logo autoride automagazin auta vsetko o autach
arrow_upward

Vznetový motor: Jeho konštrukcia a princíp práce


Vznetový motor je piestový spaľovací motor, ktorý ako palivo najčastejšie spaľuje naftu a premieňa tepelnú energiu na mechanickú prácu. Tepelná energia sa v motore získava premenou paliva na teplo pomocou spaľovania. Pri spaľovaní paliva sa v motore zvyšuje teplota a tlak. Zvýšený tlak pracovnej látky pôsobí na piesty motora, ktoré premieňajú túto energiu na mechanickú prácu.

Vznetový motor zapaľuje zmes paliva a vzduchu pôsobením vysokej teploty vzduchu stlačeného v spaľovacom priestore. Vznetový motor sa často omylom označuje aj ako dieselový, no treba si uvedomiť že dieselový motor nemusí byť vždy vznetový. Dieselový (naftový) motor je len motor, ktorý spaľuje naftu.

Vznetový motor je najčastejšie skonštruovaný ako štvortaktný, no môže byť skonštruovaný aj ako dvojtaktný.
Keďže drvivá väčšina automobilov je vybavená štvortaktnými motormi, popíšeme si práve funkciu vznetového motora so štyrmi cyklami. Princíp činnosti štvortaktného vznetového motora je veľmi podobný princípu činnosti zážihového motora. Hlavný rozdiel je v tom, že pri vznetovom motore sa nasáva do valcov len čistý vzduch, do ktorého sa po stlačení a zahriatí vstrekuje palivo, najčastejšie nafta. Takáto zmes sa potom zapaľuje kompresným teplom a nie iskrou zo zapaľovacej sviečky ako je to pri zážihovom motore.

Štvortaktný vznetový motor:

1. Nasávanie

Počas nasávania sa piest motora pohybuje zo svojej hornej úvrate smerom dole do svojej dolnej úvrate, pričom zároveň sú otvorené sacie ventily. Priestor nad piestom sa teda zväčšuje, sacie ventily sú otvorené a tak je umožnené nasávanie vzduchu do spaľovacieho priestoru.

2. Kompresia

Fáza kompresie nastáva po uzatvorení sacích ventilov. Počas tejto fázy putuje piest zo svojej dolnej úvrate smerom hore k svojej hornej úvrati, čím stláča vzduch ktorý sa vďaka tomu zahrieva a pretože sa nemôže rozpínať, stúpa aj tlak. Tesne pred tým, ako dosiahne piest svoju hornú úvrať, vstrekne sa do stlačeného vzduchu palivo (nafta), ktoré sa rozpráši, odparí a vznieti, čím vzniká expanzia. Sacie a výfukové ventily sú počas tejto fázy zatvorené.

3. Expanzia

Pri expanzii sa piest pohybuje zo svojej hornej úvrate smerom dole k dolnej úvrati, pričom sacie a výfukové ventily sú uzatvorené. Zmes je zapálená, uvoľňuje sa tepelná energia, ktorá zvýši tlak vo valci. Tlak pôsobí na piest a tlačí ho smerom dole do dolnej úvrate. Takýmto spôsobom dochádza k premene tepelnej energie na mechanickú prácu.

4. Výfuk

Počas poslednej fázy sú výfukové ventily otvorené a piest sa pohybuje zo svojej dolnej úvrate smerom hore do hornej úvrate, čím vytláča výfukové plyny z valca von. Aby sa však zlepšilo vyprázdňovanie valca, zatvárajú sa výfukové ventily až po tom, ako dosiahne piest svoju hornú úvrať a sacie ventily sú už otvorené.

Tieto štyri takty (fázy) prebiehajú počas dvoch otáčok kľukového hriadeľa a neustále sa opakujú.

Vznetový motor sa dá rozdeliť podľa použitia paliva na:

Naftový motor – palivom je nafta
Plynový motor – palivom je plyn, najčastejšie CNG
Dvojpalivový motor – palivom je motorová nafta, ale aj plyn

K vznieteniu paliva dochádza po jeho vstreknutí do spaľovacieho priestoru. Podľa konštrukcie spaľovacieho priestoru a miesta vstreku paliva rozoznávame vznetové motory:

Motory s priamym vstrekovaním - vstreknutie paliva a celé horenie prebieha v jednom hlavnom spaľovacom priestore
Motory s nepriamym vstrekovaním - vstreknutie paliva a počiatočná fáza horenia prebieha v osobitnom priestore, v komôrke a až následne sa prenesie do hlavného spaľovacieho priestoru

Regulácia výkonu:

Výkon vznetového motora sa reguluje množstvom vstreknutého paliva do spaľovacieho priestoru pri približne rovnakom objeme vzduchu na jeden pracovný cyklus. Mení sa teda bohatosť, čiže kvalita zmesi. Regulácia výkonu je realizovaná premenlivým množstvom paliva, ktoré dodáva vstrekovacie zariadenie.

Vznetový motor, jeho výhody a nevýhody:

Vznetové motory sú konštrukčne zložitejšie ako zážihové motory, no ich výkon je nižší, hlavne z dôvodu spaľovania iného paliva. Pri použití rovnakej technológie a objemu motora je teda výkon zážihového motora vždy vyšší. Výhodou vznetových motorov je však nižšia spotreba a dlhšia životnosť.

Technológia však pokročila a dnes sú takmer všetky vznetové motory preplňované turbodúchadlom alebo kompresorom. Spolu s kombináciou priameho vstrekovania je zaručený ich vysoký výkon, nízka spotreba paliva a menšie množstvo vyprodukovaných emisií. Tieto motory sú však vhodné na dlhšie trasy a nie na krátke potulovanie sa mestom, pretože doba, ktorá je potrebná na zohriatie motora na prevádzkovú teplotu, je oveľa dlhšia ako doba, počas ktorej sa zážihový motor zohreje na správnu prevádzkovú teplotu.

Foto: Wikimedia, Wikimedia, Wikimedia, Wikimedia