Kako radi motor

Kako radi motor?



Osnove

Svrha motora je da pretvara gorivo u kretanje i time obezbedi pokretanje automobila. Trenutno, najlakši način da se napravi kretanje od goriva je sagorevanje goriva unutar motora. Daklem, automobilski motor je motor sa unutrašnjim sagorevanjem - sagorevanje se odigrava u njegovoj unutrašnjosti. Treba zapaziti par stvari

- Postoje različite vrste motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Dizel motori su jedna, mlazni motori druga, benzinski treća, a rotacioni (Vankel) opet neka četvrta grupa. Svaka od tih grupa naravno ima svoje prednosti i mane.

- Postoje i motori sa spoljašnjim sagorevanjem. Parna mašina je tipičan primer motora sa spoljašnjim sagorevanjem. Međutim zbog određenih razloga (velike dimenzije, mala efikasnost) ti motori su jako nepraktični za automobile.

Danas veliki procenat automobila koristi motor sa unutrašnjim sagorevanjem iz sledećih razloga:

1. Relativna efikasnost (u poređenju sa motorima sa spoljašnjim sagorevanjem)
2. Relativna jeftinost (u poređenju sa gasnim turbinskim motorima - koriste ih avioni)
3. Relativno lako dosipanje goriva (u odnosu na električne motore)

Ovo su prednosti tehnologije koja za sada omogućava najjeftiniju proizvodnju automobila.


Sagorevanje

Kada se kaže automobilski motor, uglavnom se misli na četvrototaktni ciklus sagorevanja koji obezbeđuje da se sagorevanje goriva pretvori u kretnju. Četvorotaktni ciklus je smislio Nikolaus Otto 1867. godine, pa je po njemu nazvan Otto ciklus. Ono što razlikuje benzinse i dizel motore je da smesu goriva i vazduha u cilindru koje je kompresovao klip kod benzinskog motora pali svećica iskrom, dok se kod dizela smeša sama pali usled visokog stepena kompresije koja usijava vazduh do tačke kada on sam eksplodira. Pojedinačno, radne faze četvorotaktnog obavljaju sledeće procese:
1. usisavanje
2. kompresovanje
3. ekspanizija
4. izduvavanje

Rekli smo da je za sagorevanje potrebno pomešati vazduh i gorivo. Za potpuno sagorevanje najpovoljniji odnos goriva i vazduha je stalan i iznosi (14,7 : 1 u korist vazduha kod benzinskih motora). Za povećanje dobijene energije (tako i snage motora) naprosto potrebno je sagoreti više smese. Zato motori veće zapremine po pravilu razvijaju veću snagu jer im u cilindar stane više smese. Klip (koji sabija smesu odn. vazduh) u radu se kreće između dva položaja - donje i gornje mrtve tačke pri čemu prelazi put koji nazivamo hod klipa. Uzmemo li u obzir njegov prečnik (klipovi su u pravilu okruglog preseka), zapreminu cilindra može se predstaviti kao prostor koji se nalazi između ta dva krajnja položaja klipa. Pri tome zapreminu nekog motora možemo predstaviti kao proizvod zapremine jednog cilindra i broja cilindara. Odnos najveće zapremine cilindra (kada je klip u donjoj mrtvoj tački) i prostora u koji je smesa sabijena dolaskom klipa u gornju mrtvu tačku nazivamo stepenom kompresije.

Od stepena kompresije znatno zavisi energija koju dobijamo sagorevanjem smese, a njegovim povećanjem (do izvesne granice) raste i snaga motora. Posledica sagorevanja smese je povećanje zapremine gasova unutar cilindra. Ova ekspanzija pokreće klip prema dole, a on posredstvom klipnjače okreće kolenasto vratilo (radilicu). Ovo pravolinisko kretanje klipa pretvara se u kružno koje se potom predaje prenosnom mehanizmu, a na kraju točkovima. Da bi motor mogao pravilno "disati", tj. usisavati smesu u cilindar i izbacivati iz njega produkte sagorevanja, brinu se ventili. Postoje dve vrste ventila: usisni i izduvni, a ritam njihovog otvaranja i zatvaranja diktira broj obrtaja motora koji se menja obzirom na to koliko je pritisnuta papučica gasa. Moderni motori radi bolje razmene gasova imaju više ventila po cilindru. Tako dva usisna i dva izduvna ventila jednom (četverocilindričnom) 16-ventilskom motoru omogućavaju znatno bolje "disanje", a time i ostvarivanje veće snage u poredjenju s klasičnom (dvoventilskom) verzijom.







1. takt: Usis (usisni ventil je otvoren, izduvni zatvoren)
2. takt: Kompresija (oba ventila su zatvorena, klip sabija smesu)
3. takt: Ekspanzija (iskra svečice pali smesu, a gasovi se šire potiskujući klip)
4. takt: Izduv (izduvni ventil je otvoren, usisni zatvoren)


Zapremina

Prostor u kome se komprimovanje i eksplozija smese dešavaju se pod kretnjom klipa menja, tj. menja svoju zapreminu. Ta zapremina, dakle, ima svoju minimalnu i maksimalnu vrednost. Razlika između njih se naziva zapreminom motora i meri se u litrama, kubnim centimetrima (ccm) ili u područjima gde još uvek ne važi metrički sistem u kubnim inčima (cin). Jedan litar ima 1000 ccm, dok jedan kubni inč ima oko 16,4 kubnih centimetara.

Na primer:
Motorna testera ima motor zapremine 40 ccm.
Motorcikl može imati motor od 50 pa do 1300ccm.
Sportski automobil može imati motor od 5l (ili 5000 ccm).
Većina običnih putničkih automobila danas ima između 1000 i 3000 ccm.


Cilindri imaju iste zapremine pa četvorocilindrični motor od 2.0l ima zapreminu jednog cilindra od 500ccm. U principu zapremina može ugruba da prikaže koliko motor može snage da razvije. Raspored cilindara u motoru može biti redni, u V (pod nekim uglom) ili položeni ili tzv. boxer motori.