1

Mobilní energetické Mobilní energetické prostředkyprostředky

2

LiteraturaLiteratura BAUER, F. -- SEDLÁK, P. -- ŠMERDA, T. BAUER, F. -- SEDLÁK, P. -- ŠMERDA, T. Traktory.Traktory. 1. vyd. 1. vyd.

V Brně: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, 2006.V Brně: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, 2006. Grečenko,A.:, Vlastnosti terénních vozidel , Praha: skriptum VŠZ Grečenko,A.:, Vlastnosti terénních vozidel , Praha: skriptum VŠZ

1994 1994 Růžička,M. a kol.:, Zemědělské traktory , Praha: SZN 2079 Růžička,M. a kol.:, Zemědělské traktory , Praha: SZN 2079 Semetko,J. a kol.:, Mobilné energetické prostriedky C2, : Príroda, Semetko,J. a kol.:, Mobilné energetické prostriedky C2, : Príroda,

1985 1985 Semetko,J. a kol.:, Mobilné energetické prostriedky C3, : Príroda, Semetko,J. a kol.:, Mobilné energetické prostriedky C3, : Príroda,

19861986

3

ZápočetZápočet Aktivní účast na cvičení (max. 2 Aktivní účast na cvičení (max. 2

absence)absence) Zpracování a přednesení prezentace Zpracování a přednesení prezentace

11. týden11. týden Zápočtový test 11. týden Zápočtový test 11. týden

4

Mobilní energetické prostředkyMobilní energetické prostředkyDo kategorie mobilních energetických prostředků zahrnujeme Do kategorie mobilních energetických prostředků zahrnujeme traktory, samojízdné stroje a nákladní automobily.traktory, samojízdné stroje a nákladní automobily.

Nejrozšířenějším mobilním energetickým prostředkem je Nejrozšířenějším mobilním energetickým prostředkem je traktor. V ČR je evidováno přibližně 160 000 traktorů, v traktor. V ČR je evidováno přibližně 160 000 traktorů, v zemědělství se jich nachází 79 000 kusů (1999). Průměrné zemědělství se jich nachází 79 000 kusů (1999). Průměrné stáří traktorového parku v ČR je 12,5 roku. stáří traktorového parku v ČR je 12,5 roku.

V současné době je spalovací motor výhradním zdrojem pohonu V současné době je spalovací motor výhradním zdrojem pohonu mobilních energetických prostředků. Současné traktory jsou mobilních energetických prostředků. Současné traktory jsou vybaveny vznětovými, řadovými přeplňovanými motory s vybaveny vznětovými, řadovými přeplňovanými motory s přímým vstřikem paliva.přímým vstřikem paliva.

Spalovací motorySpalovací motory

5

Spalovací motorySpalovací motory MotoryMotory Motor je hnací stroj dopravního prostředku, transformující Motor je hnací stroj dopravního prostředku, transformující nějaký druh energie na mechanickou práci, která se využívá na nějaký druh energie na mechanickou práci, která se využívá na pohon dopravního prostředku, případně na pohon jeho dalších pohon dopravního prostředku, případně na pohon jeho dalších zařízenízařízení

Rozdělení motorůPodle zdroje energie na: Tepelné motory parný stroj spalovací motory Ostatní elektromotory setrvačníkové motory hybridní motory a další

6

Spalovací motorySpalovací motory Spalovací motorSpalovací motor Spalovací motor je tepelný motor, který transformuje chemickou Spalovací motor je tepelný motor, který transformuje chemickou energii obsaženou v palivu na mechanickou práci. energii obsaženou v palivu na mechanickou práci. ElektromotorElektromotorElektromotor transformuje elektrickou energii na mechanickou Elektromotor transformuje elektrickou energii na mechanickou práci na principu elektromagnetické indukce.práci na principu elektromagnetické indukce. Setrvačníkový motor (Gyromotor)Setrvačníkový motor (Gyromotor)Setrvačníkový motor transformuje kinetickou energii, Setrvačníkový motor transformuje kinetickou energii, akumulovanou v setrvačníku na mechanickou práci.akumulovanou v setrvačníku na mechanickou práci. Hybridní pohonHybridní pohonHybridní pohon využívá několik principů transformace energie Hybridní pohon využívá několik principů transformace energie na mechanickou práci.na mechanickou práci.

7

Spalovací motorySpalovací motory Spalovací motor Spalovací motor

8

Spalovací motorySpalovací motory Rozdělení spalovacích motorůRozdělení spalovacích motorůPodle způsobu činnosti:Podle způsobu činnosti: motory dvoudobémotory dvoudobé motory čtyřdobémotory čtyřdobé

Dvoudobé motoryDvoudobé motoryPro dvoudobé motory je charakteristické, že pracovní oběh Pro dvoudobé motory je charakteristické, že pracovní oběh motoru (sání, komprese, expanze a výfuk) proběhne v průběhu motoru (sání, komprese, expanze a výfuk) proběhne v průběhu jedné otáčky klikového hřídele motoru. Pracovní cyklus přitom jedné otáčky klikového hřídele motoru. Pracovní cyklus přitom probíhá nad pístem nebo pod ním.probíhá nad pístem nebo pod ním.

9

Spalovací motorySpalovací motory Rozdělení spalovacích motorůRozdělení spalovacích motorůPodle způsobu činnosti:Podle způsobu činnosti: motory dvoudobémotory dvoudobé

10

Spalovací motorySpalovací motory Rozdělení spalovacích motorůRozdělení spalovacích motorůPodle způsobu činnosti:Podle způsobu činnosti: motory dvoudobémotory dvoudobé motory čtyřdobémotory čtyřdobé

Čtyřdobé motoryČtyřdobé motoryPracovní cyklus čtyřdobého motoru probíhá během dvou otáček Pracovní cyklus čtyřdobého motoru probíhá během dvou otáček klikového hřídele a je složen ze čtyř na sebe navazujících částí:klikového hřídele a je složen ze čtyř na sebe navazujících částí:• SáníSání• KompreseKomprese• ExpanzeExpanze• VýfukVýfuk

11

Spalovací motorySpalovací motory Rozdělení spalovacích motorůRozdělení spalovacích motorůPodle způsobu činnosti:Podle způsobu činnosti: motory čtyřdobé zážehovémotory čtyřdobé zážehové

12

Spalovací motorySpalovací motory Rozdělení spalovacích motorůRozdělení spalovacích motorůPodle způsobu činnosti:Podle způsobu činnosti: motory čtyřdobé vznětovémotory čtyřdobé vznětové

13

SpalovacíSpalovací motorymotoryPODLE ZPŮSOBU PLNĚNÍ VÁLCEPODLE ZPŮSOBU PLNĚNÍ VÁLCE

Motory s atmosférickýmMotory s atmosférickým plněnímplněnímSání motoru probíhá při malém podtlaku, pohybem pístu z horní úvrati Sání motoru probíhá při malém podtlaku, pohybem pístu z horní úvrati

do dolní. Takové motory se označují jako nepřeplňované.do dolní. Takové motory se označují jako nepřeplňované.

Motory s přetlakovým plněnímMotory s přetlakovým plněním Během sání motoru je přiváděn tlak větší než atmosférický, který se Během sání motoru je přiváděn tlak větší než atmosférický, který se

označuje jako přetlak. Normální atmosférický tlak má hodnotu 101 označuje jako přetlak. Normální atmosférický tlak má hodnotu 101 325 Pa. Přetlak se vytváří pomocí 325 Pa. Přetlak se vytváří pomocí turbodmychadlaturbodmychadla, umístěného na , umístěného na spalovacím motoru. Takové motory se označují jako přeplňované.spalovacím motoru. Takové motory se označují jako přeplňované.

14

Spalovací motorySpalovací motory Rozdělení spalovacích motorůRozdělení spalovacích motorůPodle způsobu činnosti:Podle způsobu činnosti: motory čtyřdobémotory čtyřdobé

15

Spalovací motorySpalovací motoryPODLE USPOŘÁDÁNÍ VÁLCŮPODLE USPOŘÁDÁNÍ VÁLCŮ

ŘADOVÉŘADOVÉVálce jsou uspořádány v jedné

řadě. Používají se dnes nejčastěji.

PLOCHÉNejčastěji se dvěma řadami válců,

umístěných proti sobě ve vodorovné rovině.

VIDLICOVÉVálce jsou uspořádány do tvaru

písmene

16

Spalovací motorySpalovací motory Základní pojmy a parametryZákladní pojmy a parametry

17

Spalovací motorySpalovací motory Základní pojmy a parametryZákladní pojmy a parametry Zdvihový objem válceZdvihový objem válceZdvihový objem válce je jmenovitý objem prostoru ve válci Zdvihový objem válce je jmenovitý objem prostoru ve válci motoru omezený horní a dolní úvratí: motoru omezený horní a dolní úvratí:

v

2

z iz4π.dV

z4π.dV

2

z

18

Spalovací motorySpalovací motory Základní pojmy a parametryZákladní pojmy a parametry Točivý moment a výkonTočivý moment a výkonTočivý moment motoru MTočivý moment motoru Mt t je moment vyvozený motorem na je moment vyvozený motorem na hnacím hřídeli. Točivý moment se měří v závislosti na otáčkách hnacím hřídeli. Točivý moment se měří v závislosti na otáčkách na motorových brzdách. Efektivní výkon motoru Pna motorových brzdách. Efektivní výkon motoru Pee se počítá se počítá jako součin točivého momentu a úhlové rychlosti klikového jako součin točivého momentu a úhlové rychlosti klikového hřídele.hřídele.

ωMP te

nπ2MP te

19

Spalovací motorySpalovací motoryPRACOVNÍ OBĚH PRACOVNÍ OBĚH ČTYŘDOBÉHO ZÁŽEHOVÉHO ČTYŘDOBÉHO ZÁŽEHOVÉHO MOTORU MOTORU

Indikátorový diagramIndikátorový diagramPracovní oběh spalovacího motoru Pracovní oběh spalovacího motoru

lze zobrazit pomocí indikátorového lze zobrazit pomocí indikátorového diagramu. Indikátorový diagram je diagramu. Indikátorový diagram je grafické zobrazení změn tlaku ve grafické zobrazení změn tlaku ve válci v závislosti na změně válci v závislosti na změně vnitřního objemu pracovního vnitřního objemu pracovního prostoru. Průběh tlaku je snímán prostoru. Průběh tlaku je snímán během činnosti spalovacího během činnosti spalovacího motorumotoru

20

Spalovací motorySpalovací motory Základní pojmy a parametry Pracovní oběh pístového spalovacího motoru

21

Spalovací motorySpalovací motory Základní pojmy a parametry Pracovní oběh pístového spalovacího motoru

střzi pVA

Ai – indikovaná práce jednoho válce

22

Spalovací motorySpalovací motory Základní pojmy a parametry Indikovaný výkon Pi , Jeden zdvih přísluší polovině otáčky

tAP i

i 2.t n

n2Vp2AP zistř

1i

ntA ii

23

Spalovací motorySpalovací motory Tepelná bilanceTepelná bilance

24

Spalovací motorySpalovací motory Základní pojmy a parametry Součinitel přebytku vzduchu Pro oxidační proces paliva musí být vhodným způsobem k palivu přivedeno okysličovadlo,

tj. kyslík z atmosférického vzduchu. K dokonalé oxidaci paliva, tj. k úplnému vyhoření všeho paliva a vzniku produktů dokonalého hoření (tj. CO2 a H2O) je zapotřebí přivést k 1 kg paliva nejméně tzv. teoretické množství vzduchu LVT.

MV hmotnost přivedeného vzduchu [kg] Mp hmotnost paliva [kg] LVT teoretické množství vzduchu pro dokonalé spálení [kg.kg-1] Lsk – skutečná dodaná hmotnost vzduchu [kg] na kg paliva Lmin – teoreticky potřebná hmota vzduchu [kg] na kg paliva

min. LL

LMM sk

VTp

V

25

Spalovací motorySpalovací motory Základní pojmy a parametry Pro dokonalé shoření 1 kg automobilového benzínu je třeba

14,5 kg vzduchu Pro dokonalé shoření 1 kg motorové nafty je třeba 14,7 kg

vzduchu

Zážehové motory – mez zápalnosti – 0,65 – 1,65 Vznětové motory – mez zápalnosti – 1,1 – 7

26

Spalovací motorySpalovací motory Základní pojmy a parametry Součinitele přebytku vzduchu λ Při λ = 1 jde o stechiometrické složení Při λ < 1 jde o směs bohatou (nedostatek vzduchu) Při λ > 1 znamená směs chudou (přebytkem vzduchu).

27

Spalovací motorySpalovací motoryPístové spalovací motory se skládají z těchto částí: pevné, nepohyblivé – blok válců, kliková skříň, hlava válců, spodní víko motoru, kryty a těsnění. pohyblivé části motoru – klikové ústrojí a rozvody motoru. příslušenství – pomocná zařízení, která umožní chod motoru (chladící soustava, mazání motoru, palivový systém, zapalování, příprava směsi atd.

28

123

5

7

8

46

91011

29

Spalovací motorySpalovací motory Základem pohyblivých částí motoru je

klikový mechanizmus. Klikový mechanizmus mění přímočarý

vratný pohyb pístu na otáčivý pohyb klikového hřídele.

Rotační pohyb je dále využíván přes převodová ústrojí k pohybu vozidla.

Klikový mechanizmus se skládá z pístu, pístních kroužků, pístního čepu, ojnice, klikového hřídele, závaží a setrvačníku.

30

31

1

2

3

4

5

32

33

34

Spalovací motorySpalovací motoryOjnice spojuje píst

s klikovým hřídelem a svým výkyvem mění přímočarý pohyb pístu na rotační pohyb klikového hřídele.

35

Spalovací motorySpalovací motory Klikový hřídel koná rotační pohyb který se přes převodová

ústrojí přenáší na hnací kola. Klikový hřídel je uložen v klikové skříni. Na jednom konci klikového hřídele je připevněn setrvačník a

na druhém pohon pro rozvodný mechanismus.

36Animace

37

Spalovací motorySpalovací motory Setrvačník akumuluje

energii, potřebnou pro překonání nepracovních zdvihů motoru.

Další důležitou úlohou je, že zlepšuje rovnoměrnost chodu spalovacího motoru.

V tělese setrvačníku je namontována spojka pro řazení převodových stupňů.

38

39

Spalovací motorySpalovací motory Nepohyblivé části slouží

obvykle k uložení a vedení pohyblivých částí spalovacího motoru.

Do této skupiny patří kliková skříň, blok motoru, hlava válců, víko motoru atd.

40

1

2

3

41

42

43

44

Spalovací motorySpalovací motory Hlava válců je

samostatnou součástí a uzavírá pracovní prostor válce.

Tvoří část spalovacího prostoru.

V hlavě válce jsou vytvořeny otvory pro ventily a jejich ovládání, kanály pro chlazení motoru a kanály pro sání a výfuk.

V hlavě válce jsou dále vrtání pro zapalovací svíčku a vstřikovač.

Hlava válce může být rozdělená tzn. pro každý válec samostatně nebo z jednoho kusu pro všechny válce.

45

46

Spalovací motorySpalovací motory Píst přenáší tlak plynů ve

spalovacím prostoru a sílu, která tak vzniká a přenáší ji přes pístní čep, ojnici na klikový hřídel.

Protože je píst velmi tepelně namáhaný, musí být ve válci s vůlí.

Z toho důvodu je opatřen pístními kroužky, které dotěsňují prostor mezi pístem a válcem.

47

Spalovací motory Tepelné zatížení pístu

48

49

50

51

Pístní kroužky Pístní kroužky utěsňují

spalovací prostor a odvádí teplo z pístu do stěny válce. Na pístu jsou umístěny těsnící a stírací kroužky.

Těsnící kroužky jsou umístěny v horní části pístu a jejich účelem je utěsnit spalovací prostor proti unikání spalin do klikové skříně. Těsnící kroužek je silně ohříván od tepla uvolněného spalováním a třením o stěnu válce.

Stírací kroužky ovládají přívod oleje na povrch pístu a k těsnícím kroužkům. Otírají přebytečný olej na stěnách válce.

52

53

54

55

Děkuji za pozornostDěkuji za pozornost