Мотор са унутрашњим сагоревањем

Из Википедије, слободне енциклопедије
(преусмерено са Automobilski motori)
Четворотактни циклус СУС мотора: 1-усисавање гориве смеше, 2-компресија, 3-сагоревање гориве смеше покреће клип, 4-избацивање продуката сагоревања

Мотори са унутрашњим сагоревањем (СУС мотори) су топлотни мотори код којих продукти сагоревања (који су вишег енергетског потенцијала, насталог ослобађањем топлоте), својим директним дејством врше механички рад.[1][2][3][4]

Процеси СУС мотора[уреди]

Сваки СУС мотор у току свог рада мора обавити основна 4 процеса:

  1. усисавање,
  2. сабијање (компресија),
  3. сагоревање, односно ширење (експанзија) и
  4. издувавање.

Разлике између типова СУС мотора су у времену, месту и начину вршења ових процеса. Неки мотори врше све процесе у исто време, али на различитим местима у мотору (нпр. млазни мотор), а неки врше процесе на истом месту, али у различито време (нпр. клипни Ото и Дизел мотори).

1. Усисавање[уреди]

Први процес у току рада СУС мотора је усисавање. У овом процесу се смеша ваздуха и горива усисава у мотор (код мотора са спољашњим образовањем смеше, нпр. Ото мотор са карбуратором) или се усисава само ваздух, а гориво се убризгава под притиском (Ото мотор са директним убризгавањем). Код неких мотора се гориво убризгава тек у процесу компресије (Дизел мотор). Задатак процеса усисавања јесте да мотор обезбеди смешу горива или само ваздух за касније сагоревање.I тај се процес понавља након посљедњег процеса тј.издува.

2. Сабијање[уреди]

Процес компресије је врло битан, јер се у њему обезбеђују услови за сагоревање. У овом процесу мотор сабија усисану смешу, или само ваздух, повећавајући јој притисак и температуру. Већи притисак омогућава брже и експлозивније сагоревање, јер су молекули кисеоника из ваздуха и горива збијени и гориво много брже "похвата" молекуле кисеоника, брже реагује са њима при сагоревању. Код Дизел мотора, при крају сабијања се убризгава гориво и образује смешу. Такт бр. 2 на анимацији је процес сабијања.

3. Сагоревање, ширење (експанзија)[уреди]

У процесу сагоревања смеша горива и ваздуха се пали и сагорева ослобађајући огромну количину енергије. Гасови настали као производ сагоревања су под знатно већим притиском и температуром него смеша и имају огромну потенцијалну енергију. Начин паљења и сагоревања се разликује међу врстама мотора. Први тренуци такта бр. 3 на анимацији (бљесак) одговарају процесу сагоревања. Експанзија је процес који даје снагу мотору, тј. врши користан механички рад. Сви остали процеси постоје само да би створили услове за овај процес. У овом процесу сагорели гасови са огромном потенцијалном енергијом се шире, потискујући клип у клипном мотору, ротор у ванкел мотору, турбину у елисном млазном мотору или стварајући директан потисак у потисном млазном мотору; вршећи механички рад. Овом процесу одговара већи део 3. такта анимације (онај после бљеска).

4. Издувавање[уреди]

Кад сагорели гасови своју потенцијалну енергију претворе у механички рад, постају бескорисни. Процес издувавања је задужен да бескорисне гасове избаци у атмосферу. Такт бр. 4 анимације је процес издувавања.


Код клипних мотора, због брзине одвијања ових процеса и инерције гасова, често се 2 процеса врше у исто време (следећи почне пре него што се претходни завршио). Нпр. процес сагоревања код четворотактних Ото и Дизел мотора се често "преклапа" са процесима сабијања и ширења.

Подела[уреди]

Деле се на:

  • клипне (мотори променљиве запремине):
    • ротациони, тј. са обртним клиповима (ванкелов мотор);
    • транслаторни (линијски), тј. са осцилујућим клиповима. У ужем смислу, назив клипни мотори означава ове моторе, а користи се и назив "класични" клипни мотори. У ову групу спадају ото мотори и дизел мотори, а могу бити двотактни и четворотактни.
  • струјне (гасна турбина, млазни и ракетни мотори);

Клипни СУС мотори[уреди]

Клипни мотори са унутрашњим сагоревањем су мотори који се користе на данашњим аутомобилима. Осим на моторним возилима (путничким аутомобилима, камионима, мотоциклима), радним машинама (тракторима, комбајнима и др.) и механизацији уопште, користе се и на бродовима (велики, спороходни дизел мотори), чамцима, а у мањој мери и за погон локомотива и летелица. Процењује се да се у овим моторима потроши преко 25% укупне светске потрошње енергије (индустрија, транспорт, грејање, ...). У друмском транспорту троше скоро 99% енергије, у воденом преко 75%, док у железничком и ваздушном и мање од 10%. Ови мотори остварују механички рад на рачун потенцијалне енергије продуката сагоревања.

Код моторних возила се у огромној већини користе "класични" клипни мотори (тј. ото и дизел мотори), мада стално има покушаја за увођење ванкеловог мотора. Постоје и покушаји уградње гасне турбине (амерички тенк М1 Абрамс има овакав погон), али то је изводљиво само код тешких возила. У последње време присутни су у хибридни погон, па и електрични.

Аутомобилски мотори као гориво користе (моторни) бензин, дизел гориво или течни нафтни гас - ТНГ (тзв. плин), евентуално Компримовани природни гас - КПГ. Због недостатка нафте као основне сировине, аутомобилска индустрија покушава да нађе алтернативну врсту горива.

„Класични“ клипни СУС мотори[уреди]

5-цилиндарски клипни СУС мотор са радијалним рапоредом цилиндара (тј. "звездасти" мотор)

Међу клипним СУС моторима апсолутну доминацију у примени имају транслаторни (линијски) клипни мотори са унутрашњим сагоревањем (СУС), тј. "класични" клипни СУС мотори. Ту спадају ото (Ницолаус Отто) - називани још и бензински мотори и дизел мотори (Рудолф Диесел). Они се међусобно разликују по термодинамичком циклусу по којим раде (и по којима су и добили имена), из чега произилази и принципијелна разлика у врстама горива које користе: ото мотори користе моторне бензине, али и алтернативна горива, као што су ТНГ, КПГ и ТПГ, алкохолна горива, евентуално и биогас, док дизел мотори користе дизел гориво и биодизел, евентуално делимично и КПГ и ТПГ. И једни и други могу бити двотактни или четворотактни. Остале разлике су следеће:

  • Ото мотори: након сабијања смеше горива и ваздуха, до њеног упаљења долази варницом, која настаје на свећици. Нема експлозије, сагоревање се врши по слојевима. Смеша се код старијих модела мотора формирала у карбуратору, а данас убризгавањем горива ("ињецтион мотори"), било испред цилиндра (једна или више бризгаљки), било директно у цилиндар (што је ретко). За чишћење њихових издувних гасова користи се "катализатор".
  • Дизел мотори: сабија се чист ваздух и након убризгавања горива долази до спонтаног паљења и сагоревања, услед повишене температуре и притиска, насталих сабијањем ваздуха. Нема свећица (осим грејача на неким моторима, који се накад називају и дизел свећице). Спородохнији су и вежи/тежи по јединици снаге (осим код турбо мотора), али ефикаснији. За филтрирање издувних гасова дизел мотора се користи ДПМ филтер (Диесел Партицулате Маттер, дизел честична материја тј. чађ).

Могу се поделути по више критеријума, нпр. по броју цилиндара (једноцилиндарски, двоцилиндарски, троцилиндарски, четвороцининдарски, ...) и распореду цилиндара (линијски, В, W, боxер, звезда...).

Радни циклус четворотактног ото мотора[уреди]

Четворотактни циклус ото мотора се састоји од следећих тактова (корака рада), који су приказани и на анимацији:

  • 1. Усисавање горива и ваздуха кроз вентил, клип се креће ка УМТ, тј. повећава радни простор
  • 2. Сабијање (компресија) смеше горива и ваздуха, клип се креће ка СМТ, тј. смањује радни простор
  • 3. Сагоревање горива покренуто електричном искром, притисак покреће клип, клип се креће ка УМТ, тј. повећава радни простор
  • 4. Избацивање продуката сагоревања, циклус се враћа на корак 1, клип се креће ка СМТ, тј. смањује радни простор

СМТ (спољна мртва тачка) - најудаљенија тачка до које може стићи клип УМТ (унутрашња мртва тачка) - најближа тачка до које може стићи клип

Струјни СУС мотори[уреди]

Код струјних мотора, рад се остварује на рачун кинетичке енергије продуката сагоревања, који експандирају у облику млаза који се користи било за стварање потиска било обртног момента.

Гасна турбина користи за свој погон гас, млазни мотори користе керозин, а ракетним осим горива, треба испоручивати и кисеоник.

Види још[уреди]

Референце[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.. 

Литература[уреди]

Спољашње везе[уреди]