Batni motor z notranjim zgorevanjem: kako deluje in kakšne so njegove vrste?
Batni motor z notranjim izgorevanjem je vrsta motorja z notranjim zgorevanjem, ki je opremljen z batom, katerega vloga je posredovati pri pretvorbi toplotne energije, ki nastane s kemično reakcijo, v mehansko delo motorja.
Pod pojmom batni motor z notranjim izgorevanjem si torej lahko predstavljamo klasičen motor z izmenično izmeničnim gibanjem bata ali manj pogosto uporabljen motor z rotacijskim batom in s tem Wanklov motor.
Vsebina
- Batni motor z notranjim zgorevanjem
- Motorji z zunanjim zgorevanjem in pravokotnim gibanjem bata
- Motorji z notranjim zgorevanjem in rotacijskim gibanjem bata
- Motorji z notranjim zgorevanjem in premočrtnim gibanjem bata
- Batni motor z notranjim zgorevanjem in njegova konstrukcija
- Motorji z eno gredjo
- Večgredni motorji
- Delitev batnih motorjev z notranjim zgorevanjem glede na vrsto porazdelitve
- Osnovni parametri batnega motorja z notranjim izgorevanjem
Batni motor z notranjim zgorevanjem
1. Glede na kraj izgorevanja:
- motor z notranjim zgorevanjem (na primer plin ali dizel motor)
- motor z zunanjim zgorevanjem (na primer Stirlingov motor)
2. Motor s prekinjenim delovnim ciklom bodisi:
3. Glede na gibanje bata:
- motor s premočrtnim izmeničnim gibanjem bata
- motor z rotacijskim gibanjem bata (Wankel motor)
Da pa se motor lahko kvalificira kot batni motor z notranjim zgorevanjem, mora izpolnjevati vsaj en pogoj iz vsake od teh treh točk. Trenutno pa je najbolj razširjen tip batnega motorja z notranjim zgorevanjem štiritaktni in dvotaktni motor z notranjim zgorevanjem in premočrtnim izmeničnim gibanjem bata.
Druge vrste batnih motorjev z notranjim zgorevanjem se ne uporabljajo več ali pa se uporabljajo le minimalno.
Motorji z zunanjim zgorevanjem in pravokotnim gibanjem bata
Ta tip motorja je najmanj uporabljen med batnimi motorji z notranjim izgorevanjem. To je Stirlingov motor, ki uporablja toploto iz zunanjega vira za ustvarjanje energije za delovni cikel.
Stirlingov motor: Kako deluje in kakšne so njegove prednosti?
Stirlingov motor uporablja kemično energijo, pridobljeno z zgorevanjem goriva, za segrevanje izolirane delovne snovi, ki nato opravlja delo v motorju. Zgorevanje vedno poteka zunaj motorja, izolirana delovna snov pa je največkrat plin.
Motorji z notranjim zgorevanjem in rotacijskim gibanjem bata
Ta kategorija vključuje Wankel motor, ki se včasih imenuje rotacijski motor. Je vrsta motorja z notranjim zgorevanjem z rotacijskim batom, ki pretvarja tlak v rotacijsko gibanje. Za razliko od klasičnega batnega motorja z notranjim zgorevanjem se vsi deli Wanklovega motorja vrtijo v eno smer.
Wankel motor: Kako deluje in kakšne so njegove prednosti?
Štiritaktni cikel: sesanje, stiskanje, zgorevanje, izpuh poteka med ovalnim notranjim ohišjem in trikotnim rotacijskim batom.
Bati se vrtijo okoli gredi, ki se imenuje ekscentrična gred in poteka skozi sredino rotorja. Krožno gibanje bata zagotavlja velik zobnik z notranjimi zobmi, ki se nahaja v središču rotorja (bat). Na gred je togo pritrjen majhen zobnik, ki se vklopi v zobnik rotorja.
Bati motorja: Kaj morajo vzdržati in kakšna je njihova funkcija?
Na mestih, kjer se vrtljivi bat sreča z notranjo lupino pokrova motorja, je tesnilo, ki zagotavlja, da se med rotorjem in lupino ustvarijo trije izolirani prostori. Ko se bat vrti, se ti prostori ne premikajo le v smeri vrtenja, ampak se tudi povečujejo in zmanjšujejo v prostornini.
Motorji z notranjim zgorevanjem in premočrtnim gibanjem bata:
Bat motor z notranjim zgorevanjem z notranjim izgorevanjem in premočrtnim povratnim gibanjem bata je eden najbolj razširjenih motorjev za pogon avtomobilov, motorjev, ladij in manjših letal.
Motor z notranjim zgorevanjem: Kako deluje in kakšne so njegove prednosti?
Je torej najštevilčnejši predstavnik ne le batnih motorjev z notranjim zgorevanjem, temveč tudi vseh ostalih motorjev z notranjim zgorevanjem.
V to kategorijo lahko vključimo:
- dvotaktni bencinski motorji (to so majhni motorji, ki se uporabljajo predvsem za pogon motociklov)
- dvotaktni dizelski motorji (to so motorji, ki se najpogosteje uporabljajo v industriji, kot so rezervni generatorji za proizvodnjo električne energije)
- štiri- taktni bencinski motorji (to so motorji različnih prostornin, ki se najpogosteje uporabljajo za pogon avtomobilov)
- štiritaktni dizelski motorji (to so motorji različnih prostornin, ki se najpogosteje uporabljajo za pogon avtomobilov, avtobusov, kombijev ali tovornjakov in drugih težkih strojev )
Načelo delovanja tega motorja:
Batni motor z notranjim zgorevanjem z notranjim zgorevanjem pretvarja kemično energijo v mehansko energijo z zgorevanjem mešanice. Po vžigu zmesi se v zgorevalni komori, ki mora biti popolnoma zaprta, ustvari velik tlak, ki deluje na bat motorja in ga premika.
Drsno gibanje bata se preko ojnice prenaša na ročična gred in se tako spremeni v rotacijsko, zahvaljujoč čemur je zagotovljen pogon avtomobila ali drugega stroja.
En delovni cikel motorja je sestavljen iz naslednjih faz:
- Vnos - faza polnjenja cilindra s svežim nabojem
- Kompresija - faza stiskanja mešanice
- Zgorevanje - faza zgorevanja, med katero pride do transformacije toplotne energije za mehansko delo
- Izpuh - faza potiskanja izpušnih plinov iz cilindra
Batni motor z notranjim zgorevanjem in njegova konstrukcija:
Batne motorje s premočrtnim gibanjem bat in notranjim zgorevanjem lahko razdelimo v več skupin glede na več konstrukcijskih značilnosti, in sicer:
Glede na način hlajenja:
Batne motorje z notranjim zgorevanjem delimo glede na število, razporeditev valjev in ročične gredi na:
Motorji z eno gredjo:
Motor z eno gredjo je vrsta batnega motorja z notranjim zgorevanjem, ki je opremljen samo z eno ročična gred. Ta tip motorja je najpogosteje zastopan tip v konstrukciji batnih motorjev z notranjim zgorevanjem.
Skupina enoosnih motorjev vključuje:
- enovaljni motorji
- vrstni motorji (oziroma enoredni, ki imajo vse valje v eni vrsti)
- dvoredni motorji (viličasti motorji z valji v obliki črke V, motorji z A- valji ali {} motorji)
- triredni motorji (motorji z valji do W
- ventilatorski motorji)
- štiriredni motorji (motorji z valji do X - cross motorji)
- zvezdasti motorji (z valji, nameščenimi okoli ročične gredi
- motorji z več zvezdicami (z dvema zvezdicama, s tremi zvezdicami itd.))
Po številu valjev spadajo nekateri od zgoraj navedenih tipov v skupino ploščatih motorjev.
Večgredni motorji:
Večgredni motor je vrsta batnega motorja z notranjim zgorevanjem, ki je opremljen z več ročične gredi. Glede na število gredi se motorji z več gredi imenujejo dvoosni, triosni itd.
Ročična gred: čemu služi in kako je obremenjena?
Večgredna konstrukcija motorja omogoča izvedbo enobatnih, dvobatnih in tudi večbatnih motorjev.
Ta skupina vključuje:
- motorji z nasprotno vrtečimi bati
- motorji z vzporednimi valji (z valji v obliki črke U)
- trikotni motor
- motorji z valji v obliki črke Y
- štirikotni motor • motorji z valji v obliki črke H • • • poligonalni motorji • •
Po številu valjev spadajo nekateri od zgoraj navedenih tipov v skupino ploščatih motorjev.
Delitev batnih motorjev z notranjim zgorevanjem glede na vrsto porazdelitve:
- Motor s kanalsko porazdelitvijo
- Motor z drsno porazdelitvijo
- Motor z ventilsko porazdelitvijo:
- Razvod ventila F - z enim ventilom na strani cilindra z drugim v glavi (zastarela izvedba)
- Razvod ventila SV (stranski ventil) - z ventilom na strani cilindra (zastarela izvedba) Razdelitev ventilov OHV (ventil nad glavo) ) - z ventili v glavi valja
- Razdelitev ventilov OHC (razdelitev nad glavo odmične gredi) - z ventili in odmično gredjo v glavi cilindra
- Razdelitev ventilov DOHC ali 2xOHC - z dvema odmičnima gredema v glavi cilindra
- Motor s kombinirano porazdelitvijo - dovod zmesi je običajno voden s kanalom, izhod pa ventil.
Značilni parametri motorja z izmeničnim zgorevanjem z izmeničnim gibanjem bata so:
- Hod - razdalja med spodnjim in zgornjim središčem bata
- Prostornina hoda - razlika v prostorninah zgorevalne komore med spodnjim in zgornjim središčem bata v cm3
- Prostornina bata kompresijski prostor - prostornina, ki ostane v valju v cm3, ko je bat v zgornji mrtvi točki
- kompresijsko razmerje - razmerje med prostornino valja, ko je bat v spodnji mrtvi točki, in prostornino, ko bat je v zgornji mrtvi točki
Osnovni parametri batnega motorja z notranjim izgorevanjem:
Osnovni tehnični parametri batnega motorja z notranjim zgorevanjem vključujejo moč in navor. Od teh parametrov ni odvisna samo največja hitrost in pospešek avtomobila, ampak tudi poraba goriva ali sposobnost vzpenjanja v hribe in podobno.
Moč motorja je navedena v kilovatih (kW), lahko pa tudi v konjskih močeh (PS, HP, ks). Enota za navor je Newtonmeter (Nm) ali funt na čevelj (ft-lbs).