Innost motoru automobilu / Blog / TC LOSK™

Hlavními ukazateli charakterizujícími provoz motoru jsou točivý moment, výkon, účinnost a toxicita výfukových plynů. Účinnost motoru se zpravidla posuzuje podle těchto ukazatelů.

Ekonomika charakterizovaný spotřebou paliva potřebnou k získání jednotky výkonu. Toxicita je určena množstvím látek škodlivých pro životní prostředí a člověka, které jsou vypouštěny do atmosféry s výfukovými plyny.

Kromě konstrukčních parametrů závisí tyto ukazatele na vlastnostech a nastavení palivového a zapalovacího systému, stupni opotřebení součástí atd. Tlak na konci kompresního zdvihu (komprese) je ukazatelem technického stavu (opotřebení) skupiny válců a pístů a ventilů.

Moment na klikové hřídeli motoru určuje trakční sílu na kolech: čím větší je, tím lepší je dynamika zrychlení vozu. Rovná se součinu síly a ramene a měří se v N·m (Newton na metr), dříve v kgf·m (kilogram-síla na metr).

Moment zvyšuje se s růstem:

• pracovní objem. Motory, které vyžadují značný točivý moment, mají proto větší objem.
• tlak hořících plynů ve válcích, který je omezen detonací (explozivní spalování směsi benzínu a vzduchu, doprovázené charakteristickým zvonivým zvukem, mylně nazývaným „klepání pístního čepu“) nebo zvýšeným zatížením u vznětových motorů.

Maximální točivý moment motor se vyvíjí při určitých otáčkách, ty jsou spolu s jeho hodnotou uvedeny v technické dokumentaci.

Výkon motoru — hodnota ukazující, kolik práce vykoná motor za jednotku času, měřená v kW (dříve v koňských silách). Jedna koňská síla (hp) se přibližně rovná 0,74 kW. Výkon se rovná součinu točivého momentu a úhlové rychlosti klikového hřídele (počet otáček za minutu vynásobený určitým koeficientem).

Výrobci dosahují motorů s vyšším výkonem zvýšením:

• Pracovní objem, který zase vede ke zvětšení rozměrů motoru a omezení povolené maximální rychlosti v důsledku značných setrvačných sil zvětšených částí;
• Otáčky klikového hřídele, jejichž počet je omezen setrvačnými silami a zvýšeným opotřebením součástí. Vysokootáčkový motor stejného výkonu (za jinak stejných podmínek – konstrukce motoru, výrobní technologie, použité materiály atd.) má kratší životnost než nízkootáčkový motor, protože v průměru při stejném počtu najetých kilometrů jeho klikový hřídel provede více otáček;
• Tlak ve válcích zvýšením kompresního poměru nebo přeplňováním vzduchem pomocí turbodmychadla nebo mechanických kompresorů. Pro použití přeplňování je nutně nutné snížit kompresní poměr, aby se zabránilo detonaci (u benzínových motorů) a snížila se drsnost provozu (zvýšené zatížení ve skupině válců a pístů u vznětového motoru, doprovázené nadměrným hlukem) (u vznětových motorů). Přeplňování umožňuje například udržet výkon s menším pracovním objemem.

Jmenovitý výkon — výkon zaručený výrobcem s plným přívodem paliva při určitých otáčkách. V technické dokumentaci k motoru je uveden tento výkon, a nikoli maximální.

Specifická spotřeba paliva — je množství paliva spotřebované motorem na 1 kW vyvinutého výkonu za hodinu. Je to ukazatel dokonalosti konstrukce motoru: čím nižší je spotřeba, tím efektivněji se využívá energie spalování paliva ve válcích.

Při stejných konstrukčních parametrech mohou mít různé motory různé ukazatele, jako je výkon, točivý moment a měrná spotřeba paliva. To je dáno takovými vlastnostmi, jako je počet ventilů na válec, časování ventilů atd. Proto se k vyhodnocení provozu motoru při různých otáčkách používají charakteristiky – závislost jeho ukazatelů na provozních režimech. Charakteristiky se určují empiricky na speciálních zkušebních stanovištích, protože teoreticky se počítají pouze přibližně.

Technická dokumentace k automobilu zpravidla uvádí vnější charakteristiky otáček motoru, které určují závislost výkonu, točivého momentu a měrné spotřeby paliva na počtu otáček klikového hřídele při plném přívodu paliva. Poskytují představu o maximálním výkonu motoru.

Výkon motoru (zjednodušeně) se mění z následujících důvodů. S rostoucími otáčkami klikového hřídele se zvyšuje točivý moment v důsledku toho, že do válců vstupuje více paliva. Maximální hodnoty dosahuje přibližně při středních otáčkách a poté začíná klesat. Děje se to proto, že s rostoucími otáčkami klikového hřídele začínají hrát významnou roli setrvačné síly, třecí síly, aerodynamický odpor sacího potrubí, což zhoršuje plnění válců čerstvou náplní směsi paliva a vzduchu atd.

Rychlý nárůst točivého momentu motoru naznačuje dobrou dynamiku zrychlení vozu v důsledku intenzivního nárůstu trakční síly na kolech. Čím déle je hodnota točivého momentu v oblasti svého maxima a neklesá, tím lépe. Takový motor je lépe přizpůsoben měnícím se podmínkám na vozovce a budete muset řadit méně často.

Výkon se zvyšuje s točivým momentem a i když začne klesat, stále se zvyšuje v důsledku zvyšování otáček. Po dosažení maxima se výkon začíná snižovat ze stejného důvodu, proč klesá točivý moment. Otáčky mírně vyšší než maximální výkon jsou omezeny regulačními zařízeními, protože v tomto režimu se značná část paliva nevynakládá na vykonávání užitečné práce, ale na překonávání sil setrvačnosti a tření v motoru. Maximální výkon určuje maximální rychlost vozu. V tomto režimu vůz nezrychluje a motor pracuje pouze na překonávání sil odporu pohybu – odporu vzduchu, valivého odporu atd.

Hodnota měrné spotřeby paliva se také mění v závislosti na otáčkách klikového hřídele. Měrná spotřeba paliva by se měla co nejvíce blížit minimu; to svědčí o dobré účinnosti motoru. Minimální měrné spotřeby se obvykle dosahuje mírně pod průměrnou rychlostí, při které se vůz používá převážně při jízdě ve městě.

Takže si to shrňme. V praxi je důležitější výkonové charakteristiky motoru:

• MocMěří se v koňských silách (hp je tradiční jednotka měření) nebo kilowattech (kW). Určuje rychlost a dobu zrychlení automobilu.
• MomentTedy maximální tažná síla vytvořená motorem. Měří se v newtonmetrech (Nm). Nepřímo ovlivňuje rychlost a zrychlení a přímo ovlivňuje „elasticitu“ motoru, tj. schopnost akcelerovat při nízkých otáčkách.
• Maximální přípustné otáčky klikového hřídele za minutu (ot/min)Ukazuje, kolik otáček klikového hřídele za minutu motor vydrží, aniž by ztratil svou životnost. Čím vyšší je počet otáček, tím ostřejší a dynamičtější je charakter vozu.

Nicméně neméně důležité charakteristiky spotřeby:

• Spotřeba palivaObvykle se měří v litrech na 100 kilometrů. Spotřeba v městském, příměstském a smíšeném režimu se liší.
• Тип топливаZnačka spotřebovaného benzinu, motorové nafty, plynu. V moderních automobilech je možné používat jakékoli značky, ale když se oktanové číslo sníží, snižuje se životnost a výkon, a když se zvýší nad normu, výkon se zvýší, ale životnost se sníží. Také se zvýšením oktanového čísla zvyšuje přenos tepla, což může vést k předčasnému přehřátí. Příklady značek paliv: A-76, A-92, AI-98, A-95Euro, DT, DT Euro, DT Super.
• Spotřeba olejeMěřeno v litrech, ale na 1000 km. Maximální hodnota je 1 l/1000 km pro provozuschopný vůz.
• Značka spotřebovaného olejeObvykle se označuje jako xxWxx. První číslo udává hustotu oleje, druhé jeho viskozitu. Například 0W40 a 5W40 jsou syntetické oleje, 10W40 je polosyntetický olej, 15W40 a 20W40 jsou minerální oleje. Hustší a viskóznější oleje zlepšují pevnost a spolehlivost motoru, zatímco méně husté oleje zlepšují dynamické výkonové charakteristiky.

• Trvanlivost zdrojů, tj. jak často motor potřebuje údržbu. Obvykle se pohybuje v rozmezí 5 000–30 000 km. Maximální počet najetých kilometrů umožňuje zhruba určit celou životnost; po uběhnutí záručních kilometrů záruční povinnosti zanikají.

To jsou hlavní spotřebitelské charakteristiky.