Pístový spalovací motor

Pístové spalovací motory stály v předních řadách při technické revoluci tohoto světa. Díky nim je svět takový, jaký dnes známe. Dokázaly nám pomoci překonávat velké vzdálenosti, ale také vykonat mnoho práce.

Co je to pístový spalovací motor?

Pístový spalovací motor je druh motoru vybavený písty, který má za úkol převést tepelnou energii na pohybovou. Jeho pohyb vyvolává tzv. expanze a to ať již plynné či kapalné látky.

S vnějším spalováním

Motory s vnějším spalováním mají oddělenou spalovací komory, neboli v jejich soustavě je obsažen výměník tepla. Zde dochází k ohřevu média, které většinou tím, že přechází v jiné skupenství následně tvoří hybnou sílu, není to však podmínkou a hybnou sílu může tvořit i teplo, nebo sálání. Nevýhodou těchto motorů je především rozměr. Kvůli oddělení spalování a potřebě výměněníku mají velké rozměry. Nejsou však tak náchylné na kvalitu paliva a mohou dosahovat nižších emisních hodnot.

• Parní stroj
• Plynová turbína
• Stirlingův motor

S vnitřním spalováním

Nyní se ocitáme v současnosti a řekneme si něco o nejpoužívanějších spalovacích motorech. Tento motor spaluje za pomoci detonace palivo většinou smíšené se vzduchem ve spalovací komoře. Detonace, která vznikne, při zapálení paliva přeměňuje tepelnou energii na pohybovou.

Rozdělení pístových spalovacích motorů podle pohybu pístů a působiště média

Písty v motorech s pohybují rozdílně, kdy jejich účinnost i výkon jsou tímto pohybem ovlivněny.

Přímočarý pohyb vratný jednočinný

V tomto případě médium (směs vzduchu a paliva) exploduje jen na jedné straně pístu. Pohyb pístu vykonává práci jen při jednom pohybu.

Přímočarý pohyb vratný dvojčinný

Zde se pracovní médium přenáší na obě strany pístu a práce je vykonána v obou směrech.

S rotačním pístem

Motor s rotačním pístem není žádný jiný, než Wankelův motor.

Rozdělení motorů podle válců

Písty v hlavní roli

Jak již název napovídá písty jsou nedílnou součástí spalovacích pístových motorů. Písty jsou mechanická součást motoru, která přenáší pohyb na klikovou hřídel. Jsou navíc současně kompresním i dekompresním prvkem. Písty dokážou stlačovat kapalné i plynné médium.

První pístový spalovací motor

První pístový spalovací motor se patrně objevil roku 1804, kdy jej vynalezl vynálezce Francois Isaac de Rivaz. Od těchto dob přešel spalovací pístový motor velký kus cesty.

Pracovní cykly pístových spalovací motorů

Pracovní cyklus jde rozlišit na dvoudobý a čtyřdobý motor

Dvoudobý (dvoutaktní)

Dvoudobý motor je ten, jehož pracovní cyklus proběhne za jednu otáčku klikové hřídele. U dvoudobých, nebo chcete-li dvoutaktních motorů se musí užívat palivo s příměsí dvoutaktního oleje, neboť tyto motory nemají vlastní mazací okruh. Dále také používají ventilový rozvod a o nasátí paliva a vzduchu, či výfuk zplodin se stará samotný píst.

Čtyřdobý (čtyřtakt)

Tento motor pracuje se čtyřmi fázemi  uvedeme si tyto váze u zážehového motoru

1. Sání – Nasaje směs paliva a vzduchu
2. Stlačení – Píst stlačí tuto směs na maximální možnou kompresi
3. Exploze – V horní úvrati a při maximálním stlačením dojde k zážeho zapalovací svíčky a tím k výbuchu směsi a pohybu pístu dolů
4. Výfuk zplodin – Při dalším pohybu pístu vzhůru dojde k otevření výfukových ventilů a odchodu vyhořelého paliva.

Čtyřtaktní motor má navíc vlastní ventilový rozvod a olejový okruh pro mazání.

Vznětový vs zážehový motor

Zážehový motor

Zážehový motor směs paliva zažehne za pomoci zapalovací svíčky. Lze pro jeho chod použít tyto paliva:

• Benzín
• LPG
• CNG
• E85

Vznětový motor

U vznětových motorů dochází k samovolnému vznícení paliva při velkém tlaku. Jako palivo poslouží:

• Nafta
• Bionafta

Hybrid a plug in hybrid

Dnes již narazíme na hybridní pohon vozů i zde však stále nalezneme pístové spalovací motory, kdy jsou v kombinaci s elektromotory.