Vznětový motor

Stacionární diesel MAN z roku 1906, výkon 12 HP

Vznětový motor, běžně také nazývaný dieselový motor, naftový motor, Dieselův motor či zkráceně jen diesel, je nejvýznamnějším dnes používaným druhem spalovacího motoru. Jedná se o motor, kde se chemická energie vázaná v palivu mění na mechanickou energii ve formě otáčivého pohybu hnacího hřídele stroje.

Byl vynalezen Rudolfem Dieselem a zdokonalen Charlesem Ketteringem.

Vznětový motor pracuje obvykle jako čtyřdobý spalovací motor nebo jako dvoudobý spalovací motor (například lodní motory). Na rozdíl od zážehových motorů je do něj palivo dopravováno odděleně od vzduchu. Palivo je do spalovacího prostoru motoru dopravováno speciálním vysokotlakým čerpadlem a vysokotlakým potrubím.

[editovat] Funkce

Do spalovacího prostoru se nejprve nasává vzduch (sání) při tlaku 0,08 - 0,085 MPa. Po uzavření sacího ventilu se nasátý vzduch stlačuje (komprimuje), píst se pohybuje směrem k horní úvrati, jeho teplota roste na 550 - 800 °C a tlak stoupá na cca 3 až 4 MPa (při kompresním poměru okolo 1÷14 až 20). Před horní úvratí je tryskou do válce vstříknuta čerpadlem pod tlakem (10 - 20 MPa, při použití Common rail nebo PD (Pumpe Duse) 100 - 200 MPa) přesně odměřená dávka paliva (obvykle nafta, či stlačený zemní plyn), která je jemně rozprášena. Palivo začne hořet samovznícením ve vzduchu ohřátém kompresí. Tlak ve spalovací prostoru stoupne na 5 - 8 MPa, teplota dosáhne 1800 - 2000 °C. Ve fázi expanze je pak vzniklý tlak převeden na mechanickou práci, (adiabatický děj). V poslední fázi (výfuk) se otevírá výfukový ventil a spaliny jsou vytlačeny do výfuku, (izobarický děj).

[editovat] Zvyšování výkonu

[editovat] Přeplňování

Vznětové motory jsou často vybavovány kompresorem, nejčastěji — takřka výhradně turbodmychadlem. Takto vybavené motory se označujjí jako přeplňované. Přeplňování umožňuje lépe využít spalovací prostor. Více vzduchu umožní spálit více paliva a při stejném objemu zvýšit výkon motoru o 30 a více procent. Záleží na velikosti plnicího tlaku — výkon ve srovnání s motorem nepřeplňovaným může být i více než dvojnásobný. Tepelná účinnost motoru se obvykle také zvyšuje. U motorů přeplňovaných turbodmychadlem se využívá energie plynů, které by jinak již jen bez užitku volně unikly výfukem).

Turbodmychadlo je poháněno odtokem spalin z motoru, proto funguje uspokojivě jen ve vyšších otáčkách, kdy je rychlost spalin dostatečně vysoká. Mechanický kompresor, poháněný přímo motorem, má podobný efekt, ale funguje i v nízkých otáčkách, protože je poháněno mechanicky - převodem od klikového hřídele. Je to ale na úkor výkonu.

[editovat] Systém vstřiku paliva

Pro zvýšení výkonu motoru, lepší průběh kroutícího výkonu a nižší emise se používají elektronicky řízené systémy vstřiku paliva: Čerpadlo - tryska či Common rail. Je u nich dosahováno přesnější dávky paliva, je možné vstříknout více menších dávek během jedné doby než u klasického vstřikování paliva. Při použití běžných „Solenoidních“ trysek dojde k pěti vstřikům paliva.

• 1. - Pre Injection - slouží k předehřátí prostoru válce
• 2. - 4. - Main Injection - hlavní vstřik paliva do válce
• 5. - Post Injection - slouží k vyčištění filtru pevných částic (probíhá jednou za dlouhou dobu ne v každém cyklu, řízen podle potřeby řídící jednotkou motoru)

[editovat] Použití

Vznětové motory pohánějí dopravní stroje (plavidla, lokomotivy, automobily). V posledních letech roste jejich význam u osobních automobilů. Svého času sloužily i v letecké dopravě. Stacionární vznětové motory se využívají pro pohon strojů, které nemají pevný přívod elektrického proudu, případně jako pohon elektrických generátorů (diesel agregáty). Velký význam mají u speciálních stavebních a zemědělských strojů a u vojenských mobilních mechanismů.

Velké (lodní či lokomotivní) motory bývají konstruovány jako víceválcové s uspořádáním do „V“, a bývají pomaluběžné. Platí zde přibližně úměra: čím větší vznětový motor, tím nižší jmenovité otáčky. Otáčky se u velkých motorů pohybují řádově ve stovkách otáček za minutu.

[editovat] Dvoudobý vznětový motor

Ten se kdysi používal jako lodní pohon v ponorkách. V Československu byl užíván u těžkých nákladních lokomotiv 781, dovezených ze SSSR, které ČSD hojně používaly ještě v 80. letech 20. století. Vlastní motor měl speciální systém bočních ventilů, výfuk, sání a komprese zde probíhaly naráz v jednom taktu za použití souproudého výplachu válců stlačeným vzduchem z turbodmychadla. Motory byly mimořádně hlučné, vyznačovaly se velkou kouřivostí a značnými vibracemi celého zařízení (kromě vlastní lokomotivy se značně otřásalo vše co se nacházelo v blízkém okolí tohoto těžkého stroje, hluk z trati bývalo slyšet na kilometry daleko). Dvoudobým vznětovým motorem byly také vybavovány některé druhy nákladních automobilů.

Dnes se používá u velkých lodí, jako je např. Emma Mærsk.

[editovat] Viz též

Wikimedia Commons nabízí obrázky, zvuky či videa k tématu

Vznětový motor

• Vznětový motor s homogenním naplněním spalovacího prostoru

Tento technologický článek je příliš stručný nebo neobsahuje důležité informace. Pomozte Wikipedii tím, že jej vhodně rozšíříte.