Zážihový motor: Ako funguje a aké sú jeho výhody?
Zážihový motor, je piestový spaľovací motor, ktorý spaľuje benzín alebo viacero druhov plynov (CNG, LPG, vodík) a premieňa tepelnú energiu na mechanickú prácu.
V tomto článku si posvietime na zážihový motor a jeho funkciu, ako aj na to, aké má výhody oproti vznetovému motoru.
Obsah
Ako funguje zážihový motor?
Tepelná energia sa v motore získava premenou paliva na teplo pomocou spaľovania. Motor pracuje zapálením zmesi elektrickou iskrou pomocou zapaľovacej sviečky. 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. Piesty predvádzajú priamočiary vratný pohyb vo valcoch, čím sprostredkujú prenos energie medzi spaľovacím priestorom a pohyblivým mechanizmom spojeným s piestami. Okrem toho však piesty zabezpečujú aj výmenu pracovnej látky vo valcoch.
Piesty motora: Čo všetko musia vydržať a aká je ich funkcia?
Zážihový motor môže fungovať podľa dvoch spôsobov, a to ako dvojtaktný alebo štvortaktný. Keďže drvivá väčšina moderných automobilov je vybavená štvortaktnými motormi, popíšeme si funkciu zážihového motora so štyrmi cyklami. Ako to funguje?
Štvortaktný zážihový motor:
1. Nasávanie
Pri pohybe piestu smerom nadol sa priestor nad piestom zväčšuje a zároveň sa otvoria aj sacie ventily. To spôsobí pokles tlaku nad piestom (tlak nad piestom je nižší ako atmosférický tlak). Tento rozdiel tlakov umožní motoru nasať do valcov skrz nasávacie potrubie potrebné množstvo vzduchu.
Ventil spaľovacieho motora: Na čo slúži a čím všetkým je namáhaný?
Okrem samotného vzduchu sa však do valcov dostáva aj palivo. Vzduch a palivo spolu tvoria zápalnú zmes. Zápalná zmes sa tvorí buď to v nasávacích kanáloch, sacom potrubí alebo priamo vo valci v závislosti od technológie vstrekovania paliva.
2. Kompresia
Po tom, ako piest dosiahne svoju dolnú úvrať a fáza nasávania sa skončí, začne sa pohybovať smerom hore. Piest svojim pohybom smerom hore stláča zmes, ktorá sa vďaka tomu zahrieva a pretože sa nemôže rozpínať, stúpa aj tlak.
Kompresný pomer: Vedel si, čo udáva a aký vplyv má na motor?
Vysoká teplota a tlak podporuje odparovanie paliva a jeho premiešanie so vzduchom, vďaka čomu je zmes výbušnejšia. Zmes však nesmie byť pri kompresii stlačená príliš, aby tak nedosiahla teplotu samovznietenia paliva (detonačné spaľovanie). Počas kompresie sú sacie a výfukové ventily zatvorené.
3. Expanzia
Počas tejto fázy začína proces spaľovania. Na zapaľovacej sviečke preskočí iskra ktorá zapáli stlačenú zmes. Po zapálení začne zmes expandovať, čím tlačí na piest a posúva ho smerom dole k jeho dolnej úvrati čím dochádza k premene tepelnej energie na mechanickú prácu.
4. Výfuk
Počas tejto fázy sa otvoria výfukové ventily ktoré umožnia dostať sa výfukovým plynom von z valca. Na konci expanzie je tlak vo valci vyšší ako atmosférický tlak, vďaka čomu sú výfukové plyny vytláčané z valca von.
Zvyšné výfukové plyny zas vytlačí piest pri pohybe k svojej hornej úvrati. 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.
Príprava zmesi:
Ako som už spomínal, zmes sa tvorí v nasávacích kanáloch, sacom potrubí alebo priamo vo valci v závislosti od technológie vstrekovania paliva. Na prípravu zmesi sa využíva buď to karburátor alebo vstrekovacie zariadenie, či už priame alebo nepriame.
Karburátor: Ako funguje zariadenie na prípravu zmesi?
Výkon zážihového motora sa reguluje množstvom zmesi a túto reguláciu má najčastejšie na starosti škrtiaca klapka umiestnená v nasávacom potrubí.
Škrtiaca klapka: Ako funguje a jej možné poruchy
V posledných rokoch je však škrtiaca klapka nahradzovaná rôznymi systémami variabilného časovania a zdvihu ventilov, ktoré preberajú jej funkciu.
Výhody zážihového motora:
Zážihový motor má v porovnaní so vznetovým motorom jednoduchšiu konštrukciu, čo znamená že aj jeho výroba je menej nákladná a tak sú automobily vybavené zážihovým motorom zvyčajne lacnejšie ako automobily vybavené vznetovým motorom.
Vznetový motor: Ako funguje a čo jeho výhody?
Okrem toho je zážihový motor v porovnaní so vznetovým (za použitia rovnakých technológii) podstatne výkonnejší. Tieto motory sú taktiež vhodnejšie na krátke trasy a zimné obdobie. Je to hlavne z dôvodu, že čas, ktorý potrebujú na dosiahnutie prevádzkovej teploty, je oveľa nižší ako pri vznetovom motore.