UNIVERZITET U SARAJEVU
FAKULTET ZA SAOBRAĆAJ I KOMUNIKACIJE
SEMINARSKI RAD IZ PREDMETA: Cestovna vozila Tema rada:
Pokretni i nepokretni dijelovi SUS motora Predmetni nastavnik: Asistent: Studenti:
Broj indeksa: Usmjerenje: Godina studija:
Prof.dr. Ahmed Ahmić Emir Deljanin Hadžajlija Lamija i Bošnjak Robert 6972 i 7031 Cestovni saobraćaj II
Rezultat rada:
Datum: 09.03.2015
Sadržaj
Uvod Uvod ...................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .. 4
Definisanje motora sa unutrašnjim sagorijevanjem .................................................................. 5
1.
Glavni dijelovi motora ............................................................ .............................................................................................................. .................................................. 6
1.1. 2.
3.
Pokretni dijelovi motora ............................................................................................................... ................................................................................................................ .. 8
2.1.
Klip ................................................................... ......................................................................................................................................... ........................................................................ .. 9
2.2.
..................................................................................................................... 13 Osovinica klipa ......................................................................................................................
2.3.
Klipni prstenovi (karike) ....................................................................................................... 14
2.4.
.................................................................................................. 19 Koljenasto vratilo (radilica) ...................................................................................................
2.5.
............................................................................................................................... .......................................................... 23 Klipnjača .....................................................................
Nepokretni dijelovi motora motora ......................................................................................................... ........................................................................................................ 26
3.1.
.......................................................................................................................... 27 Blok motora ...........................................................................................................................
3.2.
.................................................................................................................. ......................... 28 Monoblok motora .........................................................................................
3.3.
.................................................................................................. .................................... 29 Mokre cilindarske košuljice ..............................................................
3.4.
..................................................................................................... .............. 29 Suhe cilindarske košuljice .......................................................................................
3.5.
Zračno hlađenje cilindarske košuljice ................................................................................... 30
3.6.
................................................................................................................... ........................................................... 31 Cilindrična glava ........................................................
3.7.
Motorska kućica(karter) ........................................................................................................ 32
4.
Pomoćni sistemi i uređaji SUS motora ......................................................................................... ........................................................................................ 33
5.
Princip rada Otto motora ........................................................................................................... motora ........................................................................................................... 34
............................................................................................................................... ................................................................................. .............. 38 38 Zaključak ............................................................ LITERATURA .............................................................. .................................................................................................................................... ...................................................................... 39 ..................................................................................................................................... 40 POPIS SLIKA SLIKA ......................................................................................................................................
2
Sadržaj
Uvod Uvod ...................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... .. 4
Definisanje motora sa unutrašnjim sagorijevanjem .................................................................. 5
1.
Glavni dijelovi motora ............................................................ .............................................................................................................. .................................................. 6
1.1. 2.
3.
Pokretni dijelovi motora ............................................................................................................... ................................................................................................................ .. 8
2.1.
Klip ................................................................... ......................................................................................................................................... ........................................................................ .. 9
2.2.
..................................................................................................................... 13 Osovinica klipa ......................................................................................................................
2.3.
Klipni prstenovi (karike) ....................................................................................................... 14
2.4.
.................................................................................................. 19 Koljenasto vratilo (radilica) ...................................................................................................
2.5.
............................................................................................................................... .......................................................... 23 Klipnjača .....................................................................
Nepokretni dijelovi motora motora ......................................................................................................... ........................................................................................................ 26
3.1.
.......................................................................................................................... 27 Blok motora ...........................................................................................................................
3.2.
.................................................................................................................. ......................... 28 Monoblok motora .........................................................................................
3.3.
.................................................................................................. .................................... 29 Mokre cilindarske košuljice ..............................................................
3.4.
..................................................................................................... .............. 29 Suhe cilindarske košuljice .......................................................................................
3.5.
Zračno hlađenje cilindarske košuljice ................................................................................... 30
3.6.
................................................................................................................... ........................................................... 31 Cilindrična glava ........................................................
3.7.
Motorska kućica(karter) ........................................................................................................ 32
4.
Pomoćni sistemi i uređaji SUS motora ......................................................................................... ........................................................................................ 33
5.
Princip rada Otto motora ........................................................................................................... motora ........................................................................................................... 34
............................................................................................................................... ................................................................................. .............. 38 38 Zaključak ............................................................ LITERATURA .............................................................. .................................................................................................................................... ...................................................................... 39 ..................................................................................................................................... 40 POPIS SLIKA SLIKA ......................................................................................................................................
2
Sažetak Kroz ovaj seminarski rad rad upoznat upoznat ćemo vas sa osnovnim osnovnim dijelovima motora sa unutrašnjim sagorijevanjem odnosno SUS motorom. motorom. SUS motor je motor koji se sastoji od dvije osnovne grupe dijelova. To su: pokretni i nepokretni dijelovi. Ovim seminarskim radom detaljno je
opisan posebno posebno pokretni dio i svi elementi elementi koji ga sačinjavaju sačinjavaju te na koji način funkcioniraju, funkcioniraju, također opisani su i nepokretni dijelovi te koja je njihova uloga. Nakon što smo opisali sve dijelove SUS motora navest ćemo dva osnovna principa rada SUS motora te njihov rad. Nadam se da smo uspijeli barem malo približiti ono što či ni svako vozilo kojim se obavlja prometovanje.
Summary Through this research, we will introduce you to the basic parts of the internal combustion engine or combustion engine. IC engine is a petrol engine, which consists of two basic parts. There are: moving and stationary parts. This research is described in detail especially moving part and all the elements that constitute it and how to operate, stationary parts are
also
described Having outlined all parts of internal combustion engines we will list two basic principles of internal combustion engines and their work. I hope we managed to get to know you a little bit more with the basic parts of engine.
3
Uvod
U današnje doba tehnologija je sve neobhodnija i jako je potrebna u našim životima da bi smo mogli da izvršavamo osnovne obaveze i funkcije u našem svakodnevnom životu. Da bismo mogli da izvršavamo te obaveze potrebni su nam odeređeni uređaji koji su u većini slučajeva pogonjeni motorom.
To sve možemo da vidimo i primjetimo na vozilima koja služe za transport ljudi i tereta. Vozilo možemo definisati kao veoma složenu mašinu ili mašinski sistem, sposoban da se kreće samostalno ili uz pomoć neke druge mašine. Postoje različite vrste vozila odnosno njihovih konstrukcija koje nam služe za obavljanje naših obaveza. Međutim ono što sa sigurnošću možemo reći jeste da su ta vozila većinom pokretana od strane motora, odnosno imaju svoj izvor energije i nisu zavisna od spoljnih energetskih polja. Motor je stroj koji
preobražava bilo koji vid energije u mehaničku energiju. energiju. Što se tiče našeg seminarskog rada mi smo se fokusirali na same dijelove motora koji su pokretni i nepokretni te omogućuju omogućuju samu izvedbu rada motora motora sa unutrašnjim sagorijevanjem. sagorijevanjem. Ono što možemo reći za motor sa unutrašnjim sagorijevanjem jeste da se bitno razlikuje od dizel motora. Oni spadaju u grupu toplotnih motora, jer se toplotna energija koja je sadržana u gorivu posredstvom sagorijavanja pretvara u potencijalnu. Dakle počeli smo od samog definisanja motora te glavnih dijelova istog. Zatim smo detaljnije definisali pokretne dijelove
motora, nakon toga nepokretne te samo predstavili sam ciklus rada četverotaknog Otto motora u teoretskom smislu te u stvarnom smislu odnosno u praksi gdje se oni bitno razlikuju.
4
1. Definisanje motora sa unutrašnjim sagorijevanjem
Cestovna vozila slično kao i ostale vrste vozila kao što su šinska i zračna vozila ne mogu obavljati svoju funkciju bez motora koji predstavlja glavni dio vozila. Kod ovog motora sa
unutrašnjim sagorijevanjem se sagorijevanje goriva odvija u unurašnjoj komori. Toplotna se energija goriva kroz process sagorijevanja u cilindru motora prvo pretvara u toplotnu energiju,
a potom se ona pretvara u mehanički rad koji se manifestuje kretanjem klipa u nutar cilindra. Što se tiče prvog SUS motora napravio ga je Etienne Lenoir. Pojam motor sa unutrašnjim sagorijevanjem se odnosi na SUS motore kod kojih se process sagorijevanja obavlja u prekidima. Pored SUS motora postoje i motori kod kojih se process sagorijevanja obavlja kontinuirano i
takvi motori su plinske turbine mlazni motori itd. Što se tiče SUS moto ra oni
služe za pogon automobila, građevinskih, poljoprivrednih i prenosnih mašina te najveći broj vozila. Najveća prednost ovih izvora energije je relativno dobar omjer težina - snaga motora. Općenito koristeći fosilna goriva, ovi motori su našli široku primjenu kod gotovo svih vozila (automobili, kamioni, motocikli, brodovi I neki tipovi a viona I lokomotiva).
Slika 1. Motor 1
1
http://www.motorna-vozila.com/zivotni-ciklus-motora-sa-unutrasnjim-sagorevanjem (06.03.2015)
5
1.1.
Glavni delovi motora
Glavni dijelovi motora su oni dijelovi su oni bez kojih motor ne može da funkcioniše I čiji
bi
kvar samo uticao na samu funkciju motora. Glavni dijelovi motora SUI, koji neposredno I
posredno učestuju u formiranje radnog prostora, dijele se na :
Pokretne Nepokretne
2
Slika 2. Glavni dijelovi motora
Pokretni dijelovi:
Klipna grupa(klip, klipni prstenovi, osovninica I osigurač)
(9)-Klipnjača, (10) sa velikom pesnicom 813) I klniznim ležajevima u maloj I velikoj
pesnici klipnjače
Koljenato vratilo (radilica) (11) sa kont rategovima
(12) zamajcem sa zupčastim
vijencem (14) I zupčanikom za pogon razvodnog mehanizma(15). 2
Prof. Dr Ivan Filipović, Motori i motorna vozila, Mašinski fakultet Univerziteta u Tuzli, Tuzla Februar 2006 . (14 str)
6
Nepokretni dijelovi:
Poklopac cilindarske glave (1)
Cilindarska glava(2) sa zavrtnjem (3) z a njeno pričvršćenje na blok
Blok motora (4)
Zaptivka bloka motora(8)
Zupčanik (5)
Donja polutka gnijezda glavnog rukavca(6) koljenastog vratila
Korito motora(7)
7
2. Pokretni dijelovi motora
Pokretni dijelovi motora su oni dijelovi koji su dinamični I imaju određenu vrstu kretanja. U pokretne dijelove spadaju dijelovi koje možemo vidjeti na slici:
Slika 3. Pokretni dijelovi SUS motora3
1 – osigurač 2 – osovinica 3 - klizni ležaj u maloj pesnici klipnjače 4,5,6 - kompresioni klipni prstenovi 7 - uljni klipni prsten 8 – klip 9 – klipnjača 10 – osigurač ,11 – zavrtanj, 12 -
klizni ležaj dvodijelni u velikoj pesnici
3
Prof. Dr Ivan Filipović, Motori i motorna vozila, Mašinski fakultet Univerziteta u Tuzli, Tuzla Februar 2006. (15 str)
8
2.1.
K lip
Sam zadatak klipa jeste da obezbjedi zatvaranje klipa sa jedne strane i da prenese pritisak na
klipnjaču. On također prenosi toplotu na zidove cilindra. Klipovi se mogu izrađiva i i od legura aluminijuma, a i od ivenog gvožđa. Po pravilu se klipovi izrađuju livanjem poslije čega se obrađuju na posebne dimenzije. Završna obrada tjemena klipa zavisi od principa rada motora. Na osnovu podataka može se zaključiti da se za motore većih snaga koriste klipovi od livenog gvožđa a za motore manjih snaga koriste se klipovi od legure aluminijuma. Klip je posredstvom klipnjače u vezi sa koljenastim vratilom. Neposredno ispred tjemena klipa, po njegovom obimu nalaze se kanali u kojima se nalaze
klipni prstenovi. Klip je mehanički i
toplotno veoma opterećen jer za vrijeme širenja prenosi silu pritiska i toplote. Kod dvotaktnih motora pored toga što se klipom i klipnim prstenovima vrši zaptivanje cilindra, istovremeno se vrši i razvođenje radne sn age odnosno sagorijelih gasova.
Slika 4. Klip4
Klipovi se izrađuju najčešće od legura aluminijuma. To su u prvom redu legure: Al Si 25 Cu Ni, Al Si 21 Cu Ni, Al Si 18 Cu Ni, Al S i 12 Cu Ni. Pored legura Al, za klipove se koriste i
sivo liveno gvožđe i nodularni sivi liv. 5Osnovne prednosti legura Al su male inercione sile, dobar prenos toplote. Loše strane su veliki koeficijent toplotnog širenja, opadanje mehaničkih osobina sa porastom temperature. 4
http://www.opelteamserbia.com/forum/viewtopic.php?f=131&t=3241 (22.02.2015.) Prof. Dr Ivan Filipović, Motori i motorna vozila, Mašinski fakultet Univerziteta u Tuzli, Tuzla Feb ruar 2006 (15 str.) 5
9
S obzirom na to postoji određeni sistem za grijanje i hlađenje motora koji je prikazan na slici.
Slika 5. Hlađenje i grijanje motora6
Glavni sastavni dijelovi suvremenog hlađenja vodom su:
vodni prostori, koji okružuju vruće dijelove motora (provrte cilindara, prostore za izgaranje i ispušne ventile),
hladnjak, koji toplinu rashladne vode predaje zraku,
ventilator, koji pokreće zračnu struju kroz hladnjak,
vezne cijevi, koje na gornjoj i donjoj tirani vezuju hladnjak s motorom i sastavljaju
kružno strujanje vode
pumpa za vodu koja ubrzava kružno protjecanje vode, termostat na izlazu rashladne vode iz motora, koji zatvara ili prigušuje protok vode kroz hladnjak, dok motor ne razvije radnu temperaturu. Kad je temperatura na
stijenkama cilindara niža od 60C, nastaje kondenzacija i korozija i stoga termostat prekida ili prigušuje kruženju vode da se motor brze zagrije.
6
http://www.prometna-zona.com/autodijelovi-029_hladenje_motora.php (22.02.2015.)
10
Nepropusni čep na otvoru za punjenje hladnjaka omogućava zagrijavanje vode za hlađenje iznad 100' C. Osim toga, spriječava nastajanje parnih mjehura u blizini prostora za izgaranje. Parni mjehuri bi
mogli uzrokovati pregrijavanje motora na nekim mjestima, uslijed čega bi se
mogla deformirati glava i blok motora, a mogli bi se oštetiti i klipovi.
Slika 6. Raspored temperatura na llipovima Otto i Dizel motora7
Pored važnosti temperatura klipa za mehaničke osobine materijala, one su važne i zbog
termičkog naprezanja
zazora u sklopu klip-karika-košuljica
koksovanja ulja
7
Prof. Dr Ivan Filipović, Motori i motorna vozila, Mašinski fakultet U niverziteta u Tuzli, Tuzla Februar 2006 (16 str.)
11
U cilju održavanje temperature na klipu, vrlo često se uvodi i dodatno hlađenje klipa prskanjem ulja (sl. 7). Pored ovih rješenja, klipovi se rade i dvodjelni (sl.8) i (sl.9) a za slučaj
vrlo velikih termičkih opterećenja klip je obložen keramikom, koja služi kao odličan izoator.
Slika 7. Dodatno hlađenje klipa8
Slika 8. Dvodjelni klip9
8
Prof. Dr Ivan Filipović, Motori i motorna vozila, Mašinski fakultet Univerziteta u Tuzli, Tuzla Februar 2006 (17 str.) 9 Prof. Dr Ivan Filipović, Motori i motorna vozila, Mašinski fakultet Univerziteta u Tuzli, Tuzla Februar 2006 (18 str.)
12
2.2.
Osovinica klipa
Osovinica klipa ima zadatak da obezbjedi zglobnu vezu klipa i klipnjače, jer se preko nje ova dva dela spajaju. Osovinica se najčešće izrađuje od specijalnog čelika. Površina osovinice je termički obrađena. Postoje i druge konstruktivne varijante, koje će biti prikazane kod klipnjače. Oblici osovinice klipa prikazani su na sl. 9. Na sl. 9 a) dat je oblik koji se načešće koristi, na slici 9 b) prikazana je osnovica za dvotaktne motore. Zbog smanjenja težine, a zadržavanja krutosti susreću se i osovinice kao na sl. 9 c) i d). Na sl. 9 e) data je osovinica koja se pričvršćuje za klipnjaču.Na slici 10 vidi se izgled bočnih osigurača osovinice.
Slika 9. Konstruktivni oblici osovinice
Slika 10. Profilisana osovinica klipa10
Uvođenjem profilisanja osovinice značajno se smanjuju kontaktni naponi na mjestu kraj ušica-osovinica. Na istoj slici (A) pokazan je žlijeb prve kompresione karike izrađene od nirezista (legura Cu- Ni-sivi liv), koji je daleko otporniji na habanje od legure Al. 10
Prof. Dr Ivan Filipović, Motori i motorna vozila, Mašinski fakultet Univerziteta u Tuzli, Tuzla Februar 2006 (17 str.)
13
2.3.
Klipni prstenovi (karike)
Osnovni zadaci karika su: zaptivanje prostora sagorijevanja, sudjelovanje u odvodu toplote od
klipa na cilindarsku košuljicu, regulacija uljnog filma za mazanje. Ove zadatke klipni prstenovi obavljaju nalijeganjem spoljnom (radnom) površinom
na zid cilindra određenim
pritiskom, udarnim nalijeganjem na bočne površine žlijeba uslijed aksijalnog ubrzanja pod dejstvom silagasova, sila trenja i sopstvene inercione sile. Klipne karike se dijele na kompresione i uljne.
Slika 11. Klipni prstenovi11
11
http://www.vozite.com/delovi_motora.html (23.02.2015.)
14
Konstruktivni oblici kompresionih klipnih prstenova(karika) su dati na sl. 12. Tu se susreću:
Slika 12. . Konstruktivni oblici kompresionih klipnih prstenova12
a) – pravougaona karika b) – minutna karika (30’ do 50’ nagib) c) – jednostrano trapezna karika d) – dvostrano trapezna karika e) – karika sa odsječenim gornjim rubom f) – reverzivno - torziona karika g) – normalna balična karika h) – asimetrično balična karika l) – asimetrično balična karika rasterećena po pritisku.
12
Prof. Dr Ivan Filipović, Motori i motorna vozila, Mašinski fakultet Univerziteta u Tuzli, Tuzla Februar 2006 (18str.)
15
Uljne karike najčeše imaju izgled kao na sl. 13.
Slika 13. Konstruktivni oblici uljnih karika13
Na sl. 13. su prikazane: a) uljna karika sa nosom b) uljna karika sa kanalom c) uljna karika sa torzionim djelovanjem d) uljna karika sa forsiranim struganjem ulja e) U – fleks uljna karika f) Barflex uljna karika
U cilju obezbjeđenja osnovne uloge - zaptivanja karika sa cilindarskom košuljicom, u karikama je prilikom izrade uveden prednapon po obimu, koji proizvodi pritisak karike na košuljicu premasl 14.
13
Prof. Dr Ivan Filipović, Motori i motorna vozila, Mašinski fakultet Univerzitet a u Tuzli, Tuzla Februar 2006 (18 str.)
16
Slika 14. Uobičajene forme raspodjele pritiska u karikama14
Na sl. 14 a) prikazan je raspored pritiska u karikama, koje se koriste kod četvorotaktnih motora (tzv.“kruškasti” diagram), gdje je najveći pritisak na spoju karika. Na sl. 14 b) dat j e raspored pritiska u karikama, koje se koriste kod dvotaktnih motora (diagram pritiska u obliku
“jabuke”), gdje je važno da je na spoju karika pritisak minimalan, da ne bi dolazilo do zapinjanja karika u kanalima u košuljici. Pravilnim prednaponom u karikama, optimalnim brojem karika i odgovarajućim zazorima karika u žlijebovima dobija se i odgovarajuće preporučeno produvavanje gasova u karter. Produvavanje jenaravno povezano i sa deformacijama same cilindarske košuljice. Tok pritiska gasova iz cilindr a premakarteru, dat je na sl. 15.
Na današnjem stupnju razvoja, najčešće se na klipu nalaze po 2 ÷ 3kompresiona
klipna prstena i 1 uljni prsten. Uobičajene kombinacije kli pnih prstenova date su na sl. 16.
Slika 15. Promjena pritiska gasova po visini klipa15 14
Prof. Dr Ivan Filipović, Motori i motorna vozila, Mašinski fakultet Univerziteta u Tuzli, Tuzla Februar 2006 (19 str.)
17
Slika 16. Uobičajeni setovi karika po j ednom klipu16
gdje su dati sljedeći setovi karika: a) – set karika za forsirane oto motore b) i c) – setovi karika za dizel usisne motore d) i e) – setovi karika za nadpunjene motore. Zbog nepovoljnih uslova u kojima rade, klipni prstenovi se rade od materijala, koji treba da
ispuni sljedeće uslove:
da ima dovoljnu mehaničku čvrstoću na povišenim temperaturama
da bude otporan na habanje pri povišenim temperaturama
da ima mali koeficijent trenja i pri povišenim t emperaturama i pri nedovoljnom podmazivanju
Ove uslove najbolje ispunjava sivo liveno gvožđe sljedeće strukture:
ravnomjeran raspored grafita ASTM tip 5 – 6
osnovna struktura perlit-sorbi
prisutnost ferita do 5 %
fosfidna mreža fino raspoređena.
Kod visoko
napregnutih klipnih prstenova koristi se sivo liveno gvožđe legirano sa: Mn, Cr,
Mo, V, Cu i Ni. Zbog obezbjeđenja boljih uslova klizanja, radna površina klipnih prstenova se najčešće presvlači samrežastim slojem hroma (Cr) ili molibden (Mo). 15
Prof. Dr Ivan Filipović, Motori i motorna vozila, Mašinski fakultet Univerziteta u Tuzli, Tuz la Februar 2006 (19 str.) 16 Prof. Dr Ivan Filipović, Motori i motorna vozila, Mašinski fakultet Univerziteta u Tuzli, Tuzla Februar 2006 (20 str.)
18
2.4.
Koljenasto vratilo (radilica)
Koljenasto vratilo najčešće je smješteno u cilindarskom bloku. Okreće se u kliznim ležajevima koji se nalaze u bloku za vrijeme rada motora sila stvorena na celu klipa djeluje na koljenasto vratilo preko klipnjače. Pri tome se stvara obrtni moment (Me) koji uslovljava okretanje kolenastog vratila, a time i prenošenje stvorenog obrtnog momenta na zamajac motora. Ovo je osnovni zadatak koljenastog vr atila,
odnosno motora. Ležajevi koljenastog
vratila sastoje se iz dva dijela u vidu dvije polutke. U njima se nalaze čelične posteljice na čijim se površinama nalazi tanak sloj metala. Sloj koji se nalazi na površini ležaja posteljice naziva se "bijeli metal", jer se sastoji od legura kalaja kao osnovnih sastojaka kojima se
dodaju u određenoj mjeri i drugi metali. Ovakve legure se koriste za motore manjih snaga. Međutim, ako su u pitanju motori veće snage, za ležajeve se koristi livena kalajno -olovna bronza,
kao i valjkasti ležajevi.Koljenasto vratilo se izrađuje po pravilu kovanjem kao jedna
celina, a može biti i izliveno. Kod velikih motora može biti izrađeno iz viš e dijelova koji se naknadno spajaju. Skuplja je izrada koljenastog vratila kovanjem nego livenjem.Koljenasto
vratilo se izrađuje od specijalnog č elika oplemenjenog hromom, silicijumom, manganom i dr. Koljenasto vratilo se sastoji od: rukavaca preko
kojih se vratilo oslanja u "ležećim"
ležajevima u cilindarskom bloku, i "letećih" rukavaca koji se okreću u ležajevima velike pesnice klipnjače, ramena koja spajaju ove rukavce, protiv tegova, prednjeg i zadnjeg dela kolenastog
vratila. Raspored leteć ih rukavaca zavisi od broja i rasporeda cilindara u motoru.
Koljenasto vratilo je uglavnom izlozeno savi janju, Protivtegovi imaju zadatak da obezb jede
a ležista su izložena velikim pritiscima.
uravnoteženje koljenastog vratila. Kod manjih
motora izrađeni su zajedno sa vratilom, a kod velikih motora se posebno izrađuju, pa se naknadno pričvršćuju.Na prednjem kraju vratila postavlja se zupč anik preko kojeg se ostvaruje
veza između koljenastog i bregastog vratila, dok se na drugom kraju vratila
postavlja zamajac
motora. Vratilo mora biti statički i dinamički uravniteženo. Kroz koljenasto
vratilo prolaze kanali kroz koje dolazi ulje pod pritiskom za podmazivanje lež ajeva, kako onih
u kojima se obrcu središ nji r ukavci, tako i onih koji se obrću u ležajevima. Na slijedećoj slici vidimo dijelove i skicu koljenastog vratila.
19
Slika 17.Koljenato vratilo17
glavni rukavci
ramena
leteći rukavci
kanali za ulje
Sa radilicom obično dolaze:
17
prigušivač torzionih oscilacija
remenica za pogon pumpe i ventilatora
zupčani k za pogon bregastog vratila
protutegovi
prirubnica
startni zupčanik
zamajac
frikciona površina
otvor za centriranje
mjesta za zaptivanje krajeva
http://www.autonet.hr/koljenasto-vratilo (06.03.2015.)
20
Radilica se najčešće radi kovanjem (sl. 18),
a u novije vrijeme svečešće livenjem za male
motore.
Slika 18. Kovano koljenasto vratilo18
Obzirom na vrlo različite konstruktivne forme koljenastog vratila, od oblika ramena, do toga da rukavci mogu biti puni ili šuplji, potrebno je obezbijediti razvođenje ulja za podmazivanje rukavaca na radilici. Na sl. 19. dato je nekoliko konstruktivnih izvedbi kanala za ulje.
Slika 19. Konstruktivne izvedbe kanala za ulje kod punih i šupljih rukavaca radilice19
.18 Prof. Dr Ivan Filipović, Motori i motorna vozila, Mašinski fakultet Univerziteta u Tuzli, Tuzla Februar 2006 (21 str.) 19 Prof. Dr Ivan Filipović, Motori i motorna vozila, Mašinski fakultet Univerziteta u Tuzli, Tuzla Februar 2006 (22 str.)
21
Radilice se izrađuju odčelika za poboljšanje. Najčešći materijali su: - za male i malo opterećene motore:Č1531 iČ1731, - za vozilske manje opter ćene oto i dizel motore:Č3130 iČ3230,- za više opterećene dizel motore:Č3830 i Č4732, - za najopterećenije dizel motore Č5430.Ovi čelici su pogodni za površinsko kaljenje rukavaca (koristi se tzv. “indukciono” kalenje), a rjeđe sekoristi nitriranje radilice. U svakom slučaju termičkom obradom treba o bezbijediti tvrdoću rukavcaradilice 60 ± 2 HRc. Zamajac je pokretni deo motora pricvrscen na zadnjem delu kolenastog vratila. Zadatak zamajca je da obezbedi ravnomerno okretanje kolenastog vratila. Zamajac akumulira kineticku energiju koju vraca motoru da bi se realizovala neradni taktovi (usisavanje, sabijanje i izduvavanje) i na taj nacin obezbedjuje ravnomeran rad motora. Ako ne bi bilo zamajca, motor ne bi mogao da realizuje preostala tri neradna takta, dok bi za vreme realizovanja (treceg) radnog takta nastao trzaj.Zamajcem se obezbedjuje startovanje motora. Na obimu zamajca postavlja se venac sa zupcanikom koji se pokrece elektropokretanjem za vreme startovanja motora. Masa zamajca zavisi od broja i rasporeda cilindara: veci broj cilindara - manja masa zamajca.Pored osnovnog zadatka da obezbedi ravnomerno okretanje kolenastog vratila, odnosno ravnomeran rad motora, preko zamajca se obrtni momenat motora prenosi na spojnicu, a preko transmisije do pogonskih tockova.
Slika 20. Zamajac20
20
http://www.bmwclubserbia.com/forum/index.php?showtopic=15750 (23.02.2015.)
22
2.5.
Klipnjača
Klipnjača takođe spada u pokretne dijelove motora. Ona obezbeđuje vezu između klipa i koljenastog vratila. Njen zadatak je da prenese silu od klipa na koljenasto vratilo, odnosno da
pravolinijsko kretanje klipa u cilindru pretvori u kružno kretanje koljena stog vratila. Sila koja deluje na klipnjaču je promenljiva u zavisnosti od takta koji se realizuje u cilindru. Klipnjača se sastoji od velike pesnice, tela klipnjače i male pesnice. Preko male pesnice obezbeđuje se veza između klipa i klipnjače, a preko velike pesnice realizuje se veza izmedju klipnjače i koljenastog vratila. U maloj pesnici se najčešće nalazi klizni ležaj u vidu č ahure u kojoj se okreće osovinica k lipa. U velikoj pesnici se takođje nalazi klizni lež aj koji je od specijalne olovne bronze i
koji moze da izdrži velike pritiske. Klipnjača se najčešće izrađ juje kovanjem.
Kod pojedinih
motora manje snage klipnjače mogu biti izrađ ene od legura aluminijuma.
Polukružne posteljice imaju specijalni segment, koji nalež e u odgovarajuce udubljenje polutke velike pesnice i spr iječava pomjeranje posteljice. Ako ovo ne bi bilo obezb jeđeno, došlo bi do
okretanja ležaja u klipnjač i zajedno sa rukavcem.
Slika 21. Klipnjača21
21
http://banjalukasport.com/marshal/public_html//article.php?story=20080913083127666&mode=print (06.03.2015.)
23
Slika 22. Konstruktivni oblici klipnjače22
Zbog toga se tijelo klipnjače pravi sa vrlo različitim formama poprečnog presjeka (sl. 23).
Slika 23. Razni oblici presjeka tijela klipnjače23
22
Prof. Dr Ivan Filipović, Motori i motorna vozila, Mašinski fakultet Univerziteta u Tuzli, Tuzla Februar 2006 (23 str.) 23 Prof. Dr Ivan Filipović, Motori i motorna vozila, Mašinski fakultet Univerziteta u Tuzli, Tuzla Februar 2006 (24 str.)
24
Slika 24. Razni oblici male pesnice klipnjače24
Na slici 24. VI
dato je nekoliko konstruktivnih rješenja formi male pesnice gdje su rješenja V i
(sl. 25) sa čvrstomvezom klipnjače sa osovinicom, a kod ostalih izvedbi je tzv. plivajuća
osovinica. Klipnjače se radeuglavnom kovanjem od visoko legiranihčelika za poboljšanje. Uglavnom su to hrom- molibdenčelici(Č4730 – Č4733).
24
Prof. Dr Ivan Filipović, Motori i motorna vozila, Mašinski fakultet Univerziteta u Tuzli, Tuzla Februar 2006 (25 str.)
25
3. Nepokretni dijelovi motora
Osnovni nepokretni dijelovi motora su:
blok motora
cilindarska glava
motorska kućica (karter)
sviječica
Slika 25. Forme gradnje nepokretnih dijelova motora25
Uobičajene konstrukcione forme nepokretnih dijelova motora su:
tunelska gradnja
gradnja blok-karter
gradnja blok-glava
gradnja blok motora velikih snaga
25
Prof. Dr Ivan Filipović, Motori i motorna vozila, Mašinski fakultet Univerziteta u Tuzli, Tuzla Februar 2006 (25 str.)
26
3.1.
Blok motora
Osnovni dio motora sa cilindričnim košuljicama je blok motora koji prima i prenosi sve inercijske sile na oslonce motora. Pri konstrukciji motora treba uzeti u obzir
velika krutost i male deformacije
minimalna težina, male dimenzije, velika kompaktnost
sljedeće zahtjeve:
jednostavnost- mogućnost jednostavne i lagane ugradnje bregastog vratila i ostalih
mogućnost dobrog i ravnomjernog hlađenja
U principu se razlikuju
sljedeće konstrukcije:
monoblok – integralna cjelina bloka i cilindarskih košuljica
vodom hlađene cilindarske košuljice u bloku
suve cillindarske košuljice
zračno hlađenje cilindarske košuljice
Slika 26. Blok motora26
26
Prof. Dr Ivan Filipović, Motori i motorna vozila, Mašinski fakultet Univerziteta u Tuzli, Tuzla Februar 2006 (25 str.)
27
3.2.
Monoblok motora
Prednosti ovog
rješenja su:
jednostavno se dobiva visoka krutost
konstrukcija je relativno kompaktna.
Nedostaci rješenja su:
svaka greška zahtijeva bacanje cijelog bloka
legiranje je vrlo skupo, a mora se legirati cio blok
pri livenju se teško dobiva željena struktura klizne staze.Koriste se uglavnom kod malih motora.
Slika 27. Monoblok motora27
27
Prof. Dr Ivan Filipović, Motori i motorna vozila, Mašinski fakultet Univerziteta u Tuzli, Tuzla Februar 2006 (26 str.)
28
3.3.
Mokre cilindarske košuljice
Ovo rješenje je najčešće u upotrebi. Postoji mogućnost zamjene cilindarskih košuljica pojedinačno. Obezbjeđuje se dobro hlađenje. Kod ovog konstruktivnog rješenja postoji opasnost od pojave“kavitacije” uslijed smanjenja debljine zida košuljice.Cilindarske košuljice se rade od sivog liva. Klizna staza košuljice se oplemenjuje zbog dobivanja boljihosobina klizanja (nitriranje, fosfatiranje, mrežasto
hromiranje). Završna obrada klizne staze košuljice
jehonovanje, a u novije vrijeme se sve više koristi plato honovanje, sve sa ciljem postizanja boljih kliznih svojstava.
Slika 28. Mokre cilindarske košuljice28
3.4.
Suhe cilindarske košuljice
Ova konstrukcija
zadržava krutost i kompaktnost dosta visoko, ali ima nešto lošije hlađenje.
Sama košuljica se radi od kvalitetnih materijala.
Slika 29. Suhe cilindarske košuljice29
28
Prof. Dr Ivan Filipović, Motori i motorna vozila, Mašinski fakultet Univerziteta u Tuzli, Tuzla Februar 2006 (27 str.)
29
3.5.
Zračno hlađenje cilindarske košuljice
Zračno hlađenje cilindarske košuljice n a sebi ima rebra, koja povećavaju intenzitet hlađenja. Koristi se najčešće kod motora za motocikle gdje je nastrujavanje zraka za hlađenje prirodno, a kod vozilskih motora mora biti obezbijeđen poseban sistem nastrujavanja zraka (ventilator, usmjerivači zrak a, itd.). Blokovi motora se izrađuju livenjem od sivog liva ili od legure aluminijuma. Izgled jednog livenog bloka.
Slika 30. Zračno hlađenje cilindarske košuljice30
29
Prof. Dr Ivan Filipović, Motori i motorna vozila, Mašinski fakulte t Univerziteta u Tuzli, Tuzla Februar 2006 (26 str.) 30 Prof. Dr Ivan Filipović, Motori i motorna vozila, Mašinski fakultet Univerziteta u Tuzli, Tuzla Februar 2006 (27 str.)
30
3.6.
Cilindrična glava
Glavni zadatak cilindrične glave jest da nam osigura zatvaranje cilindra sa gornje strane. Najčešće se u cilindru nalaze ventili svjećice ili brizgaljke i dr. U cilindarskoj glavi, kod velikog broja motora putničkih vozila nalazi se bregasto vratilo.Cilindarska glava izrađuje se od sivog livenog gvožđa ili od aluminijumskih legura. Kod motora hlađenih zrakom glava je izrađena od legure aluminijuma. Između glave i bloka motora mora se osigurati dobra zaptivenost, jer u cilindrima vlada veliki pritisak. Kod motora hlađenih tečnošću u cilindarskoj glavi nalazi se prostor za tečnost za hlađenje.
Slika 31. Cilindrična glava31
Zaptivač se izrađuje od bakarnih limova i azbesta, koji se nalazi izmedju limova, a moze biti izrađen i od impregniranog klingerita. U zavisnosti od konstrukcionih resenja, usisna i ispušna cijev mogu biti ukomponirane kao jedna cjelina gdje svaki dio ima svoju funkciju, a mogu biti
i fizički odvojene. Na cilindarskoj glavi mogu se vidjeti otvori koji su u vezi sa cijevima. Usisna cijev se obično izrađuje od legure aluminijuma i njen zadatak je da osigura prolazak radne smjese ili zraka (kod dizel-motora).
Ispušna cijev ima zadatak da prihvati ispušne
plinove. Ispušni sustav mora imati prigušivače buke, inače bi se javljao jak zvuk motora pri kretanju vozila.
31
http://www.bmwclubserbia.com/forum/index.php?showtopic=15750 (23.02.2015.)
31
3.7.
Motorska kućica(karter)
Konstrukcija kartera zavisi u najvećoj mjeri od načina uležištenja koljenastog vratila. Kod tunelske gradnje, koja posjeduje najveu krutost, motorska kuica je izjedna, a koljenasto vratilo
se pri montaži mora pomjerati aksijalno, što je kod višecilindrični h motora veoma komplicirano. Kod motora za pogon motornih vozila karter je dvodijelan, pri čemu je gornji dio izliven sa cilindarskim blokom. Donji dio kartera služi kao uljno korito i obično je presovan od lima debljine 1 do 1,5 mm i preko prirubnice ojačane spolja po cijeloj dužini jačom limenom trakom pričvršen za gornji dio kartera preko zaptivača
Slika 32. Karter 32
32
http://www.njuskalo.hr/motor-pogonski-dijelovi/megane-1.5-dci-karter-motora-oglas-5329752 (23.02.2015.)
32
4. Pomoćni sistemi i uređaji SUS motora
Pored već pobrojanih glavnih dijelova, svaki motor mora da ima i niz pomoćnih uređaja i sistema, kojisu neophodni za pravilan rad. U pomoćne sisteme i
sistem razvoda radne materije
sistem napajanja motora gorivom
sistem paljenja- sistem podmazivanja
sistem hlađenja i- sistem za startovanje
sistemi za pročišćavanje goriva, zraka i ulj a, itd
uređaje spadaju:
Slika 34. Pomoćni dijelovi SUS motora33
1 – klip, 1a – osovinica, 2 – klipnjača,
3 – koljenasto vratilo, 4 – cilindarska košuljica, 5 –
cilindarska glava,6 – blok motora, 7 – karter, 8 – zamajac, 9 – zupčasti 11, 12 – zupčasti
vijenac, 10 – protuteg,
par za pogon razvoda,13 – pumpa za vodu, 14 – vod za hlađenje, 15, 16 –
usisni i izduvni ventil, 17 – bregasto vratilo, 18 – šipka podizača,19 – klackalica, 20 – opruga ventila, 21 – zračni
filter, 22 – rasplinjač, 23 – dovod goriva, 24 – plovak, 25 – difuzor,26 –
usisni kolektor, 27 – usisna cijev, 28 - izduvni kolektor, 29 – elektrostarter, 30 – svjećice. 33
Prof. Dr Ivan Filipović, Motori i motorna vozila, Mašinski fakultet Univerziteta u Tuzli, Tuzla Februar 2006 (27 str.)
33
5. Princip rada Otto motora
Na teoretskom P-V dijagramu Ottova motora (desno) možemo definirati ta četiri takta:
1. TAKT – od 1'do 1 (usis zraka) 2. TAKT – od 1 do 2 (kompresija i u točci 2 paljenje) 3. TAKT – od 2 do 4 (od 2-3 izgaranje, 3-4 ekspanzija) 4. TAKT – od 4 do 1'(od 4-1 slobodan ispuh, 1-1' ispuh tjeran gibanjem stapa).
Slika 35. Teoretski dijagram Otto motora34
Opis teoretskog rada četverotaktnog motora slijedi iz dijagrama: 1.Takt -
klip se giba od GMT ka DMT i usisava zrak u cilindar. Ovaj takt završava kada
klip dođe u DMT. Točka 1 - teoretsko trenutno zatvaranje usisnog ventila 2.Takt - Klip se giba ka GMT i komprimira medij unutar cilindra (smjesu goriva i zraka kod Ottova motora ili sami zrak kod Dizelskog motora)
34
Prof. Dr Ivan Filipović, Motori i motorna vozila, Mašinski fakultet Univerziteta u Tuzli, Tuzla Februar 2006 (29 str.)
34
Točka 2 - trenutno paljenje smjese ili trenutno ubrizgavanje goriva 3.Takt - Izgaranje i ekspanzija, kod Ottova motora, izgaranje po izohori, a zatim ekspanzija, a kod Dizelskog motora je izgaranje po izobari i traje jedan dio ekspanzije.
Točka 3 - predstavlja kraj izgaranja i početak ekspanzije kod Ottova, ili Kra j izgaranja i početak samo ekspanzije kod Dizela. Točka 4 - otvara(ju) se ispušni ventil(i) 4.Takt - ispuh, od 4 do 1 je po izohori, nagli pad tlaka na atmosferski, , a zatim od 1 do 1' klip se giba od DMT ka GMT i gura plinove pred sobom i tako nastavlja is puh.
Točka 1' - zatvara se ispušni ventil, a otvara usisni ventil
Slika 36. Princip stvarnog rada Otto motora35
Prikazano na Ottovu motoru: usis, kompresija, paljenje smjese, kraj ekspanzije - slobodan
ispuh, ispuh. Točke predstavljaju: 1-otvaranje usisnog ventila 2-zatvaranje ispušnog ventila 3-zatvaranje usisnog ventila 4- početak izgaranja 5-kraj izgaranja 6-otvaranje ispušnog ventila 35
http://hr.wikipedia.org/wiki/Motor_s_unutarnjim_izgaranjem (23.02.2015.)
35
Slika 37. Dijagram stvarnog ciklusa36
Oznake na dijagramu su:
Pa-atmosferski tlak
Pk-tlak kompresije
Pmax- najveći tlak u cilindru
Q-dovođenje energije
Vc-volumen cilindra
VK-volumen kompresije
Taktove možemo odrediti kako slijedi: 1.takt-usis-traje od otvaranja usisnog ventila do
zatvaranja usisnog ventila (od točke 1 do
točke 2) 2.takt-kompresija-traje od zatvaranja usisnog ventila pa
do točke paljenja paljenja (od točke
3 do točke 4) 3.takt-izgaranje i ekspanzija-traje od točke paljenja (4)
pa do trenutka otvaranja ispušnog
ventila (6) 4.takt-ispuh-traje od otvaranja ispušnog ventila (6)
pa sve do njegovog zatvaranja (2)
36
Prof. Dr Ivan Filipović, Motori i motorna vozila, Mašinski fakultet Univerziteta u Tuzli, Tuzla Februar 2006 (30 str.)
36
Na razvodnom dijagramu se vidi područje obojano crvenom bojom, kada se dešava izgaranje u cilindru. Taj dio je dio takta ekspanzije. Na posljednjoj slici se vidi tamnije obojano
područje, koje je područje preklapanja taktova, odnosno dio kada traju i usis i ispuh.Postoje određena razmimoilaženja kada počinje kom presija, s obzirom da se usisni ventil zatvara iza GMT. Pojedinci tumače da kompresija počinje u trenutku kretanja klipa iz GMT prema DMT, međutim, prevladavajuće mišljenje je prikazano ovdje, da kompresija počinje trenutkom zatvaranja ventila.
37
Zaključak
U ovom seminarskom radu smo definisali glavne dijelove motora tj. pokretne i nepokretne.
Definisali smo prvo pokretne dijelove počevši od klipa čija je glavna uloga da obezbjedi zatvaranje klipa sa jedne strane i da prenese pritisak na
klipnjaču. Uvidjeli smo da u slučaju
nedostatka nekog od glavnih dijelova motor ne može da obavlja svoj glavnu funkciju. Dalje smo definisali druge pokretne dijelove koji imaju odgovarajuće uloge sto se tiče samog procesa rada motora kao jednog od najvažnijih dijelova složene mašine odnosno vozila na motorni pogon koji služi za prevoz robe i putnika. Veoma važnu ulogu imaju također i nepokretni dijelovi motora te smo prvo definisali blok motora koji se smatra kao jedan od
najvažnijih nepokretnih dijelova motora čija je osnovna uloga da prima i prenosi sve inercijske sile na oslonce motora.
Zaključili smo da bez prisustva motora odnosno vozila na
motorni pogon danas bi bilo jako teško uspostaviti komunikaciju između dva centra ili slično. Zaključili smo da se motor s unutrašnjim sagorijevanjem najčešće koristi za pogon automobila, građevinskih, poljoprivrednih i prenosnih mašina i najveći broj vozila. Najveća prednost ovih izvora energije je relativno dobar omjer težina – snaga motora. Općenito koristeći fosilna goriva, ovi motori su našli široku primjenu kod gotovo svih vozila (automobili, kamioni, motocikli, brodovi i neki tipovi aviona i lokomotiva). U slučajevima gdje je potrebna velika snaga uz malu težinu motora koriste se plinske turbine. Takve primjene nalazimo kod aviona, helikoptera, velikih brodova i sl.
38
LITERATURA
Prof. Dr Ivan Filipović, Motori i motorna vozila, Mašinski fakultet Univerziteta u Tuzli, Tuzla Februar 2006.
http://hr.wikipedia.org/wiki/Motor_s_unutarnjim_izgaranjem ( 26.02.2015)
http://www.prometna-zona.com/autodijelovi-029_hladenje_motora.php (26.02.2015)
39
POPIS SLIKA
Slika 1- Motor
Slika 2- Glavni dijelovi motora
Slika 3- Pokretni dijelovi SUS motora
Slika 4- Klip
Slika 5- Hlađenje i grijanje motora
Slika 6- Raspored temperatura na llipovima Otto i Dizel motora
Slika 7- Dodatno hlađenje klipa
Slika 8- Dvodjelni klip
Slika 9- Konstruktivni oblici osovinice
Slika 10- Profilisana osovinica klipa
Slika 11- Klipni prstenovi
Slika 12- Konstruktivni oblici kompresionih klipnih prstenova
Slika 13- Konstruktivni oblici uljnih karika
Slika 14- Uobičajene forme raspodjele pritiska u karikama
Slika 15-Promjena pritiska gasova po visini klipa
Slika 16-Uobičajeni setovi karika po jednom klipu
Slika 17-Izgled a) i skica b) elemenata grupe koljenastog vratila
Slika 18-Kovano koljenasto vratilo
Slika 19-Konstruktivne izvedbe kanala za ulje kod punih i
Slika 20-Zamajac
Slika 21-Klipnjača
Slika 22-Konstruktivni oblici klipnjače
Slika 23-Razni oblici presjeka tijela kli pnjače
Slika 24-Razni oblici male pesnice klipnjače
Slika 25-Forme gradnje nepokretnih dijelova motora
Slika 26-Blok motora
Slika 27-Monoblok motora
Slika 28-Mokre cilindarske košuljice
Slika 29-Suhe cilindarske košuljice
Slika 30-Zračno hlađenje cilindarske košuljice
šupljih rukavaca radilice
40
