Tepelná expanze plynů se dnes používá v mnoha zařízeních. Jedná se o proudové motory a dieselové motory a karburátory … Tepelná jednotka může být dvou typů:
- motor s vnějším spalováním;
- ICE (spalovací motor).
Podívejme se podrobně na zařízení druhého typu.
Obecné vlastnosti
Většina aut je dnes vybavena takovými zařízeními, kde principem spalovacího motoru je uvolňovat teplo a přeměňovat ho na mechanickou práci. Tento proces se provádí ve válcích.
Nejúspornější možností jsou pístové a kombinované motory. Dají se používat po dlouhou dobu a mají relativně malé rozměry a hmotnost. Jejich nevýhodou je ale pohyb pístu, ke kterému dochází vratným způsobem za účasti klikového mechanismu, což na jedné straně ztěžuje práci a na druhé straně je omezovačem ve zvyšování rychlost. Poslední jmenovaný je nejvíce patrný u velkých rozměrů motoru.
Vznik, vývoj a obecně provoz spalovacího motoru je samozřejmě založen na efektu tepelné roztažnosti, přičemžv nichž zahřáté plyny konají užitečnou práci. V důsledku spalování prudce vyskočí tlak ve válci a píst se pohybuje. Jedná se o princip silového působení, které provádí tepelnou roztažnost, čehož se využívá u spalovacích motorů a dalších technologií.
Aby mohla být využitelná mechanická energie plynule produkována, musí být spalovací prostor doplňován směsí vzduchu a paliva, díky čemuž píst pohání klikový hřídel a ten pohání kola.
Většina dnešních aut je čtyřtaktní a energie v nich se téměř úplně přeměňuje na užitečnou energii.
Trocha historie
První mechanismus tohoto typu vytvořil v roce 1860 francouzský inženýr a o dva roky později jeho krajan navrhl použití čtyřdobého cyklu, kdy provoz spalovacího motoru zahrnoval procesy sání, komprese, spalování a expanze, stejně jako výfuk.
V roce 1878 vynalezl německý fyzik první čtyřdobý motor s účinností až 22 %, což výrazně převyšovalo výkon všech předchůdců.
Takový motor se začal šířit v různých sférách života. Dnes se používá v automobilech, zemědělských strojích, lodích, dieselových lokomotivách, letadlech, elektrárnách a tak dále.
Pro a proti
Úspěch je způsoben především praktickými vlastnostmihospodárnost, kompaktnost a dobrá přizpůsobivost. Kromě toho je motor schopen nastartovat v nejběžnějších podmínkách, poté rychle zrychlí a dosáhne plného zatížení. U vozidel je důležitá charakteristika jako významný brzdný moment.
ICE (motor) je schopen běžet na různé druhy paliva, od benzínu po topný olej.
Tyto motory však mají i řadu nevýhod, mezi které patří omezený výkon, vysoká hlučnost, velmi časté otáčení klikového hřídele při startu, nemožnost připojení k hnacím kolům, toxicita, vratné pohyby pístu.
Případ
Těleso je klasické konstrukce, skládá se z bloku válců, jejich hlavy a v případě dělené spodní části klikové skříně a základního rámu s kryty. Existuje také provedení monoblok. Taková rozmanitost samozřejmě znamená odlišný přístup k opravám.
Prvky skříně motoru jsou základnou, kde jsou připevněny části rozvodového a klikového mechanismu, chladicích systémů, napájení, mazání atd.
Klasifikace
Nejpoužívanější spalovací motor (ICE), ve kterém proces probíhá v samotných válcích. Ale motory lze klasifikovat podle různých dalších kritérií.
Podle pracovního cyklu jsou:
- dvoutaktní;
- čtyřtaktní.
Podle způsobu, jakým se směs tvoří ve spalovacím motoru, je motor:
- s externímformace (plyn a karburátor);
- motor s vnitřní tvorbou směsi (diesel).
Podle způsobu chlazení:
- s tekutinou;
- se vzduchem.
Podle válců:
- jednoválcový;
- dvouválec;
- víceválce.
Podle jejich polohy:
- řada (svislá nebo šikmá);
- Ve tvaru V.
Naplněním válce vzduchem:
- přirozeně nasávané;
- přeplňovaný.
Podle frekvence otáčení spalovacího motoru (motoru) se děje:
- slow-moving;
- zvýšená frekvence;
- rychlý pohyb.
Podle použitého paliva:
- multi-fuel;
- plyn;
- diesel;
- benzín.
Podle kompresního poměru:
- high;
- nízká.
Pro účely:
- autotraktor;
- aviation;
- stacionární;
- loď a tak dále.
Síla
Síla automobilových jednotek se obvykle počítá v koňských silách. Tento termín byl zaveden koncem osmnáctého století anglickým vynálezcem, který sledoval koně tahající koše uhlí z dolů. Změřením hmotnosti břemene a výšky, do které je zvednuto, D. Watt vypočítal, kolik uhlí dokáže kůň vytáhnout za minutu z určité hloubky. Následně byla tato jednotka nazývána známým pojmem „koňská síla“. Poté v roce 1960 došlopřijatá Mezinárodní soustava jednotek (SI), h.p. se stala pomocnou jednotkou, která se rovná 736 W.
