Motory

Hlavní průlom nastal po vynálezu motoru, který mohl pohánět stroje a poskytovat, jak se zdálo, neomezený zdroj energie. Parní stroj získával z paliva (například ze dřeva nebo uhlí) energii ve formě tepla, které se použilo k ohřevu vody pro získání páry. Tlak vypouštěné páry popoháněl součásti stroje a nutil jej pracovat.
Parní motor je typ motoru s s vnějším spalováním – protože se palivo spaluje vně motoru. Koncem 19. století začali technici experimentovat s motory s vnitřním spalováním, ve kterých se palivo spaluje uvnitř motoru. Tyto motory, používající nejprve svítiplyn, potom benzin a nakonec motorovou naftu, vytlačily postupně parní motor u malých vozidel a umožnily existenci osobních a nákladních automobilů, jaké jezdí dnes po silnicích.
Jak klasický parní motor, tak i původní motory s vnitřním spalováním využívaly přímočarého vratného pohybu pístů ve válcích;jsou označovány jako vratné (reciproční) motory. Okolo roku 1880 navrhl britský technik a vynálezce Charles Parsons zcela odlišný typ parního motoru, který využívá rotační pohyb. Nazývá se parní turbína; k roztáčení vějířovitých turbínových lopatek využívá vysokotlakou páru. Tento způsob spojuje princip starobylého větrného mlýna a vodního kola.
Koncem 30.let minulého století začali vynálezci v Británii a Německu konstruovat turbíny využívající k roztáčení lopatek tlaku horkých plynů ze spalování naftových paliv. Tento typ motoru, nazývaný plynová turbína nebo tryskový motor, byl poprvé použit k pohonu letadel. Plynových turbín využívají také vrtulníky a železniční lokomotivy.

VRATNÉ PARNÍ MOTORY
Parní stroj se zrodil z nutnosti nalézt výkonné čerpadlo k odstraňování vody z hlubinných dolů. První parní stroj vynalezl r. 1712 britský technik Thomas Newcomen. Pára z kotle vytlačovala svislý píst na vrchol válce, píst byl připojen k pohyblivé vodorovné pístnici čerpadla. Poté se do válce vstřikovala studená voda, kondenzující na páru a vytvářející podtlak, který nasával píst zpětně do válce. Cyklus e potom opakoval.
Velké zlepšení provedl o 50let později James Watt, když přeměnil odděleném kondenzátoru použitou páru zpět na vodu, aby pracovní válec zůstával stále horký. Watovy motory brzy soužily k pohonu strojů na výrobu textilu a zpracování kovů a nastala průmyslová revoluce. Tyto motory byly později využity v parních lokomotivách a ještě později v zemědělských strojích a v silničních vozech.

MOTORY S VNITŘNÍM SPALOVÁNÍM
Německý inženýr Nicolaus Otto sestrojil r.1876 první úspěšný motor s vnitřním spalováním. Motor používal palivo v plynné formě a pracoval ve čtyřdobém cyklu prostřednictvím pohybu pístů ve válcích. To je princip, na němž jsou založeny moderní motory s vnitřním spalováním. První zdvih, nazvaný sání, nasává směs vzduch s palivem do válce, když píst sestupuje. Při druhém, kompresním zdvihu, stlačuje stoupající píst palivo. Potom elektrická jiskra palivo zapálí a vzniklé rozpínající se plyny znovu stlačí píst dolů během pracovního zdvihu. Nakonec při čtvrtém neboli výfukovém zdvihu se píst opět zvedá,aby vytlačil výfukové plyn z válce. Vstup a výstup vzduch a paliva ovládají ventily v horní části válce. Písty jsou připojeny ke klikovému hřídeli,a jejich pohyb nahoru a dolů hřídelem otáčí a tím dodává energii k pohony vozidla. Motory s vnitřním spalováním používají jako pracovní palivo směs benzinu se vzduchem – převedou karburátorem na plyn, nebo páru. Moderní motory používají zařízení na vstřik benzinového paliva, dodávající do válce přesné množství paliva pro zážeh. Obvykle mívají čtyři, šest nebo i více válců. Ve starších motorech jsou ventily ovládány tyčemi, řízenými klikovým hřídelem. Většina moderních motorů má oddělené přídavné vačkové hřídele k ovládání ventilů. Odlišný prototyp benzinového motoru, často používaný i řetězových pil a žacích strojků, pracuje ve dvoudobém cyklu. Píst funguje současně jako ventil motoru, když se pohybuje nahoru a dolů ve válci se dvěma postranními motoru, označovanými jako kanály. Při prvním zdvihu se píst zvedá, odkrývá,sací kanál a stlačuje směs paliva ze vzduchem,obsaženou již ve válci. Zapalovací svíčka potom zažehne palivo vytvářející plyny, které stlačují píst opět dolů. Ten na své cestě odryje výfukový kanál (aby vypustil výfukové plyny). Většina dvoudobých motorů je chlazena vzduchem.

VZNĚTOVÉ MOTORY
Roku 1892 objevil německý inženýr Rudolf Diesel, že určitá paliva, která jsou o něco méně těkavá než benzin, se sama vzněcují účinkem vysokého tlaku - není potřebná zapalovací svíčka. Tento typ motoru nazývaný vznětový (nebo populárněji dieselový), využívá také čtyřdobého cyklu. V prvním, sacím zdvihu, se vzduch nasává přes ventil do válce, když píst klesá. Potom při vzestupném, kompresním zdvihu, se vzduch ohřívá a stlačuje, a tekuté palivo se vstřikuje do válce. Při expanzním zdvihu palivo hoří a vytváří plyny, které stlačují píst dolů. Nakonec se píst zvedá při výfukovém zdvihu a otevírá výfukový ventil,který vypustí plyny z válce.

Vznětové motory nepotřebují karburátor; místo toho mají čerpadlo ke vstřikování správné dávky paliva do válců při kompresním zdvihu. Tyto motory jsou oblíbeny jako pohon pro autobusy, nákladní automobily, traktory a zemní stroje. Velké pomaluběžné dieselové motory se používají jako lodní motory k pohonu člunů a lodí. MOTORY S PLYNOVOU TURBÍNOU
Motor s plynovou turbínou se skládá v podstatě z válcovité komory s jedním centrálním hřídelem. Otáčející se lopatky na vstupu do komory stlačují vzduch přicházející do motoru a stlačený vzduch postupuje dozadu do spalovací komory , do které se vstřikuje kapalné palivo (obvykle petrolej). Směs paliva se vzduchem se spaluje při vysoké teplotě a vznikají horké plyny roztáčející lopatky turbíny v zadní části motoru. Potom plyny opouštějí vysokou rychlostí záď motoru a tím vytvářejí tah. Turbokompresní motor, používaný i velkých dopravních letadel, má v přední části zvláštní skupinu lopatek, které stlačují další vzduch a ženou jej okolo spalovací komory do výfukové trubky k dosažení zvýšeného tahu.