Tepelné motory

TEPELNÉ MOTORY = hnací stroje, které přeměňují část vnitřní energie paliva
(včetně jaderného) uvolněné hořením (jadernou reakcí) na energii pohybovou

Obecné složení tepelného motoru:
    1. pracovní látka
    2. ohřívač
    3. chladič

ROZDĚLENÍ TEPELNÝCH MOTORŮ: (podle typu pracovní látky)
  • MOTORY PARNÍ - pracovní látkou je vodní pára, která se získává v parním kotli mimo vlastní motor
    • PARNÍ STROJ 
      • nejstarší tepelný motor (sestrojen r. 1784 - James Watt)
      • první parní silniční vůz v Praze - rok 1815 - J. Božek
      • první parní loď na Vltavě - rok 1817 - J. Božek
      • účinnost:  9 - 15 %
Schéma parního stroje - zdroj: www.parnistroj.org
Historie, princip a vlastní výroba parního stroje
- příspěvek pořadu PORT ČT (15 minut)
    • PARNÍ TURBÍNA
      • energie vodní páry se přeměňuje na kinetickou energii oběžného kola
      • použití: tepelné elektrárny - k pohonu generátorů elektrického napětí (výkon 200 - 600 MW)
      • účinnost: 25 - 35 %

  
  • MOTORY SPALOVACÍ - pracovní látkou je plyn vznikající hořením paliva uvnitř motoru
rozdělení spalovacích motorů:
      • MOTORY PÍSTOVÉ (plynová turbína, zážehový a vznětový motor)
      • MOTORY TRYSKOVÉ (REAKTIVNÍ) (proudový motor, raketový motor)


ZÁKLADNÍ VLASTNOSTI JEDNOTLIVÝCH SPALOVACÍCH MOTORŮ



PLYNOVÁ TURBÍNA


Schéma

princip činnosti a popis:

nasávání vzduchu do kompresoru - z něj je vytlačován do spalovacích komor -  zde se do něj vstřikuje palivo - výbuch - zplodiny velkou rychlostí proudí na lopatky turbínových kol - roztáčení turbíny (předání části energie) - únik zplodin do ovzduší 

1 - kompresor
2 - spalovací komora
3 - turbína

použití: 

pohon elektrických generátorů, lodí i některých automobilů

Účinnost: 22 - 37 % Zdroj: http://www.energyweb.cz/web/EE/images/02/22_13.gif



ZÁŽEHOVÝ MOTOR - ČTYŘDOBÝ


Princip činnosti:
 

pracuje ve čtyřech dobách - taktech



  1. sání - sací ventil otevřen, výfukový uzavřen, píst jde dolů, do válce je nasávána pohonná směs vzduchu a benzínu vytvořená v karburátoru
  2. stlačení - oba ventily uzavřeny, píst jde nahoru a stlačuje pohonnou směs, píst se blíží horní úvrati, přeskočí ve válci jiskra (svíčka) a zapálí směs
  3. výbuch (expanze) - oba ventily uzavřeny, zápalná směs prudce shoří, vytvořené plyny stlačují píst dolů - tento takt (zdvih) je pracovní
  4. výfuk - sací ventil uzavřen, výfukový otevřen, píst jde nahoru a vytlačuje spálené plyny mimo válec

Použití:

osobní automobily





Účinnost: 

20 - 33 %
Animace a řez motorem
Zdroj obrázku: 
http://dragon.web2001.cz/fyzika/tepelnestroje/Obrazky/zazehovy_4doby_02.jpg


ZÁŽEHOVÝ MOTOR - DVOUDOBÝ


Princip činnosti: 

pracuje ve dvou dobách - taktech


  1. sání a stlačení
  2. výbuch a výfuk


motor nemá ventily

přívod paliva a výfuk spálené směsi řídí píst svým pohybem






Použití:

motocykly, některé druhy osobních automobilů, sekačky





Účinnost: 

nižší než u čtyřdobého
Animace a ukázka motoru

Zdroj animace:


DVOUDOBÝ ZÁŽEHOVÝ MOTOR S JEDNOVÁLCOVÝM USPOŘÁDÁNÍM


Zdroj obrázku: http://www.motoristi.cz/185/honda-nsr-125/


VZNĚTOVÝ MOTOR (DIESELŮV)


Schéma

Princip činnosti: 

podobný jako u motoru čtyřdobého zážehového 


rozdíly:

nepotřebuje karburátor ani svíčku

do válce se nasává čistý vzduch, který se prudkým adiabatickým stlačením zahřeje na vysokou teplotu




do tohoto horkého vzduchu se vstřikovacím čerpadlem vstříkne jemně rozptýlená nafta, která se vzníti a postupně spaluje


Použití:

nákladní automobily, autobusy, traktory, lokomotivy, lodě, generátory elektrického napětí



Účinnost: 

30 - 42 %

DIESELŮV MOTOR - VZNĚTOVÝ




PROUDOVÝ MOTOR


Schéma


Princip činnosti:

  • vzduch vnikající vstupním otvorem motoru je vtlačován kompresorem do spalovacích komor
  • do komor se přivádí současně tryskou rozprášené palivo, jehož hořením se vzduch zahřeje
  • horká spálená směs pod vysokým tlakem uniká přes  lopatky oběžných kol plynové turbíny, která se roztočí a pohání opět kompresor
  • nakonec plyn únikem z motoru na základě zákona akce a reakce uvádí motor do pohybu





Použití:

pohon letadel, člunů, vlaků, závodních automobilů






Podívej se:

Proudové motory na DRAGON.WEB2001.CZ



Video  - složení a popis motoru

Proudový motor - složení a popis činnosti


Zdroj: http://youtu.be/q38GUiAa0ME


RAKETOVÝ MOTOR


chéma
Princip činnosti:
  • ve spalovací komoře se spaluje palivo s okysličovadlem
  • unikající plyna ženou motor na základě zákona akce a reakce vpřed

Použití:

umělé družice, kosmické sondy a lodě (mohou pracovat v meziplanetárním prostoru - nepotřebují vzdušný kyslík automobilů


Účinnost: 

až 50 %



RAKETOVÝ MOTOR POUŽITÝ V RAKETĚ V-2


Zdroj obrázku:
deo a ukázka motoru

Raketový motor na gymnáziu


Zdroj: http://youtu.be/ML07sPq8hS4


Uvedené motory (a mnoho dalších) v animacích na Animated Engines:

čtyřdobý               dvoudobý                 raketový                 Wankelův                Dieselův



PODÍVEJ SE:


Alternativní pohony budoucnosti - příspěvek pořadu PORT ČT (9 minut 37 sekund)

Plynové motory - příspěvek pořadu PORT ČT (9 minut)

Realizace pokusu z pořadu PORT

Výroba zapalovacích svíček - 5 min 1 s