1. ÚVOD.

Na pohon dopravných prostriedkov (automobily a motocykle, lode, lietadla a pod.) ale aj na pohon rôznych prístrojov, stavebných a iných mechanizmov a náradia sa môžu používať motory spaľovacie, parné, elektrické a solárne. Väčšinou sa však používajú spaľovacie motory, v ktorých sa chemická energia paliva mení priamo v spaľovacom priestore motora na energiu tepelnú, ktorú motor premení na mechanickú prácu. V spaľovacom motore sa spaľuje vhodná zmes paliva so vzduchom v takom pomere, aby po zapálení rýchlo a pokiaľ možno bezo zbytku zhorela. V piestových spaľovacích motoroch piest túto zápalnú zmes najskôr nasaje do pracovného priestoru valca a potom ju stlačí. Vo vhodnom okamihu je zmes zapálená. Vplyvom uvoľnenej tepelnej energie vo válci prudko stúpne tlak a objem plynov. Vzniknutý tlak plynov tlačí na piest, pohybujúci sa vo valci motora, ktorého posuvný pohyb je kľukovým mechanizmom prevedený na pohyb otáčavý.

2. PRINCÍP ČINNOSTI PIESTOVÉHO SPAĽOVACIEHO MOTORA – VŠEOBECNE

Podstatu piestového spaľovacieho motora tvorí piest s kľukovým mechanizmom. Vo valci ktorého horný koniec je uzavretý hlavou sa pohybuje piest. Ojnica spája piest s kľukovým hriadeľom. Piest sa pohybuje vo valci hore a dolu, teda priamočiare a vratne. Jeho posuvný pohyb sa prenáša ojnicou na kľukový hriadeľ a mení sa na pohyb otáčavý. Kľukový hriadeľ je hnacím hriadeľom motora. Otáčky kľukového hriadeľa sa prenášajú ďalej cez spojku, prevodovku a rozvodovku na hnacie kolesá motorového vozidla. Piest, ojnica a kľukový hriadeľ tvoria celok, ktorému hovoríme kľukový mechanizmus motora. Krajné polohy piesta vo valci sa nazývajú úvrate, a to horná úvrať (HU) a dolná úvrať (DU). Vzdialenosť medzi oboma úvraťami, t.j. dĺžka dráhy piesta, je zdvih piesta. Piest vykoná za jednu otáčku kľukového hriadeľa dva zdvihy. Priemer valca je priemer pracovnej dutiny valca motora a nazýva sa vŕtanie valca. Kružnicu, ktorú opisuje stred čapu kľukového hriadeľa, nazývame kľukovou kružnicou. Kružnicu rozdeľujeme na 360 dielikov - stupňov. ktoré počítame vždy od hornej polohy kľuky v smere točenia. Na toto rozdelenie potom vzťahujeme činnosť všetkých mechanizmov motora, pokiaľ je ich pohyb viazaný na kľukový hriadeľ. Vzdialenosť nameraná od osi kľukového čapu k osi kľukového hriadeľa, je polomer kľukovej kružnice (r). Základným údajom spaľovacieho motora je objem valca, (pri viacvalcových motoroch objem všetkých valcov), ktorý nazývame objemom motora.

Objem valca je priestor, ktorý je daný kruhovou plochou priemeru valca motora a výškou zdvihu piesta. Objem valca sa tiež nazýva zdvihovým objemom. Priestor, do ktorého sa stlačí zápalná zmes alebo vzduch, sa nazýva kompresný priestor. Je to priestor nad piestom v hornej úvrati. Súčtom objemu valca a kompresného priestoru dostávame pracovný priestor. Je to priestor nad piestom v dolnej úvrati. Kompresný pomer motora udáva stupeň stlačenia. Je to pomer pracovného priestoru ku kompresnému priestoru. Pri každom motore sa vždy udávajú dva základné údaje:
– maximálny výkon motora spolu s príslušnými otáčkami za minútu
– krútiaci moment motora - je moment sily a ramena okolo osi kľukového hriadeľa motora.

3. ROZDELENIE SPAĽOVACÍCH MOTOROV

Spaľovacie motory prešli dlhoročným vývojom, majú vysoký výkon pri nízkej spotrebe paliva. Piestové spaľovacie motory spaľujú palivo priamo vo valcoch. Rozdeľujeme ich podľa rôznych hľadísk.

3.1 Podľa druhu zapaľovania:
- zážihové motory - do valca motora sa nasáva zápalná zmes benzínu a vzduchu a po stlačení sa zapáli.
- vznetové motory - do valca motora sa nasáva vzduch, ktorý sa stlačením zahreje na teplotu potrebnú na vznietenie paliva. Do zahriateho vzduchu vo valci sa pred skončením kompresného zdvihu, vstrekne jemne rozprášené palivo - nafta. Tým sa vytvorí zápalná zmes, ktorá sa kompresným teplom vznieti. 3.2 Podľa pracovného obehu:
- štvordobé motory - s ventilovým rozvodom
- dvojdobé motory - najčastejšie s rozvodom piestovým alebo posúvačovým

3.3 Podľa spôsobu plnenia valcov:
- motory s nasávaním – vzduch je nasávaný pohybom piesta tak že vzniká podtlak, ktorým sa vzduch alebo zápalná zmes nasáva do válca
- motory s plnením – valec motora sa plní tlakom väčším ako atmosferickým, ktorý sa vytvára pomocou dúchadla alebo kompresora. Tieto motory vplyvom núteného plnenia valca motora majú vyšší výkon ako rovnaké motory s plnením valca len atmosferickým tlakom.

3.4 Podľa spôsobu chladenia rozlišujeme:
- vzduchom chladené motory,
- kvapalinou chladené motory,
- kombinovane - hlava valcov je chladená kvapalinou a valec vzduchom

3.5 Podľa počtu valcov:
- jednovalcové
- viacvalcové (2-valcové, 3 - valcové, atď.....) -

3.6 Podľa vzájomného usporiadania valcov:
- radový motor - s valcami v jednej rade, stojatý, invertný (v letectve), ležatý, šikmý
- motor s protiľahlými valcami (tzv.

boxer motor)
- vidlicový motor (v usporiadaní do „V“)
- hviezdicový motor (v letectve)

Poznámka:
Neustály vývoj a modernizácia piestových spaľovacích motorov, najmä využívanie nových poznatkov, používanie nových prvkov (napr. motor Wankel) príslušenstva a zapaľovania (napr. využívanie elektroniky), nových materiálov (napr. keramický motor) umožňuje rozdeľovanie motorov aj podľa iných kritérií. Predmetom mojej práce však je predovšetkým opísať základný princíp činnosti dvojtaktného a štvortaktného motora, čo uvádzam v nasledujúcej čast a k tomu som považoval za nutné, uviesť niektoré základné informácie v predchádzajúcom texte.

4. POPIS ČINNOSTI DVOJTAKTNÉHO (DVOJDOBÉHO) MOTORA

Na nasledujúcich obrázkoch je znázornená schéma dvojtaktného (dvojdobého) piestového motora. U tohto motora (na rozdiel od štvortaktného), prebiehajú pracovné procesy nielen nad piestom ale aj pod ním v uzatvorenom priestore kľukovej skrine.
Dvojdobý motor (na rozdiel od štvortaktného) nemá ventily ale tri kanály, ktoré sú otvárané a zatvárane samotným piestom. Práve usporiadanie týchto kanálov má rozhodujúci vplyv na dosahovaný výkon ako aj na celkovú činnosť dvojdobého motora.

PRINCÍP ČINNOSTI DVOJTAKTNÉHO MOTORA

1. Nasávanie + Kompresia:
Piest sa pohybuje smerom hore a priestor pod ním sa zväčšuje. Tým vzniká podtlak (kľuková skriňa musí byť u dvojtaktného motora plynotesná) Dolná hrana piestu pri pohybe nahor uvoľní sací kanál, čim sa do kľukovej skrine nasaje čerstvá palivová zmes z karburátora.
Súčastne sa nad stúpajúcim piestom stláča palivová zmes.

2. Expanzia + Výfuk (výplach):
Tesne pred tým ako piest dosiahne hornú úvrať, zapaľovacia sviečka zapáli stlačenú zmes. Rozpínajúce plyny konajú prácu a tlačia piest dole. Tým sa v kľukovej skrini stláča čerstvá zmes nasatá pri prvom takte. Krátko pred dolnou úvraťou uvoľní horná hrana piestu výfukový kanál, ktorým môžu prúdiť spaliny do výfuku. Bezprostredne potom horná hrana piestu uvoľní aj prepúšťací kanál (spája priestor pod a nad piestom). Tým môže stlačená čerstvá zmes z kľukovej skrine prúdiť do spaľovacieho priestoru. Určitý čas je pritom otvorený výfukový aj prepúšťací kanál súčastne (pokiaľ sa piest nepresunie cez dolnú úvrať a neuzavrie svojou hornou hranou výfukový kanál), čo má za následok to, že so spalinami uniká do výfuku aj časť čerstvej zmesi. Celý cyklus sa takto opakuje.
Príčinou neekologickosti a neekonomickosti dvojtaktných motorov je práve únik nespálenej zmesi do výfuku. Ďalším problémom je mazanie pohybujúcich sa častí motora. Keďže v kľukovej skrini prebiehajú pracovné procesy nemôže byť využitá ako zásobárňa oleja ako je to pri štvortaktných motoroch.

Preto sa musí olej pridávať priamo do paliva, čo spôsobuje namodro zafarbený dym a charakteristický zápach dvojtaktných motorov. VÝHODY DVOJTAKTNÉHO MOTORA:

 Na jeden pracovný takt pripadá jedna otáčka kľukového hriadeľa (Na rozdiel od štvortaktného motora, kde 1. prac. takt = 2. ot. kľukového hriadeľa).  Relatívne vyšší výkon. (oproti štvortaktu s rovnakým zdvihovým objemom)
 Nižšia hmotnosť.  Konštrukčná jednoduchosť a tým pádom aj jednoduchšia údržba a opravy. NEVÝHODY DVOJTAKTNÉHO MOTORA:

 Vyššia spotreba paliva (oproti štvortaktným motorom).  Neekologická prevádzka.  Nekľudný chod (hlavne pri voľnobežných otáčkach).  Nedostatočný výkon pri nižších otáčkach.  Relatívne vysoká spotreba oleja (závisí od pomeru miešania oleja s benzínom a spotreby benzínu motora). ZÁVER I.
U dvojtaktných motorov prebehne celý pracovný cyklus v priebehu jednej otáčky kľukového hriadeľa resp. v priebehu dvoch zdvihov piesta t.j. na dva takty, z čoho vzniklo aj jeho označenie ako „DVOJTAKTNÝ MOTOR“

5. PRINCÍP ČINNOSTI ŠTVORTAKTNÉHO MOTORA

1. Nasávanie:
Nasávací ventil je otvorený, ale výfukový je zatvorený. Piest sa pohybuje z hornej úvrate (HÚ) do dolnej úvrate (DÚ). V priestore nad piestom vzniká podtlak. Ten spôsobuje, že do válca sa cez sacie potrubie a karburátor nasáva čerstvá palivová zmes. Nasávací takt končí keď piest dosiahne DÚ. 2. Kompresia:
Oba ventily sú zavreté. Piest sa pohybuje z DÚ do HÚ. Tým stláča nasatú palivovú zmes na zlomok jej pôvodného objemu (toto udáva kompresný pomer motora). Keď piest dosiahne HÚ, zmes paliva a vzduchu je natoľko stlačená, že dosahuje teplotu až 400 oC a kompresný takt týmto končí. 3. Expanzia:
Oba ventily sú zavreté, ale zapaľovacia sviečka vytvorí zapaľovaciu iskru. Tá spôsobí zapálenie pripravenej stlačenej palivovej zmesi a nastáva expanzia (výbuch). Toto je práve takt, ktorý dodáva požadovaný výkon. Spaliny v motore dosahujú teplotu až 2500 oC a rozpínajú sa čim pôsobia na piest a tlačia ho z HÚ do DÚ. 4. Výfuk:
Nasávací ventil je zatvorený, ale výfukový je otvorený. Piest sa pohybuje z DÚ do HÚ. Cez otvorený výfukový ventil unikajú spaliny. Po dosiahnutí HÚ nastáva ďalšie nasávanie čerstvej zmesi a celý cyklus sa znovu opakuje.

VÝHODY ŠTVORTAKTNÉHO MOTORA:
 Nižšia spotreba paliva (oproti dvojtaktným motorom).  Ekologickejšia prevádzka.  Kľudnejší, kultivovanejší chod.  Dostatočný výkon aj pri nižších otáčkach.  Dokonalejší systém mazania (oproti dvojtaktným motorom).

 Relatívne nízka spotreba oleja (ak je motor v dobrom technickom stave).  Lepšie chladenie motora pretože olej prečerpávaný motorom zároveň aj chladí namáhané súčiastky. NEVÝHODY ŠTVORTAKTNÉHO MOTORA:
 Na jeden pracovný takt pripadajú dve otáčky kľukového hriadeľa (Na rozdiel od dvojtaktného motora, kde 1. prac. takt = 1. ot. kľukového hriadeľa).  Vyššia hmotnosť.  Konštrukčná komplikovanosť a tým pádom aj zložitejšia údržba a opravy. ZÁVER I I.
U štvortaktných motorov prebehne celý pracovný cyklus v priebehu dvoch otáčok kľukového hriadeľa resp. v priebehu štyroch zdvihov piesta t.j. na štyri takty, z čoho vzniklo aj jeho označenie ako „ŠTVORTAKTNÝ MOTOR“

VZNETOVÉ MOTORY.
Princíp činnosti 4. taktného vznetového motora je rovnaký ako u zážihového motora, rozdiel je iba v tom, že u vznetového motora sa do stlačeného vzduchu nad piestom vstrekne jemne rozprášené palivo pod vysokým tlakom, čím dôjde k zapáleniu takto vzniknutej zápalnej zmesi. K vstreknutiu paliva do valca dochádza v okamžiku, keď je piest tesne pred HU, teda podobne ako vznikne iskra na zapaľovacej sviečke u zážihového motora.
Vznetové motory majú vyšší kompresný pomer ako zážihové, práve z dôvodu nutnosti stlačenia vzduchu na vyšší tlak, pri ktorom sa vzduch zohreje na vysokú teplotu potrebnú na zapálenie vstreknutého, jemne rozprášeného paliva (nafty).
Vznetové motory, na rozdiel od zážihových motorov,
- nemajú karburátor, ale majú vstrekovacie čerpadlo
- nemajú ani príslušenstvo zapaľovania (zapaľovaciu sviečku, prerušovač, rozdeľovač, a pod.).

	Tento článok bol vytlačený zo stránky https://referaty.centrum.sk