pritiska na vse strani zgo-revalnega prostora in premakne bat. Na ta na~in se prostornina pove~a, tlak pade po politropi,plin ekspandira, se razteza in potencialna energija zgorevalnih plinov se spremeni v mehanskona gredi motorja.

Druga oblika motorjev z notranjim zgorevanjem je plinska turbina, ki v zgorevalnem pros-toru doseèni tlak spremeni v mehansko energijo po akcijskem ali reakcijskem principu de-lovanja. Tretjo obliko uporabljamo pri letalih in pri raketah. Ti motorji izrabljajo hitrost, kijo imajo plini pri zapu{~anju motorja, ta je tem ve~ja, ~im vi{ji so tlaki v zgorevalnem pros-toru. Tako nastane mo~an tok, ki povzro~a ustrezno silo na motor. Zato jih imenujemo reak-cijski ali tokovni motorji.


15

4 BATNI MOTORJI

Proces zgorevanja se opravlja v motorju samem in zaradi tega jih imenujemo motorji z not-ranjim zgorevanjem. Sam motor nima razpolo`ljive potencialne energije za premikanje batav valju kakor podobni motorji na paro, temve~ je potencialna energija posledica zgorevanjagoriv v zgorevalnem prostoru. Zato moramo gorivo, pome{ano z za zgorevanje potrebnim zra-kom, uvajati v motor. To doseèmo s premikanjem bata v valju, ki pri tem ve~a prostorninovalja in tako sesa me{anico goriva in zraka.

Da bi bila potencialna energija in tlak ~im ve~ja, mora biti prostor za zgorevanje ~im manj-{i. To doseèmo s premikanjem bata v valju v nasprotno smer, pri ~emer se prostornina valjazmanj{uje in se vsesana zmes komprimira, zgo{~a ali stiska. Med stiskanjem, kompresijo sezrak segreje, s tem postane zmes lahko vnetljiva, tako da zado{~a majhna iskra, ki jo doseè-mo s prekinitvijo elektri~nega toka, zmes zgori v del~ku sekunde, s tem pa naraste tlak.

Ta tlak deluje v zgorevalnem prostoru na vse strani enako, tudi na dno bata, ki je njegovamejna ploskev, ter ga premika. Bat pri tem preko ro~i~nega mehanizma oddaja delo na mo-torno gred. Pri tem tlak pada po politropi. Valj, poln ekspandiranih zgorevalnih plinov, o~is-timo s tem, da jih bat s ponovnim premikanjem iztisne v atmosfero.

Opisani potek nam predstavlja delovni proces batnega motorja s plinastimi ali z lahko-te-ko~imi gorivi ali z ottovimi motorji.

ê motor sesa samo zrak, gorivo pa, ki je te`ko teko~e, dodajamo na koncu stiskanja, kom-primiranja zraka, govorimo o dizelskem motorju.

Izmenjava delovne snovi poteka skozi sesalne in izpu{ne kanale, ki jih v dolo~enih ~asov-nih presledkih odpirajo in zapirajo sesalni in izpu{ni ventili.

Danes obstaja cela vrsta konstrukcijskih izvedb batnih motorjev z notranjim zgorevanjem,zato jih razvr{~amo po razli~nih kriterijih:

po vrsti procesa (ottov ali dizelski), po ~asu trajanja delovnega procesa ({tevilu taktov), po na~inu vìga, po na~inu gibanja bata, po razporeditvi valjev, po vrsti hlajenja.

Bat se giblje med dvema skrajnima legama, ki ju imenujemo zgornja mrtva lega, ZML, inspodnja mrtva lega, SML.

Zgornjo mrtvo lego imenujemo tisto, ko je bat najbolj oddaljen od ro~i~ne gredi. Spod-njo mrtvo lego imenujemo tisto, ko je bat najbli`ji ro~i~ni gredi. Mrtva lega imenujemo ta po-loàj zato, ker v teh legah bat spremeni smer in je njegova hitrost enaka ni~. âs, v kateremse bat premakne iz ene v drugo mrtvo lego, imenujemo takt. Tako delimo motorje po trajanjudelovnega procesa na:

{tiritaktne, pri katerih se delovni proces opravi med dvema vrtljajema ro~i~-ne gredi ali v {tirih taktih;

dvotaktne, pri katerih se delovni proces opravi med enim vrtljajem ro~i~negredi ali v dveh taktih.


16

Sl.7: Mehanizem tiritaktnega batnega motorja z notranjim zgorevanjem

Delovni proces v batnem motorju vsebuje {tiri osnovne korake: polnjenje ali sesanje, zgo{~evanje ali komprimiranje, zgorevanje ali ekspanzija, ~i{~enje ali izpuh.

Ko je bat v SML, imamo maksimalni volumen nad batom, ~e je bat v ZML, pa minimalnivolumen, ki ga imenujemo kompresijski prostor Vc. V tem prostoru se opravi ve~ji del pro-cesa zgorevanja in se imenuje zgorevalni prostor. Pot, ki jo opravi bat med ZML in SML, ime-nujemo gib bata s, ta prostor pa gibni ali delovni volumen Vh.

SML

ZML

gib

s

Vc

ZML

Vh

SML

Sl.8: Kompresijsko razmerje

^e primerjamo prostornino nad batom pred stiskanjem Vh + Vc s prostorom nad valjem postiskanju, dobimo kompresijsko razmerje .

= +h c

c

V VV

= delovna prostornina + kompresijski prostor

kompresijski prosstor

1 valj2 bat3 ojnica4 roina gred

3

4

2

1


17

4.1 OPIS DELOVANJA TIRITAKTNEGA OTTOVEGA INDIZELSKEGA MOTORJA

Prvi takt:Bat se giblje od ZML proti SML. Sesalni ventil (SV) je odprt, izpu{ni ventil (IV) je zaprt.Zaradi odmikanja bata nastane podtlak v delovnem prostoru, zato pod vplivom atmosfer-

skega tlaka p0 v valj motorja priteka me{anica goriva in zraka pri ottovih motorjih ali samozrak pri dizelskih motorjih. Motorje, ki jih polnimo na ta na~in, imenujemo sesalni motorji,prvi takt pa sesanje.

Med polnjenjem se sveà zmes zraka in goriva segreva od vro~ih sten valja in dovodnihkanalov. Zato se zmanj{a gostota zraka in s tem ute`na koli~ina polnitve. Za presojo polnje-nja uporabljamo koeficient stopnje polnjenja p pri ottovih motorjih in volumen polnjenja ko-li~ine zraka v pri dizelskih motorjih.

Prakti~no dosegljive vrednosti so: pri po~asi teko~ih motorjih 0,890,92, pri hitro teko-~ih motorjih 0,750,85.

Krmilna naprava odpira in zapira ventile na osnovi preizku{enj na prototipu motorja. Vpraksi je kot odpiranja p med 0 in 30, kot zapiranja p med 20 in 70. Na ta na~in posta-ne polnilna stopnja dalj{a kot takt, tako da prepre~imo du{enje, ki bi nastalo zaradi po~asne-ga pove~evanja preto~nega prereza ventila na za~etku in na koncu takta.

Drugi takt:Bat se premika od SML proti ZML. Oba ventila sta zaprta, rasteta tlak in temperatura.Pri ottovih motorjih se komprimira me{anica zraka in goriva, pri dizelskem motorju pa sa-

mo zrak. Pri tem moramo paziti na kompresijsko razmerje , ker se pri prekora~itvi pojavi pre-veliko pove~anje temperature in s tem samovìg me{anice, kar povzro~a pojav klenkanja (de-tonacije), ki slabo vpliva na dele motorja. Zato pri ottovih motorjih uporabljamo razmerja = 611.

Pri dizelskem motorju uporabljamo ve~ja kompresijska razmerja, = 1222, da doseèmo vi-soko temperaturo zraka, ki omogo~a samovìg vbrizganega goriva na koncu takta. Splo{no ve-lja, da ve~je kompresijsko razmerje daje bolj{i termi~ni izkoristek in ve~ji tlak pri zgorevanju.

Preden pride bat v ZML, se opravi pri ottovih motorjih vìg me{anice s pomo~jo elektri~-ne iskre, pri dizelskem motorju pa to~ka vìga ustreza trenutku za~etka vbrizgavanja goriva.Od trenutka, ko presko~i iskra, pa do za~etka zgorevanja mine dolo~en ~as, ki ga imenujemozakasnitev vìga. To je kratka doba, ki traja 0,001 sekunde.

Gorivo se v tem ~asu pripravlja na zgorevanje. Zgorevanje se pri ottovem motorju opra-vi izohorno, pri konstantni prostornini, kar bi zahtevalo neskon~no veliko hitrost zgoreva-nja, ki dejansko poteka s hitrostjo 1025 m/s pri tlaku 3040 barov in pri temperaturi20003000 C, zato je potreben dolo~en ~as, da me{anica zgori v obmo~ju ZML, kjer jeprostornina najmanj{a.

Zaradi tega se mora zgorevanje za~eti pred ZML in se kon~ati malo za njo, kar pomeni,da bo prostornina prakti~no konstantna. Kot, ki ga oklepa ro~ica gredi z vertikalno osjo v valjuv trenutku, ko presko~i iskra, imenujemo predvìg , ki ga lahko ozna~imo kot oddaljenostbata od ZML. Nekoliko za ZML je prete`na koli~ina goriva zgorela, dogorevanje se opravi vekspanziji.

Pri dizelskih motorjih zgorevanje poteka nekoliko druga~e zaradi druga~nega na~ina pri-prave zmesi za zgorevanje.


18

Pred ZML vbrizgano gorivo, ki se razpr{i v zgorevalnem prostoru, pome{a z zrakom in pri-pravi na zgorevanje. To traja 0,005 s, ta ~as imenujemo zakasnitev vìga.

îm ve~ja je zakasnitev, tem ve~ja je koli~ina goriva v zgorevalnem prostoru, temu slediprimerno pove~anje tlaka. Posledica je dodatna trdnostna obremenitev delov motorja, kar po-vzro~a ropot. Pravimo, da ima motor trdi tek.

Zato pri teh motorjih vbrizgavamo gorivo nekoliko za ZML, najbolj{e rezultate dobimo,ko je ro~i~na gred 1015 za ZML. Takrat imamo najve~jo mo~ in najugodnej{o obremeni-tev ro~i~nega mehanizma.

Tretji takt:Sesalni in izpu{ni ventil sta zaprta, valj je lo~en od okolice.Po zgorevanju spro{~ena toplota segreje delovni plin, ki se {iri ekspandira in odriva bat

proti SML, tlak postopoma pada. Bat opravlja mehansko delo, zato se ta gib imenuje delovnigib ali ekspanzija.

Koliko toplote se bo spremenilo v koristno delo, pa je odvisno od ve~ dejavnikov. Ti so:izguba toplote skozi kontaktne povr{ine, odvedena toplota pri hlajenju motorja, netesnost bat-nih obro~kov, kakovost mazanja in maziv.

Zaradi toplotnih izgub se proces ne opravi po izentropi, ampak po politropi s spremenlji-vim eksponentom n = 1,2 do 1,4.

Delo, pridobljeno od ekspanzije, se porabi za kritje lastnih izgub, ostanek pa se preko ro-~i~nega mehanizma preda gnanemu stroju ali vozilu.

êtrti takt:Zgorevalne produkte, ki so opravili svoje delo, moramo odstraniti iz delovnega valja v ~im

kraj{em ~asu in ~im bolj natan~no.Zato za~nemo odpirati izpu{ni ventil, preden bat doseè SML. Prezgodnje odpiranje po-

vzro~i izgubo pri delu zaradi prekinjene ekspanzije. Prepozno odpiranje pa zahteva dodatnodelo za premagovanje du{enja, tj. tlaka, zaostalega po ekspanziji.

Ponavadi je ta tlak pri ottovih motorjih 36 barov, pri dizelskih motorjih pa 25 barov.Na poti proti ZML iztiska bat zgorele pline skozi izpu{ni ventil v atmosfero. Zapiranje iz-

pu{nega ventila je tudi pomembno. ê ga zapremo prezgodaj, pred ZML, se pove~a tlak ter vvalju ostanejo zgoreli plini.

1 kompresija2 izpuh3 ekspanzija4 polnjenje

Op zaetek odpiranjapolnilnega ventila

Zp konec zapiranjapolnilnega ventila

Oi zaetek odpiranjaizpunega ventila

Zi konec zapiranjaizpunega ventila

1015 520

OpZi

S

Oi

Zp

4060 4560

1

2

3

4

Sl.9: Krmilni diagram tiritaktnega motorja


19

Zapiranje izpu{nega ventila za ZML zmanj{a koli~ino zaostalih plinov. V tem primeru seizpu{ni ventil {e ne zapre, ko se `e odpre sesalni ventil za novi prvi takt. Imamo ~asovno pre-krivanje, ki ga imenujemo izplakovanje delovnega valja. Tu prihaja do me{anja sve`e polnitvein zaostalih zgorevalnih plinov.

Po kon~anem izpuhu se kon~a delovni proces {tiritaktnega motorja, ki opravi energetskospremembo v dveh obratih ro~i~ne gredi ali v {tirih prehodih bata. Pri tem procesu pa v zad-njih dveh taktih ni razlike med ottovim in dizelskim motorjem.

Potek delovnega procesa prikazujemo v krmilnem diagramu.

4.1.1 Primerjava delovnih procesov bencinskega indizelskega motorja

Tabela 1: Primerjava delovnih procesov bencinskega in dizelskega motorja

Ottov proces Dieslov procesz zunanjo pripravo meanice z vbrizgavanjem goriva

1.korak vsesavanje meanice zraka in goriva v dolo-enem razmerju 1 : 14

2.korak stiskanje do tlaka 818 barov, da ne pridedo samoviga, oktanska vrednost goriva

3.korak vig meanice z elektrino iskro

4.korak irjenje zgorevanja po meanici pri hitrostiplamena 25 m/s. Najviji tlak 30 do 50 ba-rov nastane, ko je roica roine gredi 1015 za ZML. Poasno zgorevanje je ugod-no, ker omogoa velik vrtilni moment na ro-ini gredi, najveji tlak pa nastane, ko je ro-ica e nagnjena v smer vrtenja.

5.korak irjenje plina ekspanzija

6.korak Mo spreminjamo s spremembo koliine vse-sane meanice zraka in goriva. Praznjenje va-lja, izpust zgorevalnih produktov (vodna pa-ra, ogljikov monoksid, duikov oksid) v atmo-sfero.

Opomba Meanica zraka in goriva se vge le, e jenjuno razmerje pravilno. Strupene primesi vizpunih plinih so posledica prebogate mea-nice ter slabega meanja pri nepravilni oblikizgorevalnega prostora.

vsesavanje samo zraka

stiskanje zraka do tlaka 35 barov in ve,na temperature, vije od 773 K

vbrizg in razpritev goriva, ki se porazdelipo celotni koliini stisnjenega zraka

Samodejni vig goriva ob dotiku s pregretimzrakom in vroimi stenami valja. Najveji tlakdo 80 barov nastane, ko je roica za ZML.Hkratno zgorevanje celotne koliine gorivapovzroi velik tlak e v bliini ZML, kar ima zaposledico veliko obremenitev roice, leajevin roine gredi, vrtilni moment pa se ne po-veuje. Zato je cilj reitev, ki bi upoasnila zgo-revanje oziroma prestavila najviji tlak nekoli-ko vstran od ZML.

irjenje plina ekspanzija

Mo spreminjamo s spremembo vbrizgane ko-liine goriva (plinsko olje). Praznjenje valja, iz-pust zgorevalnih produktov (vodna para, og-ljikov monoksid, duikov oksid ter zrak, ki ni so-deloval pri zgorevanju) v atmosfero.

Razmerje zraka in goriva nima doloenegavpliva, e je le pri najvejem vbrizgavanju tu-di dovolj zraka za popolno zgorevanje (naj-veja mo). Pri manji moi ostaja vedno ne-kaj zraka, ki ne sodeluje pri zgorevanju. Tazrak se v dotiku z vroimi plini segreva terprenaa silo na bat. To je tudi eden od vzro-kov boljega izkoristka dizelskega motorja pridelu z manjo mojo.


20

4.1.2 Delovni diagram tiritaktnega ottovega motorja^e potek tlaka merimo in nari{emo odvisnost tlaka od poti bata, v diagramu tlak pot do-

bimo krivuljo, ki jo ka`e slika 3, tj. potek tlaka v tretjem taktu.

Krivulja tla~nega poteka zapira s premico atmosferskega tlaka p0 ter z navpi~nicama ZMLin SML plo{~ino pridobljenega dela v tretjem taktu. Razdalja od ~rte p0 do daljice AB pred-stavlja srednji delovni tlak pm3, ki deluje na bat med celim gibom.

Ponovimo postopek merjenja in risanja za vsak takt, dobili bomo srednji indicirani tlakpmi. Sestavimo posamezne stopnje po zaporedju taktov. Dobili smo delovni diagram {tiritakt-nega ottovega motorja v razviti obliki.

Sl.10: Diagram poteka tlaka v tretjem taktu

Sl.11: Delovni diagram tiritaktnega ottovega motorja v razviti obliki

tlak zgorevanjaZML SML

tlak

v va

lju p

A

105 Pa

0S (gib)

B Pm3

izpu

ni v

entil

se o

dpre

1. taktsesanje

2. taktkomprimiranje

3. taktzgorevanje

4. taktizpuh

ZML SML ZML SML ZML

izpuni ventilse zapre

vstopni ventilse zapre

izpuni ventilse odpre

vstopni ventilse odpre

tlak

v va

lju p

105 Pa

0

Z Z Z Z

180 360 540 720

1. zavrtitev roine gredi 2. zavrtitev roine gredi

kot roine gredi


21

4.1.2.1 Indikatorski diagram in mo motorjaPostopek, kot je opisan, bi bil zamuden in dolgotrajen. Zato uporabljamo posebne meril-

nike s pisalom, kot ga prikazuje slika 12. Ti na rotirajo~em valju, na katerega je pritrjen pa-pir, izri{ejo delovni diagram v obi~ajni obliki.

v 3. taktu pridobljeno delo

porabljeno delo v sesalnemin izpunem taktu

tlak z

gore

vanj

e

3. ta

kt

delovni gib 3. takt Izpuni ventil se odpre.

sesanje 1. takt

pot bata v mm

komprimiranje 2. taktVstopni ventil se odpre.

izpuh 4. takt

0105 Pa

vig

Indikatorski diagram velja za obe vrsti motorjev, ottove in dizelske.Osnovnica diagrama je volumen valja Vh, pridobljeno delo W pa je razlika pridobljenega

dela v ekspanziji in kompresijskega dela, lahko ga izra~unamo ali izmerimo na diagramu.Vi{ina tega pravokotnika bo srednji indicirani tlak:

pmi = pm3 (pm1 + pm2 + pm4)

Sila na bat je enaka produktu tlaka in plo{~ine bata:

F = pmi Ab

Bat naredi gib s, sila pa opravi delo:

W = F s = pmi Ab s

V ena~bi produkt Ab s da volumen valja Vh [m3]:W = pmi Vh

Izraz predstavlja indikatorsko delo, to je tisto delo, ki ga motor razvija v valju v teku enegadelovnega ciklusa. Pri i valjih in n vrtljajih dobimo delo, ki ga razvije motor:

W = pmi Vh i n

Ker je mo~ opravljeno delo v enoti ~asa, bo za indicirano mo~ P pri znanem {tevilu vrt-ljajev v minuti:

P = Wt

= 1

60 W i n =

1

60 pmi Vh i n

Sl.12: Merilnik s pisalom Sl.13: Shema nastanka indikatorskega diagrama


22

Mo~ motorja navadno izraàmo v kW, srednji indicirani tlak v barih, gibno prostornino vlitrih ali dm3, vrtilno hitrost v vrt./min, {tevilo taktov = 2 ali = 4, indikatorska mo~ je za:

{tiritaktni motor:

Pi = 1

1200 pmi Vh i n [kW]

dvotaktni motor:

Pi = 1

600 pmi Vh i n [kW]

Zaradi izgub, trenja bata, trenja v leàjih, pogona pomo`nih agregatov, premagovanja zra~-nega upora gibanja delov motorja indicirana mo~ ni v celoti na razpolago na prirobnici ro-~i~ne gredi. Mo~ na prirobnici ro~i~ne gredi imenujemo efektivna mo~ Pe.

Odnos med efektivno in indikatorsko mo~jo motorja dolo~a mehanski izkoristek mo-torja m:

m = e

i

PP

Efektivna mo~ je:

Pe = m Pi [kW]Mehanski izkoristek se spreminja v odvisnosti od pogojev delovanja motorja, od {tevila

vrtljajev ali obremenitve, splo{no se giblje med 0,70 in 0,85. Ve~je vrednosti veljajo za po-~asne motorje in za ve~je mo~i, nekoliko pa je slab{i pri dizelskih motorjih zaradi vi{jih de-lovnih tlakov. Efektivno mo~ lahko merimo v preizku{evalnici motorjev.

4.2 OPIS DELOVANJA DVOTAKTNEGA OTTOVEGAIN DIZELSKEGA MOTORJA

Da bi zmanj{ali {tevilo taktov, tj. hodov bata, izdelamo motor, ki opravi delovni procesv dveh taktih ali v enem vrtljaju ro~i~ne gredi. To doseèmo na ta na~in, da poteka hkrative~ korakov delovnega procesa, da se valj na eni strani prazni, na drugi pa polni z me{ani-co zraka in goriva.

Zato nekoliko spremenimo konstrukcijo motorja: bat s svojim telesom odpira in zapira izpu{ni in sesalni kanal, karter, v katerega bat nasesa in predkomprimira me{anico, je zatesnjen, ni zapiral za uravnavanje vstopa me{anice v valj.

Izvedbo dvotaktnega motorja in pripadajo~i delovni ter krmilni diagram prikazuje slika 14.

Prvi takt:Bat se giblje od SML proti ZML.Pove~uje se volumen pod batom, tlak v karterju je ni`ji od zunanjega, zato se odpre vstopni

ventil, priteka me{anica zraka in goriva pri ottovem motorju ali samo zrak pri dizelskih mo-torjih. êlna stran bata hkrati komprimira me{anico oziroma zrak.

Nekoliko pred ZML v`gemo me{anico zraka in goriva, pri dizelskem motorju za~nemo zvbrizgavanjem goriva, ki se vname. Pove~ata se temperatura in tlak.


23

Drugi takt:Bat se giblje od ZML proti SML. Zgorevalni plini potiskajo bat, poteka ekspanzija, pri ka-

teri preko ro~i~ne gredi zgorevalni plini oddajajo delo.Pred SML bat odpre izpu{ni kanal, zgorevalni plini pri tlaku 35 barov zapu{~ajo valj z ve-

liko hitrostjo. Preto~ni prerez se s premikanjem bata pove~uje, zato mo~no pade tlak. Nekolikozatem valj odpre kanal, skozi katerega vanj za~ne pritekati me{anica zaradi nadtlaka v karterju.

Ugotovimo, da sta hkrati odprta oba kanala izpu{ni in preto~ni, ki se jima pove~uje pre-to~ni prerez pri gibanju bata proti SML in je najve~ji, ko bat doseè SML, ter se zmanj{ujepri premiku bata proti ZML.

Isto~asni izpuh in sesanje potekata tako, da sveà me{anica zraka in goriva ali samo zra-ka pri dizelskem motorju potiska zgorevalne pline iz valja v atmosfero. êlo bata je obliko-vano tako, da ustvari ~im ugodnej{i tok za splakovanje valja, zato ta del ciklusa imenujemosplakovanje. Pri tem se del sveè polnitve me{a z zgorevalnimi plini in z njimi odhaja v iz-puh, kar pri ottovih motorjih lahko povzro~i tudi do 20-% izgubo goriva, pri dizelskem mo-torju nastanejo le izgube zraka.

Zelo kratek ~as polnjenja, v primerjavi s {tiritaktnim motorjem, ima za posledico zmanj-{ano stopnjo polnjenja, kar se pozna pri mo~i motorja. Pri enakih pogojih bi moral dati dvo-taktni motor dvakrat ve~jo mo~ kot {tiritaktni, vendar je to le 2530 % ve~ja mo~.

4.2.1 Prednosti in slabosti dvo- in tiritaktnega motorjaDvotaktni motor opravi delovni ciklus v enem vrtljaju ro~i~ne gredi. To pomeni, da bi moral

dati tudi dvakrat ve~jo mo~ kot {tiritaktni motor. Dejansko je zaradi pomanjkljivosti pri pol-njenju valja in pri izpuhu komaj nekoliko ve~ja od {tiritaktnega motorja pri enaki delovni pros-tornini. Ker pa se dvotaktni motorji hitreje vrtijo, imajo vseeno za 2050 % ve~jo mo~ kot {ti-ritaktni motorji.

V sami primerjavi lahko ugotovimo naslednje prednosti in pomanjkljivosti: dvotaktni motor ima pri istem {tevilu vrtljajev dvojno {tevilo delovnih cik-

lov, zato je vrtilni moment enakomernej{i;

p Z

1 23p

c

54

Vc VhVh1

vSK

ZML /NMLIK

ZML NML

V

1 (OIK)2 (OSK)

NML

4 (ZSK)5 (ZIK)

ZML

Po = 1 bar

Sl.14: Shema dvotaktnega motorja in pripadajoi delovni ter krmilni diagram

1 zaetek odpiranja izpune odprtine(OIK)

2 zaetek odpiranja pretone odprtine(OSK)

3 pretona odprtina odprta4 pretona odprtina zaprta (ZSK)5 izpuna odprtina zaprta (ZIK)V vstopni ventilIK izpuna odprtina

SK pretona odprtinaZ zaetek ekspanzijep vig svee polnitve valjac vbrizg goriva pri dizelskem motorju

Vh delovna prostorninaVh1 gibna prostorninaVc kompresijska prostornina


24

zaradi tega ima dvotaktni motor ve~jo termi~no in mehansko obremenitev kot{tiritaktni;

dvotaktni motor ima manj sestavnih delov, ne potrebuje krmilnega mehaniz-ma, s tem se poceni izdelava in zmanj{a teà motorja, kar nam da ugodnej{erazmerje teà : mo~ motorja;

ker dvotaktne motorje maèmo z me{anico, odpade sistem za mazanje; mazanje z me{anico olaj{a zagon motorja pri nizkih temperaturah; pri dvotaktnem motorju uporabljamo kotalne leàje, zato je ro~i~ni mehani-

zem manj ob~utljiv za spremembe {tevila vrtljajev; slaba stran dvotaktnega motorja je velika poraba goriva in mazalnega olja, ker

pri nizkih vrtljajih uhaja sveà polnitev v izpuh (splakovanje) ter pri visokihvrtljajih v valju zaostajajo izpu{ni plini (slab{e polnjenje), kar zmanj{uje mo~,zato ima motor pri enaki prostornini le nekoliko ve~jo mo~.

4.2.2 Primerjava izvedbe bencinskega in dizelskega motorja

Tabela 2: Primerjava izvedbe bencinskega in dizelskega motorja

Bencinski motor Dizelski motorlaji in manjih dimenzij velike mase in dimenzije

dosega veliko tevilo vrtljajev ni primeren za veliko tevilo vrtljajev

hiter in lahek zagon veja mo pri zagonu

hitro segrevanje do delovne temperature teje segrevanje

dosega vije delovne temperature ne dosega visokih temperatur

hitro pospeevanje poasno pospeevanje

tiho delovanje pri dobrem duenju izpuha hrupno delovanje

manj obutljiv za neistoo goriva obutljiv za neistoo goriva

draje gorivo ceneje gorivo

slabi izkoristek bolji izkoristek

ceneje vzdrevanje draje vzdrevanje

nija nabavna cena vija nabavna cena

kraja ivljenjska doba dalja ivljenjska doba

4.3 MERJENJE EFEKTIVNE, DEJANSKE MOI MOTORJAIN KARAKTERISTIKE MOTORJA

Efektivna mo~ je mo~, ki jo pogonski stroj odda delovnemu stroju. Efektivno mo~ motor-ja lahko natan~no merimo na preizku{evalcu z zavoro. Tak{na zavora ima vedno dva dela:

vrtljivi del, ki je povezan z motorjem in ga poganja; nepremi~ni del z napravo za zaviranje, ta deluje neposredno na vrtljivi del.

Nepremi~ni del je pritrjen na nihajo~o ro~ico dolìne 1 m, na kateri je spremenljiva proti-ute` ali umerjena vzmet.

ê poznamo teò uteì ali silo vzmeti, izra~unamo vrtilni moment M:

M = m g l = F l


25

Pri isto~asnem merjenju {tevila vrtljajev n dolo~imo efektivno mo~ Pe:

Pe = 9550M n

[kW]

m masa [kg]l dol`ina ro~ice [m]g gravitacija [m/s2]n {tevilo vrtljajev [vrt./min]

9550 konstanta

Za preizku{anje motorjev imamo ve~ vrst zavor.Pranyjeva zavora deluje na na~in, kot je bilo opisano.

1 2

3

4

1 krilni matici2 vzvod3 ute4 zavorne eljusti5 gred

5

Sl.15: Pranyjeva zavora

Pri Fraudovi hidravli~ni zavori se turbinsko kolo vrti v zatesnjenem ohi{ju z name{~e-nimi lopaticami, ki so povezane s protiute`mi. Odvisno od koli~ine teko~ine v ohi{ju, katerenivo lahko nastavljamo s spreminjanjem pretoka, bo turbinsko kolo posku{alo potegniti zaseboj ohi{je. To je nihajo~e vle`ajeno, tako da navor lahko uravnovesimo z zunanjo silo, kijo pa poznamo.

Sl.16: Fraudova hidravlina zavora

dotok vode

odtok vode


26

Elektri~na zavora izkori{~a princip indukcije. V magnetnem polju mo~nega elektromag-neta motorna gred vrti jekleno plo{~o, v kateri se inducirajo vrtin~ni tokovi. Reakcijski na-vor uravnovesimo na nihajo~e vleàjenem ohi{ju.

Pri merjenju mo~i motorja na kateri koli zavori poènemo motor s polnim {tevilom vrtlja-jev, to je z najve~jo mo~jo, in spreminjamo navor toliko ~asa, dokler motorja ne zadu{imo.

ê èlimo poznati natan~ne lastnosti motorja, merimo mo~ pri razli~nem {tevilu vrtljajevpri polno odprti loputi za plin, ko je motor ogret na delovno temperaturo, kar pomeni, da jepolno obremenjen, pri ~emer mu, ~e ga zaviramo z zavoro, ne sme pasti {tevilo vrtljajev.

Motorji obi~ajno delajo pri ni`ji obremenitvi od polne, zato meritve opravimo pri stal-nem {tevilu vrtljajev, ki jih vzdrùjemo z zavoro, spreminjamo pa koli~ino goriva s pomo~jolopute za plin. Postopek ponavljamo, dokler ne pokrijemo celotnega {tevila vrtljajev in mo-torja ne zadu{imo. Te meritve vna{amo v diagram, ki nam predstavlja karakteristi~ne krivuljemotorja.

Ri{emo diagram, v katerega vna{amo: mo~, {tevilo vrtljajev, porabo goriva, vrtilni moment (navor).

Diagram mo~i, navora in porabe goriva prikazuje slika 17. Iz diagrama je razvidno, da jekrivulja mo~i odvisna od vrtilnega momenta (navora) in od {tevila vrtljajev motorja.

Pri motornih vozilih se navadno dolo~i maksimalna mo~ kot maksimalna efektivna mo~,ki je na razpolago za pogon vozil, lahko jo vzamemo tudi kot nominalno mo~.

Dolo~imo jo tako, da od indicirane mo~i motorja od{tejemo mehanske izgube:

Pe = Pi Pm

Sl.17: Diagram moi, navora in porabe goriva

1 krivulja navora motorja2 krivulja moi motorja3 krivulja porabe goriva motorja

1401301201101009080706050403020100

1000 2000 3000 4000 5000

300275250225200

mom

ent [

Nm

]

408387354327300272

pora

ba [g

/kW

h]

mo

[kW

]

tevilo vrtljajev motorja [min1]

1

3

2


27

Med delovanjem motorja se pogoji obratovanja nenehno spreminjajo: pri motornem vozilu v odvisnosti od razmer na vozi{~u, pri pogonu razli~nih agregatov so spremembe v obremenitvi ob stalnem {te-

vilu vrtljajev, pri pogonu ladij in letal je mo~ odvisna od {tevila vrtljajev in nagiba prope-

lerja (vijaka).Ugotovimo lahko, da motor ne obratuje vedno v obmo~ju nominalnih karakteristik, zato

eksperimentalno dolo~imo njegove najva`nej{e karakteristike: nominalna mo~ je efektivna mo~, za katero proizvajalec jam~i, da jo bo mo-

tor razvijal pod dolo~enimi pogoji, in je vpisana v garancijski list motorja terse razlikuje od maksimalne mo~i pri istem {tevilu vrtljajev;

trajna mo~ ali najve~ja stalna mo~ je najve~ja efektivna mo~, ki jo motorrazvija neomejeno dolgo, ne da bi pri tem nastale mehanske in toplotne pre-obremenitve;

omejena trajna mo~ je najve~ja mo~, ki jo motor lahko razvija samo ome-jeno dolgo, odvisno od namena uporabe;

maksimalna mo~ je najve~ja efektivna mo~, pri kateri motor lahko dela 15minut brez mehanskih in toplotnih po{kodb;

mo~ na delovno prostornino (volumetri~na mo~) podaja tisto maksimalnomo~, ki jo motor razvije pri enem litru delovnega prostora valja;

specifi~na mo~ ali mo~ na teò motorja je podatek, ki pove, koliko mo~i da-je motor glede na svojo teò;

specifi~na teà motorja podaja vrednost teè motorja na 1 kW, pri kateri imamotor maksimalno mo~.

4.4 PRIMERI1. Pri dolo~enem poloàju bata v valju plin zavzame prostornino V1 = 30 l in tlak p1 = 6 ba-

rov. Koliko naraste tlak pri premikanju bata tako, da se pri konstantni temperaturi zmanj-{a volumen na V2 = 20 l?

Sprememba stanja poteka po izotermi p1 V1 = p2 V2

p2 = p1 1

2

VV

= 6 30

20 = 9 barov

2. V valju, ki je z izolacijo zavarovan pred izgubo toplote, bat pritiska na zrak s prostorninoV1 = 2,5 dm

3, s pritiskom p1 = 7,9 barov. Koliken je tlak, ko zrak ekspandira na V2 = 5 dm3?

Sprememba stanja poteka po adiabati p Vn = konst.n eksponent politrope, ki ima za zrak vrednost 1,4

p2 = p1 VV

1

2

n

= 7,9 2 5

5

,

1,4

= 2,99 3 bare

3. Izra~unaj efektivno mo~ motorja, ki ima premer bata d = 70 mm, gib bata s = 65 mm, {te-vilo vrtljajev n = 4200 vrt./min, srednji indicirani tlak pmi = 11 barov, mehanski izkoris-tek m = 0,80, v primeru dvotaktne in {tiritaktne izvedbe motorja.


28

Efektivna mo~ za dvotaktni motor:

P = Ab s pmi = 2

4

d s pmi n i m

1

600 =

Efektivna mo~ za {tiritaktni motor:

P = Ab s pmi = 2

4

d s pmi n i m

1

1200 =

4. Koliko odstotkov mo~i izgubi bencinski motor v vi{ini 3000 m, ~e upo{tevamo zunanjonormalno temperaturo t = 15 C?

Po tabeli ICAO (International Civil Aviation Organization) je zra~ni tlak na tej vi{ini p =0,701 barov pri temperaturi t = 4,5 C.

P = P0 0

1

TT

1

0

pp

= P0 288

268,5

0,701

1,0325 = P0 1,0357 0,6789 = P0 0,7031

Izkoristek dobimo iz razmerja:

= 0

PP

= 0

0

0,7031PP

= 0,7031

1 = 1 0,7031 = 0,2969 100 % = 29,69 %

Izguba zna{a 29,69 %.Ena~bo za mo~ P v odvisnosti od tla~nega razmerja in temperature imenujemo efekt ali

u~inek motorja in ta predstavlja empiri~no ugotovljeno vrednost korekcijskega faktorja.

Za ponovitev in utrditev:

1. Natej vrste motorjev.2. Natej vrste kalorinih motorjev.3. Pojasni, kateri so motorji z notranjim zgorevanjem.4. Skiciraj in opii zgradbo dvotaktnega ali tiritaktnega motorja.5. Primerjaj izvedbo dvotaktnega in tiritaktnega motorja.6. Opii posamezne stopnje delovnega procesa motorja z notranjim zgorevanjem.7. Pojasni, v em je razlika med dvotaktnim in tiritaktnim procesom.8. Pojasni, v em je razlika med Ottovim in Dieslovim procesom.9. Pojasni krmilni diagram motorja z notranjim zgorevanjem.

10. Narii indikatorski diagram in pojasni, za kaj ga uporabljamo.11. Pojasni, kako doloamo mo motorja z notranjim zgorevanjem.12. Pojasni, kako merimo mo in porabo motorja.13. Skiciraj pranyjevo zavoro in pojasni, kako deluje.14. Skiciraj diagram moi, navora in porabe goriva.15. Natej in pojasni karakteristine vrednosti motorja z notranjim zgorevanjem.

P =

4 (70 103)2 65 103 11 105 4200

1

60 1 0,80

1

600 = 25,67 kW

P =

4 (70 103)2 65 103 11 105 4200

1

60 1 0,80

1

1200 = 12,83 kW


29

4.5 SESTAV IN DELI BATNIH MOTORJEVZ NOTRANJIM ZGOREVANJEM

Pri {tiritaktnem enovaljnem motorju je le en delovni takt (cikel), trije pa nedelovni, zatoje delovanje takega motorja neenakomerno. Vzrok je spremenljiv tlak, zato se spreminja tudisila na ro~i~ni gredi tako po velikosti kot tudi po smeri. Da bi to delno odpravili, na ro~i~nogred namestimo vztrajnik ter izdelamo motor z ve~jim {tevilom valjev.

Pri ve~valjni izvedbi moramo zamikati zaporedje vìgov, da ne bi prihajalo hkrati v vsehvaljih do enakega delovnega cikla (takta). Tako dobimo enakomernej{o obremenitev sestav-nih delov ter mirnej{i tek motorja. Za bolj{i priblièk tem zahtevam danes izdelujejo motorjez razli~no razporeditvijo valjev in z razli~nim poloàjem kolen na ro~i~ni gredi.

Obi~ajne izvedbe ve~valjnih motorjev so:

Sl.18: Delitev motorjev po razvrstitvi valjev ter otevilenje valjev(a vrstni (linijski) motor, b V-motor, c motor z nasprotno leeimi valji (bokser))

Tabela 3: Izvedbe vevaljnih motorjev

pogonska stran6

54

32

1

4321

8765

pogonska stran

pogonska stran

a b c

Po tevilu valjev Po poloaju valjev Po zaporedju viga Po zamiku viga

enovaljni pokonni 1 720

dvovaljni vrstni ali nasprotno leei 12 360

trivaljni vrstni 132 240

tirivaljni vrstni ali nasprotno leei 1342 ali 1423 180

petvaljni vrstni 12453 144

estvaljni vrstni ali V-oblika 153624 ali 120124653

osem- in vevaljni izkljuno V-oblika 18274536 290

[tevil~enje valjev je standardizirano ter povsod poenoteno. Pri vrstnem motorju za~nemo{teti na nasprotni strani odvzema vrtilnega momenta motorja (nasproti vztrajnika), pri V-izved-bi za~nemo {teti na levi strani nasproti vztrajnika. Enako velja pravilo, da smer vrtenja mo-torja prav tako gledamo s strani, ki je nasprotna vztrajniku.


30

4.5.1 Mirujoi deli motorjaTo so deli, ki motorju dajejo osnovno obliko, zagotavljajo namestitev gibljivih delov in

opreme.

1 merilec olja2 izpuni zbiralnik3 odmini drog4 dronik5 odmina gred6 ventil7 sesalni zbiralnik8 pokrov ventilov9 glava motorja

10 glavno tesnilo11 valjev blok12 valjna pua13 leajni mostiek14 oljna rpalka15 oljno korito

12

4

5

3

910

15

14

13

11

12

6

78

Sl.19: Mirujoi deli motorja

Valjev blok (11) je nosilni del motorja, v katerem se odvija delovni proces energetske spre-membe. Nase sprejema toplotne in mehanske obremenitve, zato mora biti togo zgrajen. Izvedenje z enim ulivanjem (zato se tudi imenuje monoblok) sive litine ali aluminijevih zlitin. Pri temje te`ko dose~i dobre drsne lastnosti.

Valj je izpostavljen obrabi (ovalna deformacija zaradi neenakomernega pritiska ojnice nabat), zato v valjev blok vstavljamo vnaprej izdelane pu{e (mokra in suha pu{a), ki so nareje-ne iz visokokakovostnega, drobnozrnatega jekla in so odporne proti obrabi.

Stene bloka imajo obi~ajno debelino 4 do 8 mm. Komplicirana oblika pogojuje neenako-merno strjevanje in ohlajanje litine, zato ostanejo v ulitku velike notranje napetosti, ki se neporazgubijo do konca ìvljenjske dobe motorja. To je tudi vzrok, da je blok ob~utljiv za hit-re spremembe temperature, posebej nevarno je dolivanje hladne vode v pregret motor (defor-macije in pokanje bloka).

Glede na na~in hlajenja je valjev blok izdelan z zunanjimi rebri pri zra~no hlajenih mo-torjih in preto~nimi kanali v notranjosti ulitka pri vodno hlajenih motorjih.

V karterskem delu monobloka so name{~eni leàji ro~i~ne gredi. Zato je tudi spodnja po-vr{ina v isti ravnini kot sredina leàjev ro~i~ne gredi.

Karter (pri dvotaktnem motorju) ali oljno korito pri {tiritaktnem motorju (15) zapiramos spodnje strani s pokrovom, ki je obenem namenjen tudi zbiranju mazalnega olja. Zatesnjenje s tesnilom iz plutovine, pri novej{ih izvedbah je povr{ina pokrova obdelana in namenjenatesnjenju s pomo~jo tesnilne masti (masti tipa Hermetik).

Glava motorja (9) zapira valjev blok na zgornji strani, obenem dolo~a tudi zgorevalniprostor. Vanjo so name{~ena tako leì{~a za sve~ke in vodila ventilov ter leàjev odmi~nih gre-di kakor tudi kanali za izmenjavo sveè polnitve in izpu{nih plinov.


31

Prenesti mora visoke temperaturne in mehanske obremenitve, zato jo izdelujemo z uliva-njem iz sive litine, iz jeklene litine ali iz aluminijevih zlitin. Pri tem moramo paziti, da je za-gotovljeno dobro hlajenje.

Na blok je pritrjena s stojnimi vijaki, ki jih pritegujemo izmenoma. Paziti moramo, da de-lo opravljamo s pomo~jo momentnega klju~a, sila privijanja pa mora zagotoviti dobro tesnje-nje med glavo (9), tesnilom (10) in blokom (11).

Glavo na vrhu pokriva pokrov ventilov (8).

4.5.2 Gibljivi deli motorjaTo so deli, ki opravljajo kakr{no koli gibanje, name{~eni pa so znotraj mirujo~ih delov.

14

3

2

1 bat z batnimi obroki in sornikom2 ojnica3 roina motorna gred4 vztrajnik

Sl.20: Gibljivi deli motorja

Osnovna naloga bata je, da nase prevzame silo, ki je posledica indiciranega tlaka, ter jopreko batnega sornika in ojnice prenese na ro~i~no gred; mora tudi ~im bolje tesniti delovniprostor v valju ter prena{ati toploto na valj.

Sl.21: Zgradba bata

Gradivo za bate izbiramo tako, da imajo manj{i razteznostni koeficient kot valj, morajo paustrezati naslednjim pogojem:

visoka trdnost pri visoki temperaturi, odpornost proti obrabi, ~im manj{i torni koeficient, ~im manj{a masa, dobra toplotna prevodnost.

1 zgornji rob bata2 pas z utori za batne obroke3 pla bata4 pesto batnega sornika5 izvrtina batnega sornika

1

2

3

4

5


32

Najpogosteje uporabljamo aluminijeve zlitine gostote 2,7 kg/dm3, kar omogo~a ve~je hit-rosti bata. Glede na temperaturne obremenitve bo zlitina vsebovala razli~ni odstotek Si, Cu,Ni. Tako uporabljamo pri bencinskih motorjih zlitino z 12 % Si oznake AlSi12CuNi, pri di-zelskih motorjih pa z vsebnostjo 18 % Si z oznako AlSi18CuNi. Za te`je pogoje obratovanjauporabljamo tudi jekleno litino, ki je dovolj trdna. Pri visokih temperaturah je sorazmerno te`-ko in krhko gradivo nagnjeno k pokanju.

Batni obro~ki so po svoji osnovni konstrukciji pravokotnega prereza v kolobarjasti obli-ki. Namenjeni so tesnjenju reè med batom in valjem, da se prepre~i vdiranje delovne snoviv karter ter mazalnega sredstva nad bat. Izdelujejo se iz litega èleza, ki mu za posebno te`kepogoje obratovanja dodamo grafit.

Batni obro~ki s svojo elasti~nostjo pritiskajo na steno valja in s tem omogo~ajo tesnjenje,hkrati pa posnemajo mazalno olje ter prena{ajo toploto na valj. Tako razlikujemo dve vrsti ob-ro~kov:

tesnilni ali kompresijski, oljni.

Batni sornik je namenjen povezavi bata in ojnice tako, daje izpostavljen sunkovitim spreminjajo~im se obremenitvam, za-to mora imeti veliko trdnost in ìlavost. Izdeluje se iz visokoka-kovostnega jekla z dodatkom 4 % Ni, ki mu pove~a ìlavost.Pred kon~nim bru{enjem povr{ino sornika nitriramo, kar omogo-~a dobre drsne lastnosti pri oteènem mazanju.

Ker bi lahko pri{lo do aksialnega premika sornika v batu, gazavarujemo s seegerjevim vsko~nikom ali z ì~nim obro~kom.

Ojnica povezuje bat in ro~i~no gred. Pri tem prena{a tla~nesile na ro~i~no gred in na njej ustvarja vrtilni moment. Zaradi te-ga je izpostavljena tla~nim uklonskim silam ter nateznim silampri nihanju na batnem sorniku in spremembi smeri bata.

Ojnica je obi~ajno izdelana iz legiranega jekla in kovana vutopu. Prerez stebla je oblikovan tako, da ima veliko uklonskotogost pri zmanj{ani teì.

Zgornji konec ojnice, v katerega je vstavljen sornik, imenu-jemo mala glava.

Del, v katerem so drsni leàji in je pritrjen na ro~i~no gred, je velika glava.

Sl.22: Izvedbebatnega sornika

Sl.23: Enostavna izvedba ojnice

1 mala glava2 roica ojnice3 velika glava

1

3

2


33

Leàji ro~i~nega mehanizma so namenjeni zmanj{anju trenja med deli, ki se gibljejo li-nijsko, in deli, ki se vrtijo. Imajo obliko izvrtine, v katero vstavljamo pu{e ali blazinice iz raz-li~nih gradiv:

svin~ev bron, kositrov bron, aluminijeve zlitine, bela leàjna kovina, samomazalni leàji.

Drsni ploskvi te~aja in pu{e ali blazinice se dotikata neposredno, zato se v za~etku vrte-nja pojavi suho trenje (velik torni koeficient 0,1 do 0,2). Ko se pove~uje vrtilna hitrost, na-staja med te~ajem in pu{o oz. blazinico oljni sloj in mazanje preide v teko~insko, ki ima maj-hen torni koeficient (0,005 do 0,01). Nadaljnje pove~anje vrtilne hitrosti povzro~i pove~anjetornega koeficienta.

Ro~i~na gred prevzema sile od ojnice ter njeno nihajo~e gibanje spreminja v kro`no. Pritem nastane vrtilni moment (navor), ki ga uporabimo za pogon vztrajnika in krmilnega me-hanizma, ~rpalk, razdelilnika vìga ter prenosnega mehanizma.

Za opravljanje naloge ima posebno kolen~asto obliko, ki je odvisna od {tevila valjev inod {tevila podpornih mest v karterju. Obi~ajno ima toliko ro~i~nih ~epov, kot je valjev, ter enleàjni ~ep ve~, kot je ro~i~nih ~epov.

Na ro~ici nasproti ro~i~nemu ~epu je name{~ena protiute`, ki je namenjena izravnavi ni-hajo~ih mas, ki nastanejo pri vrtenju zaradi centrifugalne sile.

1 pritrditev vztrajnika2 protiute3 roini teaj4 bok5 oljna izvrtina6 glavni teaj

4

6

5

3

21

Sl.24: Roina gred

Ro~i~na gred je obi~ajno kovana iz krom-nikljevega jekla. Kovana je v utopih, da dose-èmo primerno veliko trdnost in ìlavost jedra gredi. Ro~i~ne gredi, ki so manj obremenjene,izdelujemo z litjem jeklene litine, ki ima razli~ne dodatke (Si, Cu, Cr, Mg).

Ker je gred obremenjena z velikimi spremenljivimi nihanji, obstaja velika nevarnost, dapride do zloma, predvsem tam, kjer se spreminja geometri~na oblika (prerez), kot je na prirob-nici ali pri zadnjem leàju. Temu se posku{amo izogniti s pomo~jo valjanja krivine prehodamed razli~nimi prerezi ter z bolj fino strukturo materiala na mestu prehoda med razli~nimi pre-rezi. êpe ro~i~ne gredi nato {e kalimo (nitriramo) in popu{~amo.

Vztrajnik skrbi za enakomeren tek ro~i~ne gredi. Med delovnim taktom se v vztrajniku na-kopi~i energija, ki jo potem izkori{~amo za nedelovne takte in izravnavanje {tevila vrtljajev.


34

Izdelan je iz jekla ali jeklene litine in je pritrjen na prirobnico motorja z vijaki, ki prena-{ajo torzijske obremenitve.

Poloàj vztrajnika na ro~i~ni gredi je ozna~en s ~epom, ki izravnava rotacijske mase in raz-bremenjuje vijake ter omogo~a montaò vedno v enakem poloàju, kar pa je pomembno za-radi vztrajnostnih mas.

Na obodu vztrajnika je pritrjen zobati venec, na katerega deluje zaganjalnik. Pri nekate-rih izvedbah se v sredini vztrajnika nahaja kotalni ali drsni leàj, napolnjen z mastjo, ki je na-menjen pritrditvi vstopne gredi menjalnika.

Obstajajo izvedbe, ki tudi du{ijo vrtilna nihanja in s tem prepre~ujejo mo`no resonancoter tako povzro~en ropot.

Za ponovitev in utrditev:

1. Natej in opii vzroke za uvedbo vevaljnih izvedb motorjev z notranjim zgorevanjem.2. Primerjaj izvedbe motorjev, natej prednosti in pomanjkljivosti.3. Natej naloge, ki jih opravlja blok in valj motorja.4. Pojasni, kako se obrablja valj.5. Kaj je glava motorja in emu slui?6. Pojasni vlogo tesnil.7. Opii batni obroek.8. Pojasni, kaj je hladna rea in kaj delovna rea.9. Pojasni, zakaj ima roina gred kolenasto obliko.

10. Natej naloge, ki jih opravlja roina gred.11. Pojasni, kako uravnamo nihajoe mase gredi.12. Kako je obremenjena ojnica in kakna je njena zgradba?13. Natej naloge vztrajnika.14. Opii, katere vrste leajev uporabljamo pri motorju z notranjim zgorevanjem.15. Opii, kako maemo leaje roine gredi.16. Pojasni, katera so osnovna gradiva leajev roine gredi.

4.5.3 Oprema motorjev z notranjim zgorevanjemOpremo sestavljajo vse dodatne naprave in stroji, ki s svojim delovanjem posredno ali ne-

posredno vplivajo na pravilno delovanje motorja: sistem za dovod goriva, vìgalna naprava, naprava za krmiljenje motorja, naprava za mazanje, naprava za hlajenje, naprava za odvod izpu{nih plinov, zaganjalnik, naprava za elektri~no napajanje, naprava za regulacijo {tevila vrtljajev motorja.


35

Sl.25: Petvaljni ottov motor, audi 200

4.5.3.1 Sistem za dovod in za pripravo goriva bencinskih motorjevOsnovna naloga sistema je oskrbovanje uplinja~a ali naprave za vbrizgavanje s primerno

koli~ino goriva, ob tem pa mora zadostiti vsem delovnim pogojem. Za zagotovitev nemote-nega delovanja potrebujemo sistem za dovajanje goriva, ki ima naslednje sestavne dele:

rezervoar, sesalni in povratni vod, filter goriva, ~rpalka, merilnik koli~ine goriva, uplinja~ ali naprava za vbrizgavanje.

Sl.26: Dovod goriva

Izvedba je: odprta: hlapi goriva uhajajo prosto v atmosfero ~ez oddu{nik; zaprta: zaradi varnosti hlape goriva zajema ogljeni filter, ki ve`e nase plinaste

ogljikovodike, ki jih nato delujo~i motor odsesa vase.

1 uplinja2 rpalka3 filter4 rezervoar

1 2

4

3


36

Rezervoar za gorivo je obi~ajno izdelan z varjenjem jeklene plo~evine ali pa oblikovaniz plasti~ne mase. ê je izdelan iz plo~evine, je z nanosom kositrne plasti obojestransko za{-~iten proti koroziji. Za plasti~ne rezervoarje uporabljamo polietilensko maso, ki se jo da zlahkaoblikovati.

Sl.27: Rezervoar za gorivo

Da prepre~imo pretirano pljuskanje goriva pri vo`nji po ovinkasti cesti, je lahko rezer-voar z luknjasto steno predeljen v ve~ prekatov. V rezervoar je vgrajen tudi priklju~ek zaodzra~evanje in prezra~evanje, saj bi sicer lahko nastal podtlak, ki bi prepre~eval norma-len dotok goriva skozi ~rpalko v uplinja~, lahko pa bi nastal tudi nadtlak kot posledica spre-memb temperature.

Rezervoar moramo namestiti ~im dlje od nevarnih predelov. Lahko je name{~en v ~im vi{jilegi, tako da gorivo odteka zaradi te`nosti. Vendar je obi~ajno name{~en v zadnjem delu vo-zila, in to pod ravnjo uplinja~a, zato moramo uporabiti ~rpalko.

Ker ima uplinja~ ve~ preto~nih poti, pa tudi ve~ {ob za pretok goriva, obstaja nevarnost,da pride v uplinja~ nesnaga in moti pravilno delovanje. Zato je pametno, da v dovodni sis-tem vgradimo vsaj en filter, ki ujame nesnago in vodo.

Filter lahko namestimo na razli~na mesta, kot so, izhod iz rezervoarja, vhod v ~rpalko aliuplinja~, kak{no drugo primerno mesto.

Obi~ajno uporabljamo filtre s fino kovinsko mreìco, ki je lahko samostojna enota ali pakot sestavni del uplinja~a ali ~rpalke. Mreìca je lahko medeninasta in ima zelo drobne luk-nje, ki zadrìjo nesnago, hkrati pa ne moti pretoka goriva. Pri napravah, ki sluìjo vbrizgava-nju goriva, pa lahko uporabljamo papirne filtre.

Zaradi gibljivosti motorja glede na {asijo morajo biti cevovodi izdelani tako, da ta elas-ti~na gibljivost nanje ne vpliva. Zato moramo na takih mestih uporabljati gibke cevi. Vodeje treba za{~ititi pred po{kodbami, hkrati pa jih ne smemo speljati blizu vro~ih delov motor-ja, da ne pride do uparjanja goriva.

Sl.28: Razline vrste cevnih povezav

1 matica2 tesnilni vloek (oliva)3 navoj4 cev

1 matica2 oba3 spojka4 cev

12 3

41 2 3

4

1 prikljuek rpalke2 pregradna stena3 plovec4, 5 drsni upor z elektrinim priklopom6 polnilna cev

12

3 4 5 6


37

Cevovodi za pretok goriva iz rezervoarja v uplinja~ so obi~ajno izdelani iz bakrenih aliiz jeklenih cevi, za gibke pa se uporablja umetna masa, ki je odporna proti ognju in proti ke-mi~nim vplivom goriva.

Na vseh mestih, kjer priklju~imo cevi, bodisi k rezervoarju bodisi k ~rpalki ali filtru teruplinja~u, je potreben zanesljiv, vendar zlahka snemljiv priklju~ek. V ta namen uporablja-mo posebej izdelane vija~ne spojke. Ena takih je izvedba, pri kateri moramo priklju~no cevprilotati na ustrezni del spojke. Druga izvedba je elegantnej{a, saj ne potrebuje lotanja alispajkanja. Konec cevi je namre~ oblikovan kot tesnilni vloèk v obliki olive. Pri gibkih ce-veh pa priklju~itev obi~ajno izvedemo kar tako, da gibko cev nataknemo na odebeljeni na-stavek priklju~ka.

Merilniki za koli~ino goriva so lahko mehanski, elektri~ni ali pnevmatski.Elektri~ni merilnik je sestavljen iz plovca in iz nanj pritrjenega elektri~nega drsnega upora.

Poloàj drsnika na uporu dolo~a, kolik{en tok lahko te~e skozi upor. îm niè je plovec, ve~jopot ima tok ~ez upor, zato je vrednost toka manj{a, in obratno. Ta tok meri ampermeter, vgra-jen v komandni plo{~i, katerega kazalec se premika pred skalo z razdelbo, ki je umerjena vlitrih goriva.

Mehanski merilnik ima plovec, ki je neposredno povezan z bobnom indikatorja. Dviga-nje in spu{~anje plovca povzro~a vrtenje bobna, ki ga napenja vzmet, kazalec, pritrjen na osbobna, pa kaè koli~ino goriva.

Pnevmatski merilec je merilec, pri katerem je v posodo za gorivo potopljen zvon, napol-njen z zrakom. Tlak zraka je odvisen od vi{ine goriva. Vrh zvona je po bakreni cevi premera1 mm povezan s stekleno cev~ico, ki je na komandni plo{~i in je napolnjena z obarvano te-ko~ino. Pove~anje tlaka v zvonu povzro~i premikanje teko~ine ob skali.

Razpr{itev goriva je postopek, s katerim mehansko razpr{imo gorivo v majhne kapljice.Gorivo razpr{imo tako, da ga izpostavimo zra~nemu toku, ali tako, da ga skozi majhne odpr-tine {obe za vbrizgavanje ~rpamo v zra~ni tok. S tem ne pripomoremo le k nastajanju hitro zgo-revajo~e me{anice, temve~ zagotovimo tudi enakomerno me{anje zraka in goriva, torej ena-komerno me{anico.

Prvotno se je zrak zdruèval z gorivom v upljinja~u (sl. 29), ki me{a bencin z zrakom v pri-mernem razmerju, tako da doseèmo dobro delovanje motorja. Danes v mnogih motorjih

Sl.29: Sistem razprevanja z uplinjaem s padajoim tokom

ienje zraka

uplinja


38

namesto uplinjanja gorivo vbrizgamo (sl. 30), s ~imer vplivamo na bolj{e delovanje. Motorrazvija ve~jo mo~, s tem ve~jo hitrost z bolj{im pospe{kom ter je pri vi{jem kompresijskemrazmerju bolj gospodaren glede porabe goriva.

oba za vbrizgavanje

ienje zraka

pretok k drugimobam zavbrizgavanje

enota zaodmerjanjemeanice(dozer)

Sl.30: Sistem razprevanja goriva z vbrizgavanjem

Zgorevalno me{anico zraka in goriva za ottove motorje pripravlja uplinja~ ali karburator.

1

vstopzraka

pretok zrakak ventilatorju

2

A B C D E

1 difuzor2 kad3 ploveva komora4 ventilska igla5 razprilna oba

6 difuzor7 mealni prostor8 plovec9 glavna oba

10 plinska loputa

Sl.31: Princip delovanja uplinjaa

V ~asu sesalnega giba bata se zrak vsesa skozi uplinja~ v motor. Zoèvanje prereza difu-zorja pove~uje hitrost zraka, na najo`jem mestu sta podtlak in hitrost zraka najve~ja, zaraditega je v tem delu name{~ena {oba za dovajanje goriva.

Tla~na razlika med atmosferskim tlakom in podtlakom v difuzorju pritiska gorivo v difu-zor, kjer ga za seboj potegne zra~ni tok, tako da se razpr{i in v obmo~ju me{alne komore po-me{a z zra~nim tokom.

Fino razpr{evanje doseèmo tako, da z dovajanjem zraka skozi zra~no {obo pod gladinoteko~ega goriva doseèmo spenjeno zmes goriva in zraka (predhodno me{anje). Z loputo

8

3

vstopgoriva

4

910

5

6

7

zrak


39

spreminjamo koli~ino zmesi goriva in zraka (koli~insko krmiljenje), s tem pa tudi vrtilno hit-rost in mo~ motorja.

Razmerje zraka in goriva podajamo z razmernikom zraka in goriva :

= dejansko dovedena koli~ina zraka kg

teoreti~no potrebna k[ ]

ooli~ina zraka kg[ ]Pri tem razlikujemo:

teoreti~no ali stehiometri~no razmerje me{anja 1 : 14,8, to pomeni: za popol-no zgorevanje 1 kg bencina je treba 14,8 kg zraka; glede na kemijsko sesta-vo goriva, = 0,9 do 1,1, dovajana koli~ina zraka ustreza teoreti~ni potrebnikoli~ini, zato imamo popolno zgorevanje ter predstavlja najugodnej{o zmes;

prakti~no me{alno razmerje: odvisno je od vrtilne hitrosti motorja, od tempe-rature in od obremenitve motorja; tako je ob visokem deleù goriva 1 : 13zmes bogata, pri manj{em deleù goriva 1 : 16 pa je revna.

Vìg je moèn le pri me{alnih razmerjih v obmo~ju vìga, in sicer 1 : 10 do 1 : 18, kar jetudi meja delovanja; > 1,25: zmes je prerevna.

Pri hladnem motorju se gorivo te`ko uplinja ter pri majhnem {tevilu vrtljajev slabo razpr-{uje. Zato mora me{alna naprava ustvariti tem bogatej{o me{anico, ~im hladnej{i je motor(1 : 3, ker se gorivo useda na hladne stene sesalnega kanala in valjev ter se vsaj v za~etku neuplinja) in ~im ni`ja je vrtilna hitrost.

Za enakomerni prosti tek motorja je potrebna bogata me{anica s 30 % do 40 % primanj-kljaja zraka; < 1,0: premalo zraka, bogata zmes, ve~ja mo~.

V obmo~ju srednje obremenjenosti (normalna vo`nja) in najve~je gospodarnosti je zaradimajhne porabe zaèlena revna me{anica s prese`kom 10 % do 30 % zraka; > 1.

Pri polni obremenitvi in pri spodnjem obmo~ju delne obremenitve zahteva motor bogatome{anico z 10 % primanjkljaja zraka. S polno obremenitvijo mislimo na motor s polno odpr-to loputo za plin.

Pri tem sta vrtilna hitrost in mo~ motorja razli~ni: polna obremenitev pri najvi{ji vrtilni hitrosti, polna obremenitev pri vzponih.

V primeru delne obremenitve deluje motor pri delno odprti loputi za plin, tudi sedaj stanjegova mo~ in vrtilna hitrost lahko razli~ni.

Najve~ uporabljamo uplinja~e s padajo~im tokom, pri njem poteka tok me{anice v smerite`nosti.

Uplinja~i z vodoravnim in po{evnim tokom omogo~ajo kratke sesalne kanale, majhnevgradne vi{ine ter mo`nost namestitve pod glavo motorja.

Pri vbrizgavanju goriva (sl. 32) prevzamejo nalogo uplinja~a ~rpalka za gorivo in ven-tili za vbrizgavanje oziroma ~rpalka in {obe za vbrizgavanje. S tem je motor na zunaj podo-ben dizelskemu, v nasprotju z njim ima bencinski motor napravo za vìg.

Tlak vbrizgavanja je 0,8 do 15 barov, trenutek vbrizgavanja je pred ali med sesalnim gi-bom, ne {ele pred kon~anim stiskanjem kot pri dizelskem motorju. Uporabljamo tudi napra-ve za stalno, neprekinjeno vbrizgavanje.

Gorivo lahko vbrizgavamo direktno v valj ali v sesalno cev. Vbrizgano gorivo se lahkopredhodno zbira pred sesalnim ventilom in se med sesanjem me{a z zrakom. Dokon~no me-{anje se opravi med stiskanjem. Krmiljenje vbrizgavanja je lahko elektronsko ali mehansko.Vsaka naprava za pripravo zmesi mora ustvarjati tak{no zmes zraka in goriva, ki ustreza tre-nutnim razmeram in obremenitvi motorja.


40

Sl.32: Vbrizgavanje goriva v sesalni kanal

Klasi~na konstrukcija motorja z notranjim zgorevanjem ima slab{e zgorevanje, kar {kodujenaravi in zdravju. Izpu{ni plini vsebujejo velike koli~ine {kodljivih plinov, kot so:

ogljikov monoksid (CO), du{ikov oksid (NxOx), nezgoreli ogljikovodiki, razli~ne svin~eve spojine.

Zaradi tega pri dana{njih motorjih uporabljamo izbolj{ane na~ine priprave me{anicezraka in goriva. Uplinja~ pripravi me{anico za vse valje motorja, kar ne zagotavlja opti-malnih razmer za obratovanje, zato se vse bolj uveljavlja vbrizgavanje goriva v kombi-naciji z elektronskim v`igom, da dobimo pri zgorevanju najbolj ugodno sestavo izpu{-nih plinov.

1 gorivo2 namestitev obe za vbrizgavanje v smeri zranega toka3 sesalni ventil4 sesalni kanal5 sesalna cev

1 difuzor2 premini kolut (ploa)3 protiuteni vzvod4 krmilni potopni bat5 membranski ventil

Sl.33: Primer mehanskega krmiljenja z merilnikom koliine zraka in razdelilnikom koliine goriva(sistem K-Jetronic)

pretok k obi za vbrizgavanje pretok k regulatorju za ogrevanje

pretok k obi za vbrizgavanje

pretok k obi za zagon hladnega motorja

pretok k motorju

zrak

dovod goriva iz rpalke povratek v posodoza gorivo

majhen pretok

velik pretok

A

A

5

4

3

1

2

1

2

3

5

4


41

Koli~ina goriva, vbrizganega v posamezni valj, se dozira optimalno glede na koli~ino zra-ka, ki je potrebna za zgorevanje in za optimalno mo~.

Ker ni uporov v sesalnih kanalih in difuzorju, se pove~a polnitev, s tem pa srednji indici-rani tlak, ki vpliva na pove~anje mo~i, tudi do 10 %, hkrati pa se zmanj{a poraba goriva do10 % pri {tiritaktnih motorjih in celo do 30 % pri dvotaktnih motorjih.

Ker je bolj{e zgorevanje, je v valju ni`ja temperatura, kar omogo~a uporabo ni`jeoktan-skega goriva za iste delovne razmere.

Nastavitev optimalne me{anice goriva in zraka se opravi na osnovi razlike tlaka v sesalnicevi.

Za zelo hitre spremembe pogojev delovanja se mora tudi regulacija hitro odzvati s spre-membo nastavitve me{anice.

Zato uporabljamo elektronsko vodenje vbrizgavanja goriva, ki obvladuje veliko {teviloparametrov, kot so:

temperatura, tlak, {tevilo vrtljajev, predv`ig, koli~ina goriva.

4.5.3.2 Sistem za dovod in za pripravo goriva dizelskih motorjevTa sistem ima nalogo, da v to~no dolo~enem ~asu odmeri pravo koli~ino goriva in jo

vbrizgne v zgorevalni prostor. Za dosego ~im enakomernej{ega momenta med vsemi valji morasistem zagotavljati tudi minimalno volumensko odstopanje vbrizganega goriva, hkrati pa moraprepre~iti vsak dostop umazanije, tako zaradi {ob samih kot tudi zaradi ozkih toleranc medvaljem in batom.

Nizkotla~na ~rpalka povle~e gorivo iz rezervoarja skozi gravitacijski ~istilnik. To je poso-da za usedline in je name{~ena obi~ajno med rezervoarjem in ~rpalko ter je lahko narejena izstekla, da se hitreje opazi vi{ek usedlin. ^rpalka nato gorivo potiska skozi grobi filter ter {e skozifini filter v visokotla~no ~rpalko. V tej ~rpalki se ustvarja visok tlak, zato gorivo skozi {obo po-tisne v zgorevalni prostor. Prese`ek goriva se vra~a po povratni cevi nazaj v rezervoar.

poloaj lopute za plin

temperatura zraka ob vstopu

temperatura hladilne tekoine

Senzor razdelilnikapolje signal o zaetkuvbrizgavanja.

Senzor v dovodnemkanalu polje signal o tlakuv dovodnem kanalu.

KRMILNA ENOTAsignal k obi za vbrizgavanje1. toka odpiranja obe2. trajanje vbrizgavanja

Sl.34: Blokovni diagram elektronskega krmilnega sistemanaprave Mono-Jetronic


42

Ker za vbrizgavanje goriva v zgorevalni prostor med kompresijskim taktom potrebujemovisoke tlake, potrebujemo ~rpalke, ki morajo opraviti naslednje:

vbrizgati gorivo v to~no dolo~enem trenutku, odmeriti natan~no koli~ino goriva, omogo~iti tlak, ki ga zahteva {oba.

Za izpolnitev teh nalog se obi~ajno uporabljata vrstna in rotacijska ~rpalka.Priprava zgorevalne me{anice pri dizelskem motorju: me{anica se pripravi neposredno

v samem zgorevalnem prostoru, kar pri enakem {tevilu vrtljajev kot pri ottovem motorju tra-ja {estkrat manj ~asa. Zato skrbi visokotla~na ~rpalka (600 do 1200 barov).

Sl.35: Dovod in priprava goriva dizelskega motorja

1 visokotlanedovodne cevi

2 odzraevalni vijak3 filter4 rpalka za dovod

goriva5 roica za roni

pogon6 rpalka za

vbrizgavanjegoriva

7 posoda za gorivo8 oba za

vbrizgavanje9 odtona cev

10 odzraevalni vijak11 odzraevanje

1 dovodni ventil2 valj3 ozobljeni drog4 objemka5 bat6 pua za sukanje bata7 dronik8 kolesce9 odmika

8

9

11

7

65

4

3

2

1

10

1

2

34

6

78

9

5

Sl.36: Element visokotlane vrstne batne rpalke


43

To so ve~inoma batne ~rpalke, ki imajo toliko enot, kolikor je valjev v motorju. Vsaka eno-ta odreja in v svoj valj po{ilja dolo~eno koli~ino goriva, ki jo lahko spreminja s sprememboaktivnega hoda bata. Bat dviguje odmi~na gred.

ponovnopolnjenje

zaprtiodtok

konec vbrizgavanja

majhna mo

zaustavljenmotorvelika mo

odtona odprtina

vsto

pna

odpr

tina

Sl.37: Primer dovajanja razlinih koliin goriva z vrtenjem bata

Sl.38: Razbremenilni ventil

Od ~rpalke do {obi{~a vodi tla~ni cevovod, v katerem se mora po kon~anem vbrizgava-nju zmanj{ati tlak. Ko gorivo preneha dotekati, v vrtino ventila pose`e razbremenilni bat inzapre tla~ni vod.

1 stoasti sede2 valjasti del ventila3 lebiasto ventilno steblo

123

zaprto odprto

1 nastavni vijak2 vzmet3 odvajanje odvenega goriva4 vstop goriva5 telo obe6 distannik7 vrh obe s sedeem za iglo8 obna igla9 kroni utor ali tlana rama

10 pomona izvrtina

Sl.39: Razprilna oba

4

Documents

Pogonski in Gnani Stroji