Zážehový motor: Jak funguje a jaké jsou jeho výhody?
Zážehový motor, je pístový spalovací motor, který spaluje benzín nebo více druhů plynů (CNG, LPG, vodík) a přeměňuje tepelnou energii na mechanickou práci.
V tomto článku si posvítíme na zážehový motor a jeho funkci, jakož i na to, jaké má výhody oproti vznětovému motoru.
Obsah
Jak funguje zážehový motor?
Tepelná energie se v motoru získává přeměnou paliva na teplo pomocí spalování. Motor pracuje zapálením směsi elektrickou jiskrou pomocí zapalovací svíčky. Při spalování paliva se v motoru zvyšuje teplota a tlak.
Zvýšený tlak pracovní látky působí na písty motoru, které přeměňují tuto energii na mechanickou práci. Písty předvádějí přímočarý vratný pohyb ve válcích, čímž zprostředkují přenos energie mezi spalovacím prostorem a pohyblivým mechanismem spojeným s písty. Kromě toho však písty zajišťují i výměnu pracovní látky ve válcích.
Písty motoru: Co všechno musí vydržet a jaká je jejich funkce?
Zážehový motor může fungovat podle dvou způsobů, a to jak dvoutaktní nebo čtyřtaktní. Jelikož drtivá většina moderních automobilů je vybavena čtyřtaktními motory, popíšeme si funkci zážehového motoru se čtyřmi cykly. Jak to funguje?
Čtyřtaktní zážehový motor:
1. Nasávání
Při pohybu pístu směrem dolů se prostor nad pístem zvětšuje a zároveň se otevřou i sací ventily. To způsobí pokles tlaku nad pístem (tlak nad pístem je nižší než atmosférický tlak). Tento rozdíl tlaků umožní motoru nasát do válců skrz sací potrubí potřebné množství vzduchu.
Ventil spalovacího motoru: K čemu slouží a čím vším je namáhán?
Kromě samotného vzduchu se však do válců dostává také palivo. Vzduch a palivo dohromady tvoří zápalnou směs. Zápalná směs se tvoří buď to v nasávacích kanálech, sacím potrubí nebo přímo ve válci v závislosti na technologii vstřikování paliva.
2. Komprese
Poté, co píst dosáhne své dolní souvrať a fáze sání skončí, začne se pohybovat směrem nahoru. Píst svým pohybem směrem nahoru stlačuje směs, která se díky tomu zahřívá a protože se nemůže rozpínat, stoupá i tlak.
Kompresní poměr: Věděl jsi, co udává a jaký vliv má na motor?
Vysoká teplota a tlak podporuje odpařování paliva a jeho promíchání se vzduchem, díky čemuž je směs výbušnější. Směs však nesmí být při kompresi stlačena příliš, aby tak nedosáhla teploty samovznícení paliva, tzv. detonační spalování. Během komprese jsou sací a výfukové ventily zavřené.
3. Expanze
Během této fáze začíná proces spalování. Na zapalovací svíčce přeskočí jiskra která zapálí stlačenou směs. Po zapálení začne směs expandovat, čímž tlačí na píst a posouvá jej směrem dolů k jeho dolní úvrati čímž dochází k přeměně tepelné energie na mechanickou práci.
4. Výfuk
Během této fáze se otevřou výfukové ventily, které umožní dostat se výfukovým plynem ven z válce. Na konci expanze je tlak ve válci vyšší než atmosférický tlak, díky čemuž jsou výfukové plyny vytlačovány z válce ven.
Zbylé výfukové plyny zase vytlačí píst při pohybu ke své horní úvrati. Aby se však zlepšilo vyprazdňování válce, zavírají se výfukové ventily až poté, co dosáhne pístu své horní úvrať a sací ventily jsou již otevřeny.
Příprava směsi:
Jak jsem již zmiňoval, směs se tvoří v nasávacích kanálech, sacím potrubí nebo přímo ve válci v závislosti na technologii vstřikování paliva. K přípravě směsi se využívá buď to karburátor nebo vstřikovací zařízení, ať už přímé nebo nepřímé.
Karburátor: Jak funguje zařízení pro přípravu směsi?
Výkon zážehového motoru se reguluje množstvím směsi a tuto regulaci má nejčastěji na starosti škrtící klapka umístěná v sacím potrubí.
Škrticí klapka: Jak funguje a její možné poruchy
V posledních letech je však škrtící klapka nahrazována různými systémy variabilního časování a zdvihu ventilů, které přebírají její funkci.
Výhody zážehového motoru:
Zážehový motor má ve srovnání se vznětovým motorem jednodušší konstrukci, což znamená že i jeho výroba je méně nákladná a tak jsou automobily vybaveny zážehovým motorem obvykle levnější než automobily vybavené vznětovým motorem.
Vznětový motor: Jak funguje a co jeho výhody?
Kromě toho je zážehový motor v porovnání se vznětovým (za použití stejných technologií) podstatně výkonnější. Tyto motory jsou také vhodnější pro krátké trasy a zimní období. Je to hlavně z důvodu, že čas, který potřebují k dosažení provozní teploty, je mnohem nižší než u vznětového motoru.