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