Spalovací motory vznětové
Pod pojmem spalovací motory rozumíme tepelný motor, kde se přímo ve válci motoru (v pracovním prostoru nebo přilehlých komůrkách) přeměňuje tepelná energie (ve formě chemické látky) na tlakovou působící na čelo pístu a ta dále klikovým mechanismem na rotační mechanickou.
1) dle způsobu zapalování
- zážehové (benzínové) – zde se nasává připravená směs paliva (benzín + vzduch), ve válci se stlačí a před koncem stlačení se zažehne elektrickou jiskrou.
- vznětové (diesel) – zde se nasává vzduch pohybem pístu ve válci, pak při zpětném pohybu pístu se komprimuje (stlačuje) pod tlakem palivo a dojde ke vznícení
2) dle pracovního oběhu
- dvoudobé – celý pracovní proces proběhne během dvou zdvihů pístu (dvě změny objemu probíhají součastně)
- čtyřdobé – pracovní cyklus proběhne v průběhu čtyř zdvihů pístu (každá změna probíhá samostatně)
Spalovací motory vznětové
Mají čtyřdobé i dvoudobé provedení. Jejich činnost je obdobná jako u motoru zážehového, ale narozdíl nasávají (nebo je tam vtlačován – plněn kompresorem) většinou čistý vzduch (ne palivová směs) a místo zapalovací svíčky bývá vstřikovací jednotka – tryska a u některých navíc i žhavící tělísko (proč: pro snadnější vznícení při studeném startu motoru. Mají také sací a výfukové mechanismy. Obdobný klikový mechanismus, válec a hlavu válce, vhodně uzpůsobený píst, ale nemají karburátor pro přípravu směsi. V hlavě válce bývá někdy vytvořena tlaková komůrka , někdy naopak bývá tvarováno dno pístu. Tím dochází k úpravě spalovacího prostoru za účelem lepšího spalování směsi.
Do čistého stlačeného vzduchu je vstříknuto pod tlakem palivo = nafta. Typickým znakem je mohutnější konstrukce z důvodu vyššího stupně komprese x = 14¸30, při které dochází k ohřevu vzduchu na teplotu 500 – 600°C do něhož se vstříkne rozprášené palivo pod tlakem 10¸30 Mpa.
Palivo se vstřikuje buď přímo do válce nebo do zvláštních prostorů – tzv. komůrek. Vysokého tlaku nafty se dosahuje pomocí pístových čerpadel.
Teorie spalovacího procesu
Tvoření směsy se u vznětového motoru liší od lišení směsi od zážehového motoru tím, že vznětový motor pracuje s určitým množstvím přebytku vzduchu. Skutečné potřebné množství vzduchu: V = b * Vteor. [m3]
Vteor. – teoretické množství vzduchu pro dokonalé spálení paliva při dokonalém promísení.
b – součinitel přebytku vzduchu
1,3¸1,7 – u motoru s nepřímím vstřikem
1,7¸2 – u motoru s přímím vsřikem (u zážehových motorů tvoří karburátor směs 1¸15
Přebytek vzduchu se zvětšuje s klesajícím zatížením neboť regulace výkonu se u vznětových motorů bývá taková, že množství vzduchu je konstantní a mění se pouze množství paliva. U chodu na prázdno bývá b » 10.
Rozdělení vznětových motorů dle přívodu paliva
- s přímým vstřikem
- s nepřímým vstřikem – komůrkové
ad 1) palivo se vstřikuje přímo do pracovního prostoru válce, kompresní prostor bývá jednoduchý vytvořený v pístu nebo v hlavě motoru. Hlavní důraz se klade na rovnoměrné rozdělení paliva tryskou do celého prostoru a jeho nejdokonalejší smísení se vzduchem co nejrovnoměrnějšího hoření.
Požadavky: – co nejmenší odvod tepla, aby se dodržela teplota potřebná na zapálení směsy
– dobré promíchání paliva
Je to umožněno:
- pomocí víceotvorové tisky
- vířením vzduchu vhodnou úpravou spalovacího prostoru
Tvary kompresních prostorů:
Miskový Prstencový Kulový
- 2)
- TLAKOVÁ KOMŮRKA
Hlavní prostor ve válci, vedlejší prostor v komůrce, navzájem spojeny kanálkem
Palivo začne hořet v komůrce, kde se zvýší tlak a vyfoukne se do spalovacího prostoru, zde začne hořet zvýší se tlak a začne hořet opět v komůrce, tlak jde opět do spalovacího prostoru a vše se opakuje, až do shoření paliva.
- VÍROVÁ
Opět spalovací prostor ve dvou částech.
Komůrka je nejčastěji kulového tvaru. Kanálek je k tečně.
K zapálení směsi dojde v komůrce, víří a tangenciálně
vstupuje do hlavního spalovacího motoru, kde hoří. Používali
se hlavně pro automobily s nižším obsahem.
- VZDUCHOVÁ
Palivo se vstřikuje do hlavního kompresního prostoru.V komůrkách K 1 a K 2 je pouze stlačený vzduch, který vlivem hoření v hlavním prostoru expanduje (vlivem ohřevu) a dodává do tohoto prostoru další vzduch potřebný k hoření. Spalování probíhá relativně pomalu – protože je malý relativní tlak. V dnešní době se již od komůrkových motorů odchází (lepší trysky, čerpadla). Pro lepší rozběh a zapálení se používají tzv. žhavící svíčky.