Spaľovací motor je tepelný stroj, ktorý spálením paliva vytvára tepelnú energiu. Túto energiu následne premieňa na mechanickú prácu alebo reakčný účinok. Pod pojmom spaľovací motor sa zvyčajne rozumie piestový spaľovací motor, čo je však nesprávne, pretože spaľovací motor nemusí byť vždy len piestový.

V tomto článku si posvietime na spaľovací motor v širšom zmysle, pričom sa pozrieme na jeho výhody, nevýhody a samozrejme aj na jeho rozdelenie a princíp práce.

Obsah

• Ako funguje spaľovací motor?
• Spaľovací motor môže fungovať nasledovne
• Rozdelenie spaľovacích motorov
• Ďalšie rozdelenie spaľovacích motorov
• Výhody spaľovacích motorov
• Nevýhody spaľovacích motorov

Ako funguje spaľovací motor?

Spaľovací motor spaľuje palivo, ktoré vďaka chemickej reakcii premieňa na teplo. Toto teplo následne zahrieva pracovný plyn, ktorý zvyšuje svoj tlak alebo objem, čo umožní vykonať mechanickú prácu motora alebo reakčný účinok.

Súvisiaci článok

Piesty motora: Čo všetko musia vydržať a aká je ich funkcia?

Mechanická práca motora sa vykonáva pôsobením tlaku na pohyblivú časť motora (napríklad na piesty). Pri raketovom či prúdovom motore sa však mechanická práca motora na pohyb nevyužíva a namiesto nej sa využíva reaktívny účinok látky vystupujúcej z motora, ktorá zabezpečuje jeho pohyb v opačnom smere.

Spaľovací motor môže fungovať nasledovne:

• S palivami, ktoré sú pevné, kvapalné alebo plynné

• V prostredí, v ktorom pracuje je najčastejšie vzdušný kyslík alebo látka uvoľnujúca kyslík v priebehu horenia

• Spaľovanie môže prebiehať vnútri (vnútorné spaľovanie) alebo aj mimo motora (vonkajšie spaľovanie)

• Pohyblivá časť motora, na ktorú tlačí pracovný plyn sa môže pohybovať rôznym smerom

• Pracovný plyn môže byť samostatný, no môže obsahovať aj spaliny

• Pracovný plyn sa priebežne vymieňa, no môže byť aj neustále uzavretý v motore

Keďže existuje niekoľko typov spaľovacích motorov v odlišných konštrukčných prevedeniach, ktoré pracujú podľa odlišných kritérií, je potrebné ich rozdeliť do niekoľkých bodov, ktoré sú od seba nezávislé.

Toto rozdelenie je však len stručné, pretože každý typ spaľovacieho motora sa rozdeľuje ešte do ďalších podskupín.

Rozdelenie spaľovacích motorov

Podľa miesta, kde k spaľovaniu dochádza:

• Motory s vnútorným spaľovaním (napríklad zážihový, vznetový, Wankelov motor a spaľovacia turbína)

• Motory s vonkajším spaľovaním, pri ktorých je však potrebné rozlíšiť, či sa energia do pracovného priestoru dostáva prívodom pracovných plynov (napríklad plynová turbína) alebo prestupom tepla prostredníctvom ohrievača pracovnej látky (napríklad Stirlingov motor)

Podľa pracovného cyklu:

• Motory s kontinuálnym pracovným cyklom (napríklad spaľovacia turbína)

• Motory s prerušovaným pracovným cyklom (dvojtaktný a štvortaktný motor)

Podľa pracovného princípu:

• Piestové spaľovacie motory, presnejšie motory s priamočiarym vratným pohybom piesta (väčšina piestových spaľovacích motorov) a motory s krúživým pohybom piesta (Wankelov motor)

• Lopatkové motory (turbíny)

• Reaktívne motory (raketový motor, alebo tiež prúdový motor)

Podľa spôsobu vyvolania spaľovania:

• Zážihové motory (spaľovanie sa vyvolá pomocou iskry zo zapaľovacej sviečky)

• Vznetové motory (spaľovanie sa vyvolá vysokou teplotou a stlačením pracovnej zmesi)

• Žiarové motory (obsahuje žiarovú komôrku umiestnenú tak, aby mohla byť ohrievaná vonkajším zdrojom tepla)

• Motory s kombinovaným zapaľovaním

Ďalšie rozdelenie spaľovacích motorov

Podľa druhu spaľovaného paliva na:

• Plynové (spaľujúce plynné palivá, napríklad CNG a teda zemný plyn)- kvapalné (spaľujúce benzín, naftu či iné látky)

• Pevné (práškové uhlie)

• Rôznopalivové (môžu prejsť na spaľovanie niekoľkých typov paliva)

• Dvojpalivové (spaľujú viac druhov paliva súčasne)

Ako palivo pre spaľovací motor sa najčastejšie používa:

• benzín

• nafta

• stlačený zemný plyn (CNG)

• skvapalnený ropný plyn (LPG)

• alkoholy (metanol, etanol)

• kvapalný vodík

• kerozín

• a ďalšie

Okrem paliva je však nevyhnutnou zložkou zmesi pre väčšinu spaľovacích motorov vzduch, pretože obsahuje kyslík nevyhnutný k spaľovaniu.

Podľa miesta prípravy zmesi:

• Tvorba zmesi prebieha mimo pracovného priestoru (karburátor, SPI, MPI)

• Tvorba zmesi prebieha v pracovnom priestore (priame vstrekovanie paliva, napríklad Common-rail)

Podľa spôsobu prípravy zmesi:

• Motory s karburátorovým spôsobom prípravy zmesi

• Motory so vstrekovaním paliva

Podľa spôsobu dopravy vzduchu:

• Motory s atmosférickým plnením valcov (nasávanie zabezpečuje podtlak vyvolaný pohybom piesta vo valci)

• Preplňované motory (valec je napĺňaný pod väčším tlakom ako má okolitá atmosféra)

Každý typ spaľovacieho motora však má svoje výhody a nevýhody, poďme sa na ne pozrieť.

Výhody spaľovacích motorov

• Piestové spaľovacie motory dosahujú vysokú účinnosť premeny energie (rýchle uvedenie do prevádzky)

• Je možné skonštruovať ich pre spaľovanie rôzných palív, ale aj v rôznych veľkostiach a pre rôzne účely

• Motory s kvapalnými palivami umožňujú dosahovať veľmi nízku spotrebu paliva

Nevýhody spaľovacích motorov

• Nepriaznivý vplyv na životné prostredie a zdravie ľudí a iných organizmov

• Pre svoj štart vyžadujú cudzí zdroj energie (s výnimkou raketových motorov)

• Piestové spaľovacie motory majú nevýhodný priebeh výkonových charakteristík

• Obmedzená životnosť