Motor sa unutrašnjim sagorevanjem

Из Википедије, слободне енциклопедије
Četvorotaktni ciklus SUS motora: 1-usisavanje gorive smeše, 2-kompresija, 3-sagorevanje gorive smeše pokreće klip, 4-izbacivanje produkata sagorevanja

Motori sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS motori) su toplotni motori kod kojih produkti sagorevanja (koji su višeg energetskog potencijala, nastalog oslobađanjem toplote), svojim direktnim dejstvom vrše mehanički rad.[1][2][3][4]

Procesi SUS motora[уреди]

Svaki SUS motor u toku svog rada mora obaviti osnovna 4 procesa:

  1. usisavanje,
  2. sabijanje (kompresija),
  3. sagorevanje, odnosno širenje (ekspanzija) i
  4. izduvavanje.

Razlike između tipova SUS motora su u vremenu, mestu i načinu vršenja ovih procesa. Neki motori vrše sve procese u isto vreme, ali na različitim mestima u motoru (npr. mlazni motor), a neki vrše procese na istom mestu, ali u različito vreme (npr. klipni Oto i Dizel motori).

1. Usisavanje[уреди]

Prvi proces u toku rada SUS motora je usisavanje. U ovom procesu se smeša vazduha i goriva usisava u motor (kod motora sa spoljašnjim obrazovanjem smeše, npr. Oto motor sa karburatorom) ili se usisava samo vazduh, a gorivo se ubrizgava pod pritiskom (Oto motor sa direktnim ubrizgavanjem). Kod nekih motora se gorivo ubrizgava tek u procesu kompresije (Dizel motor). Zadatak procesa usisavanja jeste da motor obezbedi smešu goriva ili samo vazduh za kasnije sagorevanje.

2. Sabijanje[уреди]

Proces kompresije je vrlo bitan, jer se u njemu obezbeđuju uslovi za sagorevanje. U ovom procesu motor sabija usisanu smešu, ili samo vazduh, povećavajući joj pritisak i temperaturu. Veći pritisak omogućava brže i eksplozivnije sagorevanje, jer su molekuli kiseonika iz vazduha i goriva zbijeni i gorivo mnogo brže "pohvata" molekule kiseonika, brže reaguje sa njima pri sagorevanju. Kod Dizel motora, pri kraju sabijanja se ubrizgava gorivo i obrazuje smešu. Takt br. 2 na animaciji je proces sabijanja.

3. Sagorevanje, širenje (ekspanzija)[уреди]

U procesu sagorevanja smeša goriva i vazduha se pali i sagoreva oslobađajući ogromnu količinu energije. Gasovi nastali kao proizvod sagorevanja su pod znatno većim pritiskom i temperaturom nego smeša i imaju ogromnu potencijalnu energiju. Način paljenja i sagorevanja se razlikuje među vrstama motora. Prvi trenuci takta br. 3 na animaciji (bljesak) odgovaraju procesu sagorevanja. Ekspanzija je proces koji daje snagu motoru, tj. vrši koristan mehanički rad. Svi ostali procesi postoje samo da bi stvorili uslove za ovaj proces. U ovom procesu sagoreli gasovi sa ogromnom potencijalnom energijom se šire, potiskujući klip u klipnom motoru, rotor u vankel motoru, turbinu u elisnom mlaznom motoru ili stvarajući direktan potisak u potisnom mlaznom motoru; vršeći mehanički rad. Ovom procesu odgovara veći deo 3. takta animacije (onaj posle bljeska).

4. Izduvavanje[уреди]

Kad sagoreli gasovi svoju potencijalnu energiju pretvore u mehanički rad, postaju beskorisni. Proces izduvavanja je zadužen da beskorisne gasove izbaci u atmosferu. Takt br. 4 animacije je proces izduvavanja.


Kod klipnih motora, zbog brzine odvijanja ovih procesa i inercije gasova, često se 2 procesa vrše u isto vreme (sledeći počne pre nego što se prethodni završio). Npr. proces sagorevanja kod četvorotaktnih Oto i Dizel motora se često "preklapa" sa procesima sabijanja i širenja.

Podela[уреди]

Dele se na:

  • klipne (motori promenljive zapremine):
    • rotacioni, tj. sa obrtnim klipovima (vankelov motor);
    • translatorni (linijski), tj. sa oscilujućim klipovima. U užem smislu, naziv klipni motori označava ove motore, a koristi se i naziv "klasični" klipni motori. U ovu grupu spadaju oto motori i dizel motori, a mogu biti dvotaktni i četvorotaktni.
  • strujne (gasna turbina, mlazni i raketni motori);

Klipni SUS motori[уреди]

Klipni motori sa unutrašnjim sagorevanjem su motori koji se koriste na današnjim automobilima. Osim na motornim vozilima (putničkim automobilima, kamionima, motociklima), radnim mašinama (traktorima, kombajnima i dr.) i mehanizaciji uopšte, koriste se i na brodovima (veliki, sporohodni dizel motori), čamcima, a u manjoj meri i za pogon lokomotiva i letelica. Procenjuje se da se u ovim motorima potroši preko 25% ukupne svetske potrošnje energije (industrija, transport, grejanje, ...). U drumskom transportu troše skoro 99% energije, u vodenom preko 75%, dok u železničkom i vazdušnom i manje od 10%. Ovi motori ostvaruju mehanički rad na račun potencijalne energije produkata sagorevanja.

Kod motornih vozila se u ogromnoj većini koriste "klasični" klipni motori (tj. oto i dizel motori), mada stalno ima pokušaja za uvođenje vankelovog motora. Postoje i pokušaji ugradnje gasne turbine (američki tenk M1 Abrams ima ovakav pogon), ali to je izvodljivo samo kod teških vozila. U poslednje vreme prisutni su u hibridni pogon, pa i električni.

Automobilski motori kao gorivo koriste (motorni) benzin, dizel gorivo ili tečni naftni gas - TNG (tzv. plin), eventualno Komprimovani prirodni gas - KPG. Zbog nedostatka nafte kao osnovne sirovine, automobilska industrija pokušava da nađe alternativnu vrstu goriva.

„Klasični“ klipni SUS motori[уреди]

5-cilindarski klipni SUS motor sa radijalnim raporedom cilindara (tj. "zvezdasti" motor)

Među klipnim SUS motorima apsolutnu dominaciju u primeni imaju translatorni (linijski) klipni motori sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS), tj. "klasični" klipni SUS motori. Tu spadaju oto (Nicolaus Otto) - nazivani još i benzinski motori i dizel motori (Rudolf Diesel). Oni se međusobno razlikuju po termodinamičkom ciklusu po kojim rade (i po kojima su i dobili imena), iz čega proizilazi i principijelna razlika u vrstama goriva koje koriste: oto motori koriste motorne benzine, ali i alternativna goriva, kao što su TNG, KPG i TPG, alkoholna goriva, eventualno i biogas, dok dizel motori koriste dizel gorivo i biodizel, eventualno delimično i KPG i TPG. I jedni i drugi mogu biti dvotaktni ili četvorotaktni. Ostale razlike su sledeće:

  • Oto motori: nakon sabijanja smeše goriva i vazduha, do njenog upaljenja dolazi varnicom, koja nastaje na svećici. Nema eksplozije, sagorevanje se vrši po slojevima. Smeša se kod starijih modela motora formirala u karburatoru, a danas ubrizgavanjem goriva ("injection motori"), bilo ispred cilindra (jedna ili više brizgaljki), bilo direktno u cilindar (što je retko). Za čišćenje njihovih izduvnih gasova koristi se "katalizator".
  • Dizel motori: sabija se čist vazduh i nakon ubrizgavanja goriva dolazi do spontanog paljenja i sagorevanja, usled povišene temperature i pritiska, nastalih sabijanjem vazduha. Nema svećica (osim grejača na nekim motorima, koji se nakad nazivaju i dizel svećice). Sporodohniji su i veži/teži po jedinici snage (osim kod turbo motora), ali efikasniji. Za filtriranje izduvnih gasova dizel motora se koristi DPM filter (Diesel Particulate Matter, dizel čestična materija tj. čađ).

Mogu se podeluti po više kriterijuma, npr. po broju cilindara (jednocilindarski, dvocilindarski, trocilindarski, četvorocinindarski, ...) i rasporedu cilindara (linijski, V, W, boxer, zvezda...).

Radni ciklus četvorotaktnog oto motora[уреди]

Četvorotaktni ciklus oto motora se sastoji od sledećih taktova (koraka rada), koji su prikazani i na animaciji:

  • 1. Usisavanje goriva i vazduha kroz ventil, klip se kreće ka UMT, tj. povećava radni prostor
  • 2. Sabijanje (kompresija) smeše goriva i vazduha, klip se kreće ka SMT, tj. smanjuje radni prostor
  • 3. Sagorevanje goriva pokrenuto električnom iskrom, pritisak pokreće klip, klip se kreće ka UMT, tj. povećava radni prostor
  • 4. Izbacivanje produkata sagorevanja, ciklus se vraća na korak 1, klip se kreće ka SMT, tj. smanjuje radni prostor

SMT (spoljna mrtva tačka) - najudaljenija tačka do koje može stići klip UMT (unutrašnja mrtva tačka) - najbliža tačka do koje može stići klip

Strujni SUS motori[уреди]

Kod strujnih motora, rad se ostvaruje na račun kinetičke energije produkata sagorevanja, koji ekspandiraju u obliku mlaza koji se koristi bilo za stvaranje potiska bilo obrtnog momenta.

Gasna turbina koristi za svoj pogon gas, mlazni motori koriste kerozin, a raketnim osim goriva, treba isporučivati i kiseonik.

Vidi još[уреди]

Spoljašnje veze[уреди]


Reference[уреди]

  1. ^ Encyclopædia Britannica. „Encyclopedia Britannica: Internal Combustion engines“. Britannica.com Приступљено 28. 8. 2010.. 
  2. ^ „Internal combustion engine“. Answers.com. 9. 5. 2009. Приступљено 28. 8. 2010.. 
  3. ^ „Columbia encyclopedia: Internal combustion engine“. Inventors.about.com Приступљено 28. 8. 2010.. 
  4. ^ „Private Tutor“. Infoplease.com Приступљено 28. 8. 2010.. 

Literatura[уреди]

Further reading[уреди]