20/11/2014
Spaľovací motor je stroj, ktorý spálením paliva premieňa jeho chemickú energiu na mechanickú prácu. K spaľovaniu paliva, alebo palivovej zmesi môže dochádzať v motore, ale aj mimo motora.
Princíp práce:
Niektoré látky, všeobecne nazývané palivá, sú schopné chemickej reakcie spaľovania, pri ktorej sa uvoľňuje teplo. Ak sa uvoľneným teplom zahreje pracovný plyn, podľa stavovej rovnice sa zvýši jeho tlak, alebo objem, v závislosti od toho či sa nachádza v uzavretom, alebo otvorenom priestore. Tento stav plynu môžeme využiť na vykonanie mechanickej práce, buď pôsobením tlaku na pohyblivú časť motora, alebo využitím zákona akcie a reakcie pri výtoku pracovnej látky z motora. Vyvedenie získanej mechanickej práce vo využiteľnej forme je už len vecou vhodného konštrukčného riešenia. Celý proces prebieha v súlade s druhou termodynamickou vetou len s určitou účinnosťou.
Niektorá z variánt uvedeného všeobecného princípu je prítomná v realizácii každého spaľovacieho motora. Pritom platí:
palivá môžu byť tuhé, kvapalné alebo plynné,
prostredie v ktorom sa spaľujú je najčastejšie vzduch ale môže to byť aj iná látka,
spaľovanie môže prebiehať vnútri alebo mimo motora,
pracovný plyn môže byť samostatný, alebo to môžu byť priamo spaliny,
pracovný plyn sa priebežne vymieňa, alebo je uzavretý v motore,
pohyblivá časť motora na ktorú pôsobí pracovný plyn sa môže pohybovať rôznym spôsobom,
pre získanie mechanickej práce sa môže využiť jeden, druhý, alebo oba spôsoby spoločne.
Vzhľadom na vyššie uvedené nie je prekvapujúce, že skupina spaľovacích motorov zahŕňa množstvo typov a rôznych konštrukčných prevedení, preto je užitočné použiť pre ich rozdelenie správne kritériá.
Rozdelenie:
Spaľovacie motory sa rozdeľujú podľa niekoľkých hľadísk. Jednotlivé hľadiská sú vzájomne nezávislé, preto sa nedá v tomto prípade vytvoriť jednoduchá stromová štruktúra.
Základné rozdelenie:
Spaľovacie motory sa delia:
podľa toho, kde k spaľovaniu dochádza (v motore alebo mimo neho) na
motory s vnútorným spaľovaním (väčšina súčasných spaľovacích motorov)
motory s vonkajším spaľovaním, pričom u nich môžme rozlišovať, či sa energia do pracovného priestoru dostáva
prívodom pracovných plynov (napríklad plynová turbína)
prestupom tepla prostredníctvom ohrievača pracovnej látky (napríklad Stirlingov motor)
podľa pracovného cyklu na
motory s kontinuálnym pracovným cyklom (napríklad spaľovacia turbína)
motory s prerušovaným pracovným cyklom
dvojdobý motor
štvordobý motor
Podľa základného pracovného princípu na:
piestové spaľovacie motory
motory s priamočiarym vratným pohybom piesta (väčšina súčasných spaľovacích motorov)
motory s krúživým pohybom piesta (Wankelov motor)
lopatkové motory (turbíny)
reaktívne motory (prúdové, alebo raketové)
Piestové spaľovacie motory sa podľa spôsobu vyvolania spaľovania delia na:
zážihové - spaľovanie vyvolá energia z vonkajšieho zdroja - iskra zapaľovacej sviečky
vznetové - kde spaľovanie vyvolá ohrev stlačenej zmesi nad zápalnú teplotu
motory s kombinovaným zapaľovaním
žiarové motory
V bežnej praxi sa dnes pod spaľovacím motorom rozumie spaľovací motor s vnútorným spaľovaním.
Ďalšie rozdelenia
Existujú aj ďalšie podrobnejšie hľadiská. Nasledovný zoznam kritérií nie je úplný, navyše jednotlivé kategórie spaľovacích motorov, napríklad turbíny, majú špecifické vlastné kategórie.
podľa druhu spaľovaného paliva sa motory rozdeľujú na:
plynové - spaľujúce plynné palivá napríklad zemný plyn
na kvapalné palivá - ropné (benzín, nafta), alebo iné (alkohol)
na tuhé palivá - napríklad práškové uhlie
rôznopalivové - ktoré môžu prejsť na spaľovanie iného paliva s úpravami prípadne bez úprav motora
viacpalivové - ktoré spaľujú súčasne viac druhov paliva
podľa miesta prípravy zmesi:
s tvorbou zmesi mimo pracovného priestoru - napríklad v karburátore, spaľovacej komore
s tvorbou zmesi v pracovnom priestore - napríklad vo valci vznetových motorov
podľa pracovného určenia na: stacionárne, mobilné, priemyselné, elektrárenské, lodné, železničné, vozidlové, traktorové, špeciálne a iné.
Piestový spaľovací motor
Bližšie informácie v hlavnom článku: Piestový spaľovací motor
Tieto motory sú najpočetnejším zástupcom spaľovacích motorov v technických zariadeniach. Takmer výhradne sa používajú pre pohon motorových vozidiel. Ich základnou súčasťou je piest, ktorý koná posuvný alebo rotačný pohyb a sprostredkúva premenu tlakovej energie plynovej náplne na mechanickú energiu otáčajúceho sa hriadeľa.
Zážihový motor
Bližšie informácie v hlavnom článku: Zážihový spaľovací motor
Základnou charakteristikou zážihových motorov je, že zmes vo valci nad piestom sa zapaľuje najčastejšie iskrou medzi elektródami sviečky. Zmes na zapálenie potrebuje cudzí zdroj energie. Zážihový motor môže pracovať ako dvojtaktný, aj štvrotaktný.
Vznetový motor
Bližšie informácie v hlavnom článku: Vznetový motor
Základnou charakteristikou vznetových motorov je, že zmes, ktorá sa tvorí až priamo v spaľovacom priestore, sa vznecuje od tzv. kompresného tepla. Tieto motory majú taký vysoký kompresný pomer, že pri stlačení vzduchu nasatého do valca je v okamihu vstreknutia paliva v spaľovacom priestore teplota vyššia, ako je teplota vznietenia paliva. Aj vznetový motor môže pracovať ako dvojtaktný, alebo štvortaktný.
Raketový motor
Bližšie informácie v hlavnom článku: Raketový motor
Raketový motor má špeciálne postavenie medzi ostatnými spaľovacími motormi:
pracovnú látku nečerpá počas činnosti z atmosféry , ale okrem paliva musí mať v zásobe aj dostatočnú zásobu okysličovadla
užitočným výstupom motora nie je mechanická práca, ale reakčný účinok spalín
okrem pomocných systémov (napr. čerpadlá, natáčanie dýz) neobsahuje v hlavnom systéme premeny energie pohyblivé súčasti.
S prihliadnutím na uvedené zásadné odlišnosti sa niektoré časti nižšie uvedeného textu na raketové motory nevzťahujú.
