21) Nepohyblivé části motoru

21) Nepohyblivé části motorů Zážehové motory Pístové spalovací motory se skládají z dílů, jsou to : • Pevné, nepohyblivé díly – blok válců (motoru), kliková skříň, hlava válců, spodní víko motoru, kryty a těsnění; pevné díly tvoří základ pro uložení klikového a rozvodového mechanismu; • Pohyblivé díly – klikový a rozvodový mechanismus motoru; • Pomocná zařízení ( příslušenství motoru ) – chladící a mazací soustava, zapalování, příprava směsi a odvod spalin. Pevné – nepohyblivé díly motoru Blok válců ( motoru ). Pokud má motor více válců, montují se do jednoho celku – bloku válců. Ten se odlévá z jednoho kusu spolu s chladícím pláštěm – u vodou chlazených motorů. U motorů chlazených vzduchem mají válce chladící žebra. Aby se blok válců jako celek nemusel odlévat z velmi kvalitního materiálu, nebo když je blok hliníkový, montují se do něj vložené válce, které jsou z velmi kvalitní litiny. U vložených válců je jejich vnější povrch přímo ve styku s chladící kapalinou motoru. Výhodou je, že celý obvod vložených válců je přímo a rovnoměrně chlazen, jejich výměna je lehká. Někdy se používají vložky válců. Jsou to tenkostěnné litinové trubky zalisované přímo do bloku válců. Chlazení vložek válců je horší, protože teplo musí procházet nejprve litinovou stěnou vložky, a potom stěnou bloku válce do chladící kapaliny. Některé mohou mít válce v jednom celku s blokem. Motory chlazené vzduchem mohou mít samostatné válce vložené do klikové skříně. Kliková skříň je nosná část motoru. Je v ní uložen klikový hřídel, u ventilových rozvodů SV a OHV i vačkový hřídel. Dvojdílná kliková skříň se skládá z horní a dolní části. Dělící rovina probíhá v úrovni ložiska klikového hřídele. Vzduchem chlazené motory mají většinou samostatnou klikovou skříň, do níž jsou vloženy válce s chladícími žebry. Vrchní část klikové skříně se zpravidla odlévá společně s blokem válců a tvoří tak blok motoru. Blok motoru je odlit společně se sedly hlavních ložisek klikového hřídele, sedly pouzder ložisek vačkového hřídele a se sedly vodítek ventilových zdvihátek. Ve stěnách bloku motoru jsou otvory pro chladící kapalinu a olejové kanálky pro mazání různých částí motoru. Mimo to má odlitek bloku motoru přírubu pro palivové čerpadlo, vodní čerpadlo, čistič oleje, rozdělovač zapalování a další zařízení. Blok motoru musí být dostatečně pevný, aby se nedeformoval při působení sil za provozu motoru. Spodní víko motoru čtyřdobých motorů je vytvořeno jako nádrž oleje. Na nejnižším místě je vypouštěcí šroub. U dvoudobých motorů je vnitřní prostor klikové skříně rozdělen na jednotlivé komory, pro každý válec samostatně. Hlava válců je smontovaná část, která uzavírá pracovní prostory válců. V hlavě válců jsou spalovací prostory, otvory pro připevňovací šrouby a plnící a výfukové kanály. U zážehových motorů je zde otvor se závitem pro zapalovací svíčku, u vznětových motorů pro vstřikovač. Plnící a výfukové kanály vedou od sedel ventilů k přírubám pro připevnění příslušných potrubí. V dosedací ploše hlavy válců jsou otvory pro průtok chladící kapaliny. Sedla ventilů litinových hlav válců jsou vytvořena přímo v hlavě. Hlavy válců z lehkých slitin mají sedla ventilů vyrobena samostatně. Hlava víceválcových motorů je vyrobena jako jeden odlitek pro všechny válce. Některé naftové motory mají hlavu válců vyrobenou vždy jako dva válce. Motory chlazené vzduchem mají zpravidla pro každý válec samostatnou hlavu. Hlavy válců motorů chlazených vzduchem jsou vyrobeny z lehkých slitin a mají bohaté žebrování, kterým se dosahuje chladícího účinku. Víka a kryty uzavírají jednotlivé mechanismy motoru a chrání je před znečištěním, popř. utěsňují některé funkční prostory. Sací a výfukové potrubí Sací potrubí má zabezpečit rovnoměrný přívod čerstvé směsi ( nebo vzduchu ) do jednotlivých válců. V sacím potrubí je zařazen čistič vzduchu, který působí současně i jako tlumič sání a tlumí hluk tlakových pulzací nasávaného vzduchu. Výfukové potrubí odvádí zplodiny hoření a spolu s tlumičem výfuku snižuje jejich tlakové pulzace, a tím i hluk výfuku. Do výfukové části se v současné době zařazují katalyzátory, které mají minimalizovat škodlivé exhalace spalovacích motorů. Sací potrubí zážehových motorů Zabezpečení rovnoměrné dodávky čerstvé směsi do jednoválcového nebo dvouválcového motoru je poměrně snadné. U víceválcového motoru však vznikají potíže, protože potrubí je dlouhé a má mnoho ohybů. Rozprášené kapičky paliva neproudí současně se vzduchem, ale především v ohybech se usazují na stěnách sacího potrubí. Některé válce proto dostávají chudší směs, jiné naopak zase bohatší. Výkon motoru je potom nižší, než jaký by měl motor při rovnoměrném rozdělení směsi. U zážehových motorů se vstřikováním paliva jsou možnosti pro tvarování sacího potrubí a zabezpečení dobrého plnění válců lepší. Plnění je možno zlepšit také např. volbou dvou potrubí nestejné délky, z nichž každé je „naladěno“ na jiné otáčky. Podle otáčkového režimu motoru se pak mechanickou klapkou zapojuje příslušné potrubí. Existují také řešení s plynule měnitelnou délkou sacího potrubí. Délku lze měnit v širokém rozsahu, a tím se dosahuje pro libovolné otáčky motoru optimální délky potrubí. Sací systém je v tomto případě tvořen otočným bubnem v pevné skříni s osovým vstupem vzduchu do bubnu. Otáčením bubnu se mění délka od výstupu bubnu k sacímu ventilu. Zvýšení plnícího účinku lze také dosáhnout i vhodně voleným rezonančním objemem plnícího potrubí. Princip možného uspořádání rezonančního plnění je na obrázku. Jde o šestiválcový motor s pořadím zapalování 1-5-3-6-2-4. Dvě skupiny válců jsou s krátkými potrubími stejné délky spojeny s rezonančním objemem. Sací periody válců, které ústí do jednoho rezonančního objemu, se nesmějí vzájemně překrývat. Odtud jsou spojeny rezonančním potrubím se vzduchovou nádobou, která působí jako rezonátor. Zde probíhají tlakové pulsní vlny proudícího plynu. Zvýšení točivého momentu je dosaženou pouze při určitých otáčkách motoru. Sací potrubí zážehových motorů se vyrábí lisováním nebo svařováním z plechu, odlévá se z litiny, lehkých slitin a někdy i z plastu. Sací potrubí musí být dokonale těsné, aby se nepřisával další vzduch, který by měl vliv na složení směsi. Také tvar sacího potrubí má na dobré plnění válců směsí velký vliv. Aby nevznikaly ztráty směsi při studeném startu, používá se u některých motorů předehřívání sacího potrubí. Používá se buď ohřev chladící kapalinou, nebo speciální elektricky vyhřívanou destičkou, umístěnou v sacím potrubí ( tzv. ježek ). Pro lepší chod studeného motoru se zvláště u zážehových motorů s karburátorem používá nasávání vzduchu ohřátého motorem od výfukového potrubí. Toto zařízení je většinou ovládáno automaticky, po ohřátí motoru na provozní teplotu se vypíná a vzduch je dále nasáván z vnějšího prostředí. Na obrázku je příklad úprav sacího potrubí čtyřválcových a šestiválcových motorů. Pro zabezpečení dobrého plnění válců, mimo jiné úpravy, se použije více karburátorů, aby jeden karburátor plnil dva, nejvýše čtyři válce. Čističe vzduchu čistí nasávaný vzduch a odstraňují z něho zejména prach. Prach je pro motor velice nebezpečný, protože obsahuje drobné, značně tvrdé částečky, které působí velké opotřebení pístních kroužků a válců. U zážehových motorů s karburátorem zanáší nečistý vzduch malé otvory vzdušníků a vzduchových kanálků, a způsobuje tím poruchy karburátoru. Druhy čističů vzduchu : • Suché – odstředivé se suchou filtrační vložkou ( speciální papír ) • Mokré – s náplní oleje a mokrou filtrační vložkou • Kapalinové – s náplní oleje Pro představu si uvedeme některé hodnoty prašnosti ovzduší : • Zelené prostory 0,0001 g.m-3 • Dálnice 0,0001 g.m-3 • Asfaltové silnice 0,0003 g.m-3 • Městské komunikace 0,003 g.m-3 • Prašné silnice 0,1 g.m-3 • Suchá ornice • Suchá ornice 0,2 g.m-3 Čističe vzduchu plní i funkci tlumičů hluku sání. Výfukové potrubí je většinou z šedé litiny a společné pro všechny válce. Závodní automobily mají pro každý válec samostatné výfukové potrubí. Víceválcové řadové motory mají výfukové potrubí spojeno dilatačními spojkami, které vyrovnávají délkové změny při ohřívání a chladnutí motoru. Potrubí je potom rozděleno na dva i tři úseky, které jsou spojeny dilatačními spojkami. Zvlášť důležité je výfukové potrubí u dvoudobých motorů. Velikost průtokového odporu ve výfuku umožňuje u nich ovlivnit dokonalost vypláchnutí válců. Při příliš malém odporu uniká velké množství čerstvé směsi při vyplachování do výfuku a při příliš velkém odporu je zase vypláchnutí nedokonalé a ve válci zůstává velké množství spalin. Tlumiče výfuku tlumí hluk tím, že zmenšují energii výfukových plynů jejich expanzí, odrazem ( akustické tlumiče ), absorpcí neboli pohlcením apod. Většina tlumičů využívá několik způsobů současně. Tlumiče výfuku se vyrábějí svařováním z ocelového plechu.