Motor

Motori s unutarnjim izgaranjem su motori kod kojih gorivo izgara u radnom prostoru koji služi i za pretvaranje kemijske energije goriva u toplinsku energiju, a potom iz toplinske energije u mehanički rad.

Podjela kod motora s unutarnjim izgaranjem se može napraviti na više načina.

Podjela po srednjoj stapnoj brzini ili hodnosti je na:

sporohodne

srednjehodne

brzohodne

Prema vrsti goriva:

benzinski (Otto-motor)

dizelski motor

Prema taknosti:

• Dvotaktni motori
• Četverotaktni motori

Po konstrukciji:

• Redni motori
• V-motori
• Bokser motori

Prema broju okretaja:

sporokretne

srednjekretne

brzokretne

Princip rada dvotaktnog motora je jednostavan. Dvotaktni motor ima dva takta, prvi takt sadrži usis i komprimiranje zraka, dok je drugi takt radni, odnosno sadrži ekspanziju i ispuh. Kretanjem klipa iz donje mrtve točke (u daljnjem tekstu DMT) započinje prvi takt. Na donjem dijelu košuljice cilindra nalaze se usisni kanali za usisavanje svježeg zraka kojeg potiskuje puhalo. Prolaskom klipa iznad usisnih kanala prestaje dotok svježeg zraka i počinje komprimiranje zraka. Klip se kreće ka gornjoj mrtvoj točki (u daljnjem tekstu GMT). Kada klip stigne u GMT započinje radni takt. Međutim, ubrizgavanje goriva započinje nekoliko stupnjeva prije GMT. Ubrizgavanjem goriva u prostor cilindra, ono se samozapaljuje zbog visoke temperature komprimiranog zraka i fino raspršenih čestica goriva. Gorivo se ubrizgava pod tlakom od oko 150 bara. Nakon ekspanzije klip kreće prema DMT i okreće koljenasto vratilo na koje je spojen preko križne glave i ojnice. Ispuh počinje kada klip svojim gibanjem prema DMT otvori ispušne kanale na košuljici cilindra, koji su smješteni iznad usisnih kanala tako da većina izgorene smjese izađe izvan prostora cilindra, tako da kad klip otvori usisne kanale svježi zrak pomogne ispiranju cilindra od izgorene smjese. Dolaskom klipa u DMT završava radni takt i započinje prvi.

Gornji opis je opis dvotaktnog diesel motora, a za benzinske motore postoji par razlika. U cilindar se ubacuje smjesa zraka i goriva, koja se tlači, a zatim, nekoliko stupnjeva prije GMT se pali iskrom iz svijećice.

Princip rada četverotaktnih motora je malo složeniji od rada dvotaktnog motora. Četverotaktni motor ima četiri takta. Prvi takt je usis gorive smjese ili zraka. Kretnjom klipa iz GMT prema DMT otvara se usisni ventil koji se zatvara nešto prije dolaska kilpa u DMT. Slijedi drugi takt ili komprimiranje smjese (zraka). Kretnjom klipa iz DMT prema GMT klip komprimira smjesu (zrak) koja se pali nekoliko stupnjeva prije GMT. Kod benzinskih motora svjećica pali smjesu zraka i benzina, a kod dizel motora gorivo se ubrizgava u cilindar u kojem je stlačeni zrak visoke temperature i ono se samozapaljuje. Treći takt je ekspanzija koja je radni takt. Klip se giba iz GMT prema DMT eksplozijom nastalom zapaljivanjem smjese. Nešto prije DMT otvara se ispušni ventil i klip svojim gibanjem prema GMT istiskuje izgorenu smjesu izvan cilindra. Nešto prije GMT otvara se usisni ventil koji dodatno pospješuje ispiranje cilindra. Dolaskom klipa u GMT zatvara se ispušni ventil i završava ispušni takt, te proces počinje ispočetka.

Redni motori su motori s unutarnjim izgaranjem u kojima su dva ili više cilindara (najčešće 4) postavljeni u jednom redu.

Proizvode se s 4,6,8,10 ili 12 cilindara (paran broj cilindara od 4 naviše). Postavljaju se pod kutom od max. 60 stupnjeva čime se štedi na veličini motora. U motocikle se ugraduju i V motori s dva cilindra.

Bokser-motor ili motor s protuhodnim klipovima je motor s unutarnjim izgaranjem kod kojeg su cilindri smješteni jedan nasuprot drugome u jednoj horizonalnoj ravnini (pod kutem od 180°). Obično imaju paran broj cilindara: 2,4 ili 6. Prvi i najpoznatiji proizvođač je Porsche, koji je prvi konstruirao i upotrebio u svojim automobilima pri kraju 2. svjetskog rata (1946. godine).

U brodskoj primjeni tj. za velike motore izrađivao se Doxford motor.

Osnovni dijelovi motora su: temeljna ploča, koljenasto vratilo, ojnica, križna glava, cilindar, cilindarska košuljica, stap (klip), turbopuhalo, ispirno kućište (s rashladnim prostorima), ispušni i usisni ventili, rasprskač (goriva), visokotlačna pumpa za ubrizgavanje goriva, brtvenica, bregasto vratilo, stalak, sidreni vijci (brodski motori).

Temeljna ploča je dio motora u kojem je smješteno koljenasto vratilo. U automobilima temeljna ploča je šuplja, te u njoj se ne nalazi motorno ulje za podmazivanje i hlađenje. Ulje se nalazi u uljnoj kadi (karteru), dok se kod brodskih motora ulje nalazi na dnu temeljne ploče.

Koljenasto vratilo ili radilica služi da pravocrtno gibanje klipa pretvori u rotirajuće gibanje, te da energiju koju je klip predao ojnici, a potom ojnica koljenastom vratilu, prenese na izlaznu osovinu. Ona tu energiju predaje dalje, na kotače kod vozila, odnosno na osovinu brodskog vijka, na osovinu vlaka, ...

Ojnica je spojni element između klipa i koljenastog vratila kod malih motora, odnosno između križne glave motora i koljenastog vratila kod velikih brodskih motora. Klipnjača (ojnica) prenosi okretni moment sa klipa na radilicu (koljenasto vratilo). Izrađuju se kovanjem ili lijevanjem.

Kod velikih brodskih motora ne koriste se ojnice direktno spojene na klipove zbog velikog hoda samog klipa, već križna glava. Križna glava omogućuje klipu što veći hod, kod brodskih motora on može biti (hod klipa) i po par metara.

Cilindar je prostor u bloku motora u kojem se odvija čitav proces dvotaktnih odnosno četverotaktnih motora. Cilindar je obložen cilindarskom košuljicom te provrtima za usis i ispuh.

Cilindarska košuljica je obradak od legure otporan na visoke temperature. Ona je dio bloka motora. Njezina je uloga prihvaćati toplinu nastalu izgaranjem te ju preko rashladne tekućine prenositi u okolinu.Postoje mokre i suhe košuljice.Mokre košuljice su u direktnom doticaju sa rashladnom tekućinom a suhe između imaju tanji dio metala.

Glavni članak: klip stroja

Stap (klip) je dio motora koji oslobođenu energiju ekspanzije prenosi na ojnicu i koljenasto vratilo kod manjih motora, dok kod brodskih motora stap energiju prenosi na stapajicu koja je križnom glavom spojena na ojnicu, a ona je spojena na koljenasto vratilo.!

Turbopuhalo služi prednabijanju zraka koji omogućuje izgaranje goriva u cilindru. Prednabijeni zrak ima veću temperaturu od običnog atmosferskog, tako da se u startu podiže temperatura izgaranja, što dovodi do veće iskoristivosti brodskog motora. (Plavo - usisni dio, crveno - ispušni dio) Turbopuhalo se sastoji od kompresorskog i ispušnog dijela koji su međusobno povezani istom osovinom.

Ventili se obično nalaze na gornjem dijelu bloka motora. Najčešća je izvedba od po dva ventila po cilindru, dakle jedan usisni i jedan ispušni. U novijih vozila benzinskog motora pojavljuje se izvedba od četiri ventila po cilindru: dva usisna i dva ispušna. Rijetko se pojavljuje i izvedba s tri ventila po cilindru. Kod takve izvedbe jedan je usisni ventil, a dva su ispušna. Ventili su pogonjeni bregastim vratilom koje je zupčastim remenom spojeno na koljenasto vratilo motora. Bregasto vratilo mora biti usklađeno s koljenastim vratilom zbog vremena otvaranja i zatvaranja ventila da klip ne udari o ventile dok se giba u cilindru.

Visokotlačna pumpa za ubrizgavanje goriva je uređaj za ubrizgavanje goriva u cilindre motora. Tlak ubrizgavanja je rastao tijekom razvoja motora te se danas popeo do 1500 bara.

Rasprskač goriva je uređaj koji služi da u određenom trenutku procesa kada se gorivo ubrizgava u obliku finih čestica rasprši to ubrizgano gorivo u cilindru radi zapaljenja čitave smjese goriva i zraka pri čemu dobivamo potpuno iskorišteno izgaranje.

Bregasto vratilo je vratilo koje svojim brijegovima pomaže otvaranju usisnih, odnosno ispušnih ventila. Ono je spojeno s koljenastim vratilom zbog točnog otvaranja i zatvaranja pojedinih ventila u pravim trenucima, i da se ne dogodi udaranje klipa u ventile. Može biti povezano na koljenasto vratilo na četiri načina: 1. zupčastim remenom i zupčastim remenicama, 2. lancem i lančanikom, 3. kosom osovinom, 4. zupčanicima.

Blok motora je dio motora u kojem se nalaze cilindri. U bloku motora (u cilindrima) odvija se proces izgaranja. Blok motora ispunjen je raznoraznim provrtima kao što su provrti za hlađenje, te cilindarski provrti. U cilindarske provrte dolaze košuljice cilindra. Blok motora kod automobila najćešće se izrađuje od lake legure zbog smanjenja cijelokupne mase automobila.

Motori s unutarnjim izgaranjem danas imaju vrlo široku primjenu. Glavni su pokretači automobila, broda, vlaka, zrakoplova, služe kao pogon za mnoge sisaljke, generatore struje, i još mnogo drugih stvari. Različitih su izvedbi i veličina, od vrlo malih za pogon maketa do vrlo velikih brodskih motora.

• Straight engine:[1]
• Reihenmotor:[2]
• Flat engine[3]
• Boxermotor:[4]
• Opposed piston engine:[5]