Transcript VY_32_INOVACE_170307_Tepelne_motory_II_DUM

16. března 2013
VY_32_INOVACE_170307_Tepelne_motory_II_DUM
TEPELNÉ MOTORY
II.
Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Mgr. Miroslava Víchová.
Obchodní akademie a Střední odborná škola logistická, Opava, příspěvková organizace.
Materiál byl vytvořen v rámci projektu OP VK 1.5 – EU peníze středním školám,
registrační číslo CZ.1.07/1.5.00/34.0809.
1. Zážehový motor
2. Vznětový motor
3. Proudový motor
4. Raketový motor
Zážehový motor
Zážehový motor čtyřdobý
• je to pístový spalovací motor
• směs paliva (benzínu a vzduchu) je zapálena ve válci elektrickou jiskrou
Čtyři doby činnosti:
1. Sání
•
do válce se nasaje sacím ventilem hořlavá směs paliva a vzduchu
2. Komprese
• sací ventil je uzavřený
• píst stoupá vzhůru a stlačuje směs
• zvětšuje se tlak až na hodnotu 1,07 MPa
• teplota vzroste na 380°C
dále
Zážehový motor
3. Expanze
Obr.1
• směs se zapálí elektrickou svíčkou a dojde
k výbuchu
• expanze plynů tlačí píst dolů
4. Výfuk
• píst jde směrem
výfukové plyny
nahoru
a
vytlačuje
Pohyb pístu nahoru a dolů je převáděn pomocí
kliky a ojnice na rotační pohyb hřídele.
dále
Zážehový motor
Obr.2
Obr.3
dále
Zážehový motor
Vlastnosti zážehového motoru
• má nižší kompresní tlak
• má největší točivý moment a výkon ve vyšších otáčkách
• mazací olej se nemíchá se spalovací směsí
• má nižší účinnost než vznětový motor (25 – 40 %)
• v moderních vozech se používá elektronického vstřikování paliva a
kontroly motoru
• nejčastěji má čtyři válce a jeden z nich je vždy v pracovní fázi, takže se
kliková hřídel trvale otáčí
Použití:
• nejpoužívanější typ motoru
dále
Zážehový motor
Zážehový motor dvoudobý
Obr.4
• pístový spalovací motor
Dvě doby činnosti:
1. Sání a komprese
2. Expanze a výfuk
Obr.5
dále
Zážehový motor
Vlastnosti dvoudobého zážehového motoru
•
•
•
•
jednodušší konstrukce než u čtyřdobých motorů
při vyšších otáčkách má vyšší měrný výkon, ale nižší účinnost
do paliva je přidáván olej
olej je spalován současně s palivem
Použití:
•
•
•
•
lehké benzínové motory malých výkonů (mopedy, skútry)
motocykly klasické
starší automobily (Trabant, Wartburg)
motorové pily, křovinořezy, sekačky na trávu
Pozn.: V současné době jsou dvoutaktní motory nahrazovány motory
čtyřtaktními, protože již není problém vyrobit čtyřtaktní motor malých
rozměrů.
dále
Zážehový motor
Zážehový motor na encyklopedii fyziky
Motor F1 hraje francouzskou hymnu
Start leteckého motoru
zpět na obsah
další kapitola
Vznětový motor
• označován jako dieselový podle svého vynálezce Rudolfa Diesela
• pístový spalovací motor
• na rozdíl od zážehového motoru je palivo vstřikováno do válce odděleně
od vzduchu
• palivem je nafta nebo stlačený plyn
• nemusí mít zápalnou svíčku, protože ke vznícení paliva dojde samovolně
po stlačení
Čtyřdobý vznětový motor
Čtyři doby činnosti:
1. Sání
•
píst jde dolů a nasává se vzduch
dále
Vznětový motor
2. Stlačování
Obr.6
• vzduch je stlačován, píst jde nahoru
• teplota vzduchu se zvýší na 550-880 °C a tlak
vzduchu se zvýší na 3 - 4M Pa
3. Rozpínání
• do stlačeného vzduchu se vstříkne palivo
• dojde k výbuchu a píst je tlačen dolů
4. Výfuk
• píst jde nahoru a vytlačuje spálené plyny
dále
Vznětový motor
Vlastnosti:
• účinnost motoru je 30-42 %
• vysoký výkon od nízkých otáček
• menší spotřeba paliva než u zážehových motorů
• při spalování nafty vzniká více zplodin než při spalování benzínu
Použití:
• dopravní stroje (plavidla, lokomotivy, auta)
• zemědělské stroje
• pohon elektrických generátorů
Pozn.: V dnešní době lze vyrobit vznětové motory menších rozměrů, proto se
používají v malých autech.
dále
Vznětový motor
Obr.7
Obr.8
Obr.9
dále
Vznětový motor
Dvoudobý vznětový motor
• pracovní cykly jsou zkráceny na dvě doby
• palivem je nafta nebo těžší ropné frakce
Použití:
• v lokomotivách a lodních motorech
Obr.11
Obr.10
dále
Vznětový motor
Dieselový motor z ponorky
Studený start dieselového motoru
Výbuch dieselového motoru
zpět na obsah
další kapitola
Proudový motor
• dochází k přeměně vnitřní energie plynu v mechanickou energii
• spalováním paliva vznikají plyny, které unikají tryskou do okolí
• síla vypuzující plyny je akce a síla působící na samotný motor je reakce, a
ta uvádí (např. letadlo) do pohybu
Činnost:
• vzduch je nasáván kompresorem a je vháněn pod tlakem (stlačen na 1/10
objemu) do spalovací komory
• do spalovací komory je vstřikováno palivo
• směs paliva a vzduchu je zapálena
• část vnitřní energie plynu je použita k pohonu plynové turbíny pohánějící
kompresor
• výtokovou tryskou unikají zplodiny z motoru ven
dále
Proudový motor
Obr.12
Start proudového motoru
Boeing 747 s neobvyklým nákladem
zpět na obsah
další kapitola
Raketový motor
• funguje na principu akce a reakce stejně jako proudový motor
• palivo a okysličovadlo je uchováváno v oddělených nádržích
• není závislý na ovzduší (funguje i ve vesmíru)
• účinnost je až 50 %
Raketový motor na tuhá paliva
• používá se u řízených a neřízených střel, pomocných raket
Raketový motor s kapalným palivem
• jako palivo se používá hydrazín (N2H4), kerosin, kapalný vodík
• používá se jako hlavní motor vesmírných raket
dále
Raketový motor
Obr.13
Obr.14
dále
Raketový motor
Start raketoplánu
Start rakety Saturn 5
Střela Trident vystřelená z ponorky
zpět na obsah
konec
POUŽITÁ LITERATURA
ŠTOLL, Ivan. Fyzika pro netechnické obory SOŠ a SOU. Praha: Prometheus,
2003. ISBN 80-7196-223-6
CITACE ZDROJŮ
Obr. 1 JAHORAC. Soubor:Vznětový motor.svg: Wikimedia Commons [online]. 17 January 2013 [cit.
2013-03-16]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/60/Vzn%C4%9Btov%C3%BD_motor.svg
Obr. 2 WAPCAPLET. File:Engine movingparts.jpg: Wikimedia Commons [online]. 10 April 2004 [cit.
2013-03-16]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/69/Engine_movingparts.jpg
Obr. 3 ZEPHYRIS. Soubor:4StrokeEngine Ortho 3D Small.gif: Wikimedia Commons [online]. 15 July
2010 [cit. 2013-03-16]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/dc/4StrokeEngine_Ortho_3D_Small.gif
Obr. 4 A. SCHIERWAGEN. Soubor:Two-Stroke Engine.gif: Wikimedia Commons [online]. 24
October 2004 [cit. 2013-03-16]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/3/33/Two-Stroke_Engine.gif
Obr. 5 JUVAISS. Soubor:Arbeitsweise Zweitakt.gif: Wikimedia Commons [online]. 3 December 2012
[cit. 2013-03-16]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/5/52/Arbeitsweise_Zweitakt.gif
CITACE ZDROJŮ
Obr. 6 TOSAKA. File:Diesel Engine (4 cycle running).gif: Wikimedia Commons [online]. 30 March
2009 [cit. 2013-03-16]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/89/Diesel_Engine_%284_cycle_running%29.gif
Obr. 7 JAHORAC. Soubor:Vznětový motor.svg Skočit na: Navigace, Hledání: Wikimedia Commons
[online]. 17 January 2013 [cit. 2013-03-16]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/60/Vzn%C4%9Btov%C3%BD_motor.svg
Obr. 8 FLOMINATOR. Soubor:Dieselmotor vs.jpg: Wikimedia Commons [online]. 16 July 2005 [cit.
2013-03-16]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a8/Dieselmotor_vs.jpg
Obr. 9 LUMBAR. File:Lumbar patent dieselengine.jpg: Wikimedia Commons [online]. 16 August
2005 [cit. 2013-03-16]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/dd/Lumbar_patent_dieselengine.jpg
Obr. 10 CHOWELLS (). File:Napier Deltic Engine.jpg: Wikimedia Commons [online]. 17 August
2006 [cit. 2013-03-16]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2a/Napier_Deltic_Engine.jpg?uselang=cs
CITACE ZDROJŮ
Obr. 11 MATTHEW BLACK. File:55002 Deltic at the NRM.jpg: Wikimedia Commons [online]. 4
November 2007 [cit. 2013-03-16]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/26/55002_Deltic_at_the_NRM.jpg?uselang=cs
Obr. 12 EMOSCOPES. Soubor:Turbojet operation- centrifugal flow.png: Wikimedia Commons
[online]. 14 December 2005 [cit. 2013-03-16]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/ce/Turbojet_operation-_centrifugal_flow.png
Obr. 13 NASA. Soubor:Space Shuttle Columbia launching.jpg: Wikimedia Commons [online]. 12
April 1981 [cit. 2013-03-16]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/41/Space_Shuttle_Columbia_launching.jpg
Obr. 14 DARKONE. File:USS Cape St. George missile.jpg: Wikimedia Commons [online]. 7 July
2006 [cit. 2013-03-16]. Dostupné pod licencí Creative Commons z:
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/67/USS_Cape_St._George_missile.jpg
Pro vytvoření DUM byl použit Microsoft PowerPoint 2010.
Děkuji za pozornost.
Miroslava Víchová