KURZUS: Járművek

MODUL: Járműszerkezetek

5. lecke: Motorok

| Cél: A tananyag célja, hogy a hallgató ismerje meg a közúti közlekedésben részt vevő járművek hajtására alkalmazott motorok jellemző kialakításait. Legyen tisztában az alkalmazott motorok hőtani folyamataival. Ismerje meg a járművekben alkalmazott tüzelőanyag-ellátó rendszerek különböző konstrukciós változatait.
Követelmények: Ön akkor sajátította el megfelelően a tananyagot, ha képes
felsorolni a napjainkban alkalmazott motorok alapvető sajátosságait megadni a jellemző motorelrendezéseket szabad kézi rajzon ábrázolni a tipikus motorelrendezéseket felsorolni és megfogalmazni a 4-ütemű motor jellemző üzemállapotait lerajzolni az Otto körfolyamatot az egyes szakaszok és folyamatok feltüntetésével a valóságnak megfelelő sorrendben felsorolni a 4 ütemű motor ütemeit és megfogalmazni a tulajdonságaikat összehasonlítani a 2 és 4 ütemű motorokat a tulajdonságaik alapján lerajzolni az Diesel körfolyamatot az egyes szakaszok és folyamatok feltüntetésével lerajzolni az Seilinger körfolyamatot az egyes szakaszok és folyamatok feltüntetésével felsorolni a motorház szerkezeti egységeit
Időszükséglet: A tananyag feldolgozásához 120 perc szükséges, a tevékenységek és az önellenőrző kérdések megválaszolására további 120 percet javaslunk fordítani.
Kulcsfogalmak
henger soros motor kiforgatott motor V-motor Boxer motor Otto motor Diesel motor
1. Járműmotorokkal szemben támasztott követelmények
jegyzetelje ki a füzetbe és tanulja meg napjaink motorjainak alapvető követelményeit.
Napjaink motorjainál alapvető követelmény:
a motor tömegére, vagy lökettérfogatára vonatkoztatott magas fajlagos teljesítmény kis fogyasztás a jármű igényeihez a különböző üzemállapotokban optimálisan illeszkedő paraméterek az előírásoknak megfelelő károsanyag kibocsátás kis karbantartást igénylő üzemelés mellett hosszú élettartam
2. Hengerszám, hengerelrendezés
Készítsen szabadkézi rajzot a jellemző motorelrendezésekről, jegyzetelje ki és tanulja meg a tulajdonságaikat.
A járművek hajtására használt motorok nagy többségben több hengerből állnak. Megkülönböztetünk soros-, V- elrendezésű, és kiforgatott motorokat. A soros motorok esetében a hengerek egymás mellett vannak, egy síkban helyezkednek el, míg a V elrendezésű- és kiforgatott motoroknál a hengerek páronként egymáshoz képest 60-90 fokkal kiforgatva helyezkednek el. A V-motorok egy továbbfejlesztett változata a W- elrendezés. Ez a motor ötvözi a soros-, illetve a V-motor előnyeit. A kiforgatott motorok speciális esete a Boxer-motor, amely 180°-os kiforgatási szögnek felel meg.
Hengerelrendezések
1. ábra
A gyakorlatban (1)-2-3-4-5-6-8 hengeres motorokat alkalmaznak, ahol a 2-4 hengeres változatok elsősorban személygépkocsiknál, az 5-8 hengeres motorokat pedig a haszonjárműveknél alkalmazzák.
3. A belsőégésű motorok munkafolyamat szerinti fajtái
Jegyzetelje ki a füzetbe és tanulja meg a 4-ütemű motor jellemzőit.
Otto-motor
Az Otto-motor tüzelőanyaga a benzin, a dugattyú által a hengerbe beszívott benzin-levegő keverék meggyújtását külső szikragyújtással indítják el. A keverék minőségét, tehát a keverékben a benzin-levegő arányát a motor teljes üzemi tartományában, közel állandó értéken kell tartani. Az égésfolyamat következtében felszabaduló hőmennyiség okozta nyomásnövekedés már a terjeszkedés-ütemben kifejti hatását a lefelé mozduló dugattyúra.
Rajzolja le a füzetbe az Otto körfolyamat ábráját, jegyzetelje le az egyes szakaszokhoz tartozó folyamatokat.
Idealizált Otto-körfolyamat
2. ábra
1-2 a szívást követő adiabatikus sűrítés a motor hengerében 2-3 isochor, tehát állandó (változatlan) térfogaton lejátszódó égésfolyamat (hőbevezetés) a felső holtpont környezetében 3-4 adiabatikus terjeszkedés (munkavégzés) 4-1 isochor, tehát állandó térfogaton lejátszódó kipufogás
Annak érdekében, hogy az égésfolyamat alatt bekövetkező nyomás- és hőmérsékletnövekedés hatására a még el nem égett keverék ne "lobbanjon be", ne okozzon kopogásos égést, az Otto-motorok kompresszióviszony-értékét e = 7...11 közé kell korlátozni.
Négyütemű Otto-motor
Az Otto-motor működése 2 vagy 4 ütemben zajlik le. Napjainkban legelterjedtebb a 4-ütemű működés. A motor működése közben a dugattyú alternáló mozgást végez a hengerben, a hajtórúd és a főtengely ezt a mozgást alakítja át forgómozgássá. A keverékképző rendszerben a levegő és tüzelőanyag megfelelő arányban keveredik. Ennek a keveréknek a beömlése a szívószelepen történik, az elégetett gáz a kipufogószelep vezérlésével távozik. A szelepek működtetését a bütykös tengely végzi, amit egy lánc vagy fogas-szíj segítségével a főtengely hajt meg. A megfelelő időpontban a gyújtóberendezés a gyújtógyertyán létrehozott elektromos gyújtóív segítségével a kellő időben begyújtja a keveréket (levegő-tüzelőanyag).
Négyütemű Otto-motor ütemei
Jegyzetelje ki a füzetbe és tanulja meg a 4-ütemű motor ütemeit, azok tulajdonságait, definícióit.
1. ütem: szívás (depresszió)
A dugattyú a felső holtpontból az alsó holtpontba halad, ilyenkor a szívónyílás nyitott, a kipufogószelep zárt állapotban van. Amikor a dugattyú az alsó holtponti helyzetét eléri a szívószelep zár.
2. ütem: sűrítés (összenyomás, kompresszió)
A dugattyú felfelé halad, alsó holtpontból a felső holtpont felé, eközben a keveréket összesűríti. Ezalatt mindkét szelep zárva van.
3. ütem: terjeszkedés (expanzió)
A megnövekedett gáznyomás a dugattyút a felső holtpontból az alsó holtpont felé löki, ilyenkor mind a kipufogó, mind a szívó szelep zárva van.
4. ütem: kipufogás
A dugattyú alsó holtpontból ismét felfelé halad, a kipufogó szelep nyitva, a szívószelep zárva van, majd kicsivel az alsó holtpont előtt újra nyit.
Kétütemű Otto- motor
Ennél a motornál nincs szükség semmiféle különleges vezérlőegységre a töltés cseréhez. A töltet cseréjét a dugattyú és a rések vezérlik részben forgótolattyúval.
Motortípusok összehasonlítása
Fogalmazza meg a saját szavaival és írja le a füzetbe a 2 és 4 ütemű motorok közti különbségeket.
Négyütemű motor | Kétütemű motor
- drága, szelepvezérelt, sok mozgó rész - nyomóolajozás - minden 2. körülfordulásnál két fordulatonkénti munkaciklus - forgatónyomaték nem túl egyenletes - tüzelőanyag fogyasztás csekély - hatásfok 21-29% - kisebb teljesítmény ugyanazon lökettérfogatnál - hengertöltés 70-90% - sűrítési arány 8:1-11:1 | - egyszerű, olcsó, kevés mozgó elem - résvezérelt - keverék-olajozás - minden körülfordulásnál fordulatonkénti munkaciklus - forgatónyomaték egyenletesebb - tüzelőanyag fogyasztás jelentős - hatásfok 17-19% - nagyobb teljesítmény ugyanazon lökettérfogatnál - hengertöltés:50-70%
Diesel-motor
Rajzolja le a füzetbe a Diesel körfolyamat ábráját, jegyzetelje le az egyes szakaszokhoz tartozó folyamatokat.
Ideális diesel körfolyamat
3. ábra
A Diesel-motor belső keverékképzéssel működő motor. A motor a szívási fázisban tiszta levegőt szív be és ezt a levegőt sűríti össze. A belső keverékképzés azt jelenti, hogy az égésre alkalmas keveréket magában a munkatérben, azaz a hengerben hozzuk létre. A Diesel-motor égésfolyamatát az adiabatikus sűrítést követően egy időben elhúzódó, közel állandó nyomásértéken lejátszódó (isobar) hőbevezetés jellemzi. Az égés befejezését követően a folyamat az Otto-motorhoz hasonlóan adiabatikus terjeszkedéssel folytatódik.
1-2 a szívást követő adiabatikus sűrítés a motor hengerében 2-3 isobar, tehát állandó (változatlan) nyomáson lejátszódó égésfolyamat (hőbevezetés), közben terjeszkedés (munkavégzés) 3-4 adiabatikus terjeszkedés (munkavégzés) folytatása 4-1 isochor, tehát állandó térfogaton lejátszódó kipufogás
A motor hatásfoka javul, ha az égési folyamat sebességét növelni tudjuk. A Diesel-motor esetében a fejlesztések elsősorban a keverékképzési eljárások és égésfolyamatok fejlesztésére összpontosultak, mivel lassú az égésfolyamat, ennek következtében tökéletlen az égés. A Diesel-motorokban lejátszódó folyamatok Seiliger-körfolyamattal jellemezhetőek.
Rajzolja le a füzetbe a Seilinger körfolyamat ábráját, jegyzetelje le az egyes szakaszokhoz tartozó folyamatokat.
Legfontosabb jellemzője, hogy 2 fázisra osztható fel: egy állandó térfogat- és egy állandó nyomás mellett lejátszódó égésfolyamatra.
Seiliger-körfolyamat
4. ábra
1-2 a szívást követő adiabatikus sűrítés a motor hengerében 2-3 isochor, tehát állandó térfogaton lejátszódó égésfolyamat (hőbevezetés) 4. isobar, tehát állandó (változatlan) nyomáson lejátszódó égésfolyamat (hőbevezetés), közben terjeszkedés (munkavégzés) 5. adiabatikus terjeszkedés (munkavégzés) folytatása 5-1 isochor, tehát állandó térfogaton lejátszódó kipufogás
A bemutatott idealizált körfolyamatok messze nem tükrözik a motorok hengerében lejátszódó valóságos folyamatokat, csak az egyes alapelvek közötti különbségeket szemléltetik.

| Önellenőrző kérdések
1. Sorolja fel napjaink motorjainak alapvető követelményei közül legalább 3-at!!
2. Fogalmazza meg a jellemző motorelrendezéseket és tulajdonságait!
3. Fogalmazza meg a 4-ütemű Otto-motor jellemzőit!
4. Melyik nem az Otto-körfolyamat szakasza?
| 1-2 a szívást követő adiabatikus sűrítés a motor hengerében
| 2-3 isochor, tehát állandó (változatlan) térfogaton lejátszódó égésfolyamat (hőbevezetés) a felső holtpont környezetében
| 3-4 isotermikus terjeszkedés (munkavégzés)
| 4-1 isochor, tehát állandó térfogaton lejátszódó kipufogás
5. Hasonlítsa össze a 2- és 4-ütemű motorokat a tulajdonságaik alapján!