1. Skic Skiciirajt rajtee kli klipni pni meha mehani niza zam, m, napi napiši šite te izraz zrazee za put put i ubrz ubrzan anje je kli klipa. pa. Obja Objasn sniite pojam srednje brzine klipa i navedite kolika je približno njena najveća vrijednost.
Ubrzanje klipa na koljenu: a
r
2
v
2
r
Srednja brzina klipa: c s
T
2 s
T
1
n
c s
2 s n
- vrijeme jednog obrtaja
m 6 25 , većinom s
m 8 10 s
rzina kretanja klipa je najveća kada je klip na pola puta izme!u mrtvi" ta#aka, a najmanja kada je klip u mrtvim ta#kama, tj$ tada je jednaka 0$ Srednja klipna brzina je pro%je#na brzina kretanja klipa u &ilindru, koja %e dobiva ra#un%kim putem$
2. Skic Skicir irajt ajtee klip klipni ni meha mehani niza zam m i označ označit itee sile sile koje koje u njem njemu u djel djeluju uju.. oja oja od sila sila okr okreće eće radilicu, a koja opterećuje !lavne ležajeve"
'entri(ugalna %ila %e razla)e na tangen&ijalnu i radijalnu komponentu$ *angen&ijalna komponenta uzrokuje okretanje radili&e, a radijalna komponenta opterećuje glavne le)ajeve$
#. Objas bjasni nite te na koje koje se nači načine ne urav uravno note težu žuju ju klip klipni ni moto motori ri i šta šta se urav uravno note težu žuje je.. Od!ovore treba obrazložiti od!ovarajućima skicama. $ta je posljedica neuravnoteženosti" Sila Sila iner&i iner&ije je F inin o%&ilirajući" ma%a o%taje neuravnote)ena te izaziva vibra&ije koje motor kao &jelina preno%i na o%lon&e$ Sile u klipnom me"anizmu izazvane %u priti%kom plinova na klip te tromo+ću, odno%no iner&ijom o%&il o%&ilira irajuć jući" i" i rotira rotirajuć jući" i" ma%a$ ma%a$ eravn eravnomj omjern ernaa %ila %ila plinova plinova u &ilind &ilindru ru ima ima za po% po%lje ljedi& di&uu neravnomjerni moment motora$ Svojim djelovanjem %ile plinova okreću motor, ali zajedno % iner&ij%kim %ilama opterećuju dijelove motora i %tvaraju reak&ije u o%lon&ima$ brazlo)enje na %li&i i%pod$
Sile iner&ije mogu %e uravnote)iti dodavanjem protu%ila i to: . /rotutegovima na koljena%tom vratilu, . &entri(ugalne %ile, . 50 %ila iner&ija 1$reda,
. /arom o%ovina % tegovima, . %ile iner&ije 2$ reda$ ao po%ljedi&a neuravnote)eno%ti povećava %e amplituda vibra&ija koje %u %ame po %ebi nepo)eljne i kao o%novni razlog uravnote)enja %ila je da amplituda otklona ne po%tane prevelika jer bi na taj na#in do+lo do povećanja opterećenja koje mo)e uzrokovati lom dijelova$
%. Objasnite pojam kompresijsko! odnosa i nje!ov uticaj na termički stepen iskorištenja i sna!u motora. eć je 3udol( 4ie%el krajem 1$ %toljeća %poznao da je povećanje kompre%ij%kog omjera temeljni put za povećanje %tepena i%kori+tenja motora$ 4ok je optimalna veli#ina kompre%ij%kog omjera kod 4ie%elovoga motora odre!ena kriterijem "ladnoga %tarta zimi, kod ttovoga motora ona zavi%i od kvalitete goriva, obliku pro%tora izgaranja, promjeru &ilindra, za"tjevima za %nagom, %igurno%nom razmaku od grani&e detona&ije i o proizvodnim mogućno%tima$ od dana+njeg %ilovitog razvoja bilo bi nepravedno nave%ti bilo koju brojku kao optimum$ bog zagrijavanja medija u &ilindru tokom kompre%ije, %tepen kompre%ije kod benzin%ki" motora %e kreće oko 10:1, ek%tremno ide do 15716:1$ 4ie%elovi motori %abijaju zrak tokom kompre%ije i kod nji" je %tepen kompre%ije mnogo veći i normalno %e kreću oko 20:1 kod obi#ni" automobil%ki" motora, a po%toje 4ie%elovi motori %a %tepenom kompre%ije 1:90$ Stepen i%kori+tenja ttovi" motora povećava %e % povećanjem %tepena kompre%ije$ i+i %tepen kompre%ije zna#i i vi+i priti%ak i temperaturu na kraju kompre%ije$ Sa vi+im %tepenom kompre%ije povećava %e opa%no%t da će %e tokom kompre%ije goriva %mje%a zapaliti %ama od %ebe$ 4a do toga ne bi do+lo %uvi+e rano, potrebno je da goriva za ttove motore budu +to otpornija na %amozapaljivanje$ tporno%t na %amozapaljivanje izra)ava %e oktan%kim brojem$ to je gorivo otpornije na %amozapaljivanje, to je oktan%ki broj goriva veći$ ;oriva koja %e ori%te u ttovim motorima moraju imati oktan%ki broj 0 ili veći$ od dizel%ki" motora gorivo %e u &ilindar ubrizgava tek na kraju kompre%ije$ Ubrizgano gorivo, koje %e pri ubrizgavanju ra%pr+uje u vrlo %itne kaplji&e, mora #im prije i%pariti kako bi %e %tvorila goriva %mje%a, koja %e treba #im prije zapaliti %ama od %ebe$ Sklono%t goriva %amozapaljivanju izra)ava %e &etan%kim brojem$ ;oriva koja %e kori%te u dizel%kim motorima imaju &etan%ki broj najmanje 95 kod %poro"odni" motora, odno%no najmanje <5 kod brzo"odni" motora$ &. 'a Ottov i za (ieselov motor skicirajte u )p,v*+dija!ramu idealni i realni proces. (einišite u najjednostavnijem obliku stepen iskorištenja jedno! i dru!o! procesa te objasnite razlike me-u njima.
=dealnim ga nazivamo zbog toga +to je idealiziran da bi olak+ali matemati#ki po%tupak za njegovu obradu$ %novne aprok%ima&ije koje uvodimo %u: . /ro&e% motora je zatvoren termodinami#ki %i%tem 7nema promjene ma%e, . Sagorijevanje i izmjena radnoga medija zamjenjuju %e dovodom, toplote izvana i odvodom toplote iz pro&e%a, . /ro&e%i kompre%ije i ek%panzije odvijaju %e adijabat%ki, . ako %e ne mijenja "emij%ki %a%tav, ek%ponent adijabate je jednak za pro&e%e kompre%ije i ek%panzije$ 3ealni pro&e%i 7uporedba Stvarni i idealni pro&e% prikazani %u preklopljeni jedan preko drugoga$ ajveća od%tupanja imamo tokom %agorijevanja i izmjene radnoga medija$
a od%tupanje %tvarnog &iklu%a od teorij%kog uti#e niz (aktora: radni (luid nije idealni ga%, već %mje+a zraka, goriva i produkata %agorijevanja, u toku odvijanja pro&e%a vr+i %e preno% toplote %a radnog (luida na okolinu i obrnuto, +to zna#i %abijanje i +irenje nije izotrop%ki pro&e%,
vrijeme %agorijevanja je kona#no i produ)ava %e u taktu +irenja %a dodatnim o%loba!anjem dijela toplote, u%lijed nepotpunog %agorijevanja i pojave di%o&ija&ije dolazi do manjeg i%kori+tenja toplote, u%lijed propu+tanja ga%a u korito motora, %trujni" otpora, pri%u%tva zao%tali" ga%ova u &ilindru motora i dr$ dolazi do gubitaka +to uti#e na %manjenje kori%nog rada koji daje motor, pri izmjeni radne materije na%taju energet%ki gubi&i u%lijed %trujni" otpora, preno%a toplote, pri%u%tva zao%tali" ga%ova u &ilindru, itd$
. /sporedite me-usobno dva idealna Ottova procesa s različitim stepenima iskorištenja. Od!ovore obrazložite potrebnim skicama i izrazima.
V 1 V 2
- komper%ij%ki omjer 1
1
1
vidi %e da će %tepen i%kori+tenja biti veći kod &iklu%a %a većim >$
0. oji od idealnih procesa ima najveći termički stepen iskorištenja" Od!ovore obrazložite potrebnim skicama i izrazima.
Svi %avremeni motori % unutra+njim %agorijevanjem %a %amozapaljenjem goriva rade prema Sabat"eovom kru)nom pro&e%u koji po%ti)e dobar termi#ki %tepen i%kori+tenja koji je izme!u onog za ttove motore i veći od onog za #i%ti 4ie%elov pro&e% za jedan te i%ti %tepen kompre%ije$ . oje su razlike izme-u idealno! i stvarno! procesa u cilindru motora" akav je utjecaj zaobljenja vrha indikatorsko! dija!rama na stepen iskorištenja" /ro&e%i u motorima mogu %e promatrati %e kao: ? idealni pro&e%i: to %u zami+ljeni pro&e%i koji %e odvijaju u termodinami#kim zatvorenim %u%tavima tj$ u %u%tavima kod koji" nema izmjene tvari izme!u motora 7%u%tava i okoli+a =dealnim ga nazivamo zbog toga +to je idealiziran da bi olak+ali matemati#ki po%tupak za njegovu obradu$ %novne aprok%ima&ije koje uvodimo %u: . /ro&e% motora je zatvoren termodinami#ki %i%tem 7nema promjene ma%e . Sagorijevanje i izmjena radnoga medija zamjenjuju %e dovodom toplote izvana i odvodom toplote iz pro&e%a$ . /ro&e%i kompre%ije i ek%panzije odvijaju %e adijabat%ki$ . ako %e ne mijenja "emij%ki %a%tav, ek%ponent adijabate je jednak za pro&e%e kompre%ije i ek%panzije$ ? realni pro&e%i: to %u pro&e%i koji u većoj ili manjoj mjeri nalikuju %tvarnim pro&e%ima u motoru, kod koji" po%toji izmjena radne tvari izme!u motora i okoli+a i kod koji" %e motor promatra kao termodinami#ki otvoreni %u%tav$ 3@UA*B*: dijagram %tvarnog pro&e%a C indikator%ki dijagram
Lijevo: 4ijagram tlaka u &ilindru %tvarnog motora tj$ indikator%ki dijagram$ U %tvarnom pro&e%u %e mo)e utvrditi dovedena toplina Q1 koja %e u pro&e% dovodi izme!u po#etka izgaranja 7=/ i kraja 7=$ De!utim, odvedena toplina Q2 %e ne %mije poi%tovjetiti % toplinom i%pu+ni" plinova, pa %e %imboli#ka %treli&a koja ozna#ava Q2 %mije na&rtati %amo u
re(erentnom idealnom pro&e%u 7desno$ U %tvarnom pro&e%u njoj nema mje%ta$ Desno: 3ad realnog pro&e%a W i je manji od rada idealnog pro&e%a W t$
. Objasnite rad %+taktno! Ottovo! i (ieselo! motora pomoću prikladnih skica i dija!rama, deinišite takt. Eetverotaktni motor je motor koji obavlja %voj radni &iklu% u #etiri takta, odno%no motor koji %voj radni &iku% obavi u dva kruga koljeni#a%te o%ovine$ ttov motor i 4ie%elov motor mogu biti izvedeni da rade kao dvotaktni ili kao #etverotaktni motori$ a teoret%kom /- dijagramu ttova motora 7de%no mo)emo de(inirati ta #etiri takta: 1$
*B*
C
od
1Fdo
1
7u%i%
zraka
2$ *B* C od 1 do 2 7kompre%ija i u to#&i 2 paljenje
9$ *B* C od 2 do < 7od 2-9 izgaranje, 9-< ek%panzija <$ *B* C od < do 1F7od <-1 %lobodan i%pu", 1-1F i%pu" tjeran gibanjem %tapa, dolazi do praznjenja radnog pro%tora *a#ke na 4ie%elovu dijagramu %e u potpuno%ti poklapaju, % razlikom kod dijela izgaranja, dakle od 2 do 9$ od ttova pro&e%a izgaranje je trenutno, dakle pri %talnom volumenu, dok kod dizelovog pro&e%a je ono pri %talnom tlaku, te traje odre!eno vrijeme$ bog toga kod obja+njenja dizel%kog pro&e%a treba %tati: 2-9 izgaranje i ek%panzija , 9-< %amo ek%panzija$
*eorij%ki dijagram 4ie%elova motora *eoret%ki dijagram tto motora 13. Objasnite stepene iskorištenja4 termički, idealni, indicirani, mehanički i eektivni. 5avedite razlike izme-u stvarno! i idealno! procesa. 6emu služe idealni procesi")pitanje * termičkim stupnjem djelovanja
7t i jednak je omjeru odvedenog
rada i dovedene topline:
indicirani stupanj djelovanja 7i koji je jednak omjeru
indi&iranog rada i dovedene topline:
Stupanj savršenstva jednak je dakle omjeru indi&iranog rada W i i rada idealnog pro&e%a W t$ *o zna#i da %tupanj %avr+en%tva pokazuje koliko je %tvarni pro&e% lo+iji od idealnog u pogledu dobivanja rada:
eli#ina me"ani#ki" gubitaka u motoru i%kazuje %e mehaničkim stupnjem djelovanja 7m, kao omjer e(ektivnog rada na %poj&i i indi&iranog rada u &ilindru, odno%no omjer odgovarajući" %rednji" tlakova ili %naga:
Ukupna %e kori%no%t motora izra)ava eektivnim stupnjem djelovanja Ge koji %e dobiva kao omjer odvedenog efektivnog rada W e i gorivom dovedene topline Q1$
11. /z pomoć prikladnih skica objasnite pojmove4 indicirana, mehanička i eektivna sna!a. Snaga 7rad u jedini&i vremena, koju %u plinovi predali klipovima motora, naziva %e indi&irana %naga$ Snaga, koju motor predaje potro+a#u na %vojoj %poj&i naziva %e e(ektivna %naga$ =ndi&irana %naga je veća od e(ektivne %nage za %nagu me"ani#ki" gubitaka na putu od klipova do %pojke motora$ =ndi&iranu %nagu dobivamo iz podataka indi&iranja priti%ka u &ilindru motora$ @(ektivna %naga dobivamo mjerenjem %nage na ko#ni&i motora$
12. oliki su u praznom hodu4 eektivni stepen iskorištenja, mehanički stepen iskorištenja i speciična eektivna potrošnja !oriva" ada je %pojka motora otkop#ana, e(ektivna %naga motora je jednaka nuli$ *ada motor %vojim radom pokriva %amo me"ani#ke gubitke$ 1#.
8rikažite podjelu ener!ije u motoru.
1%. oji motori )Otto, (iesel, 2+taktni, %+taktni* se koriste za po!on4 traktora, čamca, osobno! automobila, prekookeansko! broda, mopeda. oliko približno iznosi najveći eektivni stepen iskorištenja ovih motora" 2-taktni 7brodovi H <-taktni 7automobili H 2-taktni benzin 7moped, 2-taktni die%el 7traktor S ukupnim %tupnjem djelovanja koji do%ti)e 59 , najveći %poro"odni dvotaktni 4ie%elovi motori najekonomičniji su od svih toplinskih strojeva.
1&.
Skicirajte razvodni dija!ram %9+motora i objasnite nje!ov uticaj na rad motora.
4ijagram prikazuje prekrivanje ventila, te ugao otvaranja i zatvaranja ventila u odno%u na ;D* i 4D* 7gornja i donja mrtva ta#ka$ ako %e promjenom broja okretaja i opterećenjem motora mijenjaju optimalna vremena otvaranja i zatvaranja ventila, odabir je uvijek kompromi%no rje+enje$ Uglovi otvaranja i zatvaranja ventila razlikuju %e od motora do motora, tako da %vaki motor ima %voj vla%titi razvodni me"anizam
1.
akve imamo vrste mehanizama za otvaranje i zatvaranje ventila u !lavi motora"
- %a razvodnim me"anizmom - otvaranje i zatvaranje ventila (unk&ionira na na#in da %e u trenutku okretanja brijega, kada podiza# klizi po uzlaznoj putanji brijega 7prema tzv$ I+pi&uJ ventil otvara 7omogu#ujući u%i% %mje%e zraka i goriva ili pak i%pu" plinova, %ve do mak%imalne vi%ine brijega, nakon koje po#inje zatvaranje ventila$ 7%lika K$
- bez razvodnog me"anizma - zatvaranje ventila 7i njegovo otvaranje nema vi+e #vr%tu vezu % "odom klipa i trenutak otvaranja i zatvaranja ventila %e mo)e izve%ti tako da bude optimalan za rad motora .
10. Skicirajte shematski tok pritiska kroz usisnu cijev, cilindar i ispušnu cijev Ottovo! motora kod veliko! i kod malo! opterećenja.
1. 8rednosti i nedostaci 29+motora" /redno%ti: teoret%ki ima 2L u#inak od <*, %tepen i%kori+tenja jedno%tavniji, je(tinji i lak+i od <*, veliki 7u odno%u na <* broj obrtaja u jedini&i vremena, %tepen i%kori+tenja, -
-
-
-
edo%ta&i: manje %e kori%te nego <* ponajvi+e zbog zaga!enja i potro+nje, bu#ni, prljavi i %tvaraju neprijatan miri%, kraći vijek trajanja od <* -
-
-
1. 5apravite pore-enje 29 i %9 motora" <* motori: radni &iklu% %e obavi za < "oda klipa 7< takta, ili dva puna obrtaja radili&e motora: 1$ *B* C u%i%avanje zrakaH 2$ *B* C kompre%ija i paljenjeH 9$ *B* C izgaranje i ek%panzija 7radni taktH <$ *B* C i%pu" i i%ti%kivanje plinovaH uvijek je ventil%ki razvod, ventil obavezno ima i u%i%ni i i%pu+ni ventil$ imaju veću %nagu, %lo)eniji, %kuplji i te)i od 2*, -
-
-
-
-
2* motori radni &iklu% %e obavi za dva "oda klipa ili jedan puni obrtaj koljena%tog vratila 7radili&e, 1$ *B* C izmjena medija i kompre%ija 2$ *B* C izgaranje i ek%panzija 7radni takt za%un%ki ili kombina&ija za%un%ko-ventil%kog razvoda, o%im kru)nog &iklu%a, klip u#e%tvuje i u izmjeni radne materije, nema ventile ili ima %amo i%pu+ni ventil 7ili vi+e nji", -
-
-
-
23. oji se zahtjevi postavljaju na !orivo za Ottove motore u po!ledu zapaljivanja" $ta je to oktanski broj i šta znači kada benzin na pumpi ima oktanski broj jednak &" 6ime se ranijih !odina povećavao oktanski broj i zašto se to više ne čini" od vi%oki" %tepena kompre%ije povećava %e opa%no%t da će %e tokom kompre%ije goriva %mje%a zapaliti %ama od %ebe$ 4a do toga ne bi do+lo %uvi+e rano, potrebno je da goriva za ttove motore budu +to otpornija na %amozapaljivanje$ tporno%t na %amozapaljivanje izra)ava %e oktan%kim brojem$ to je gorivo otpornije na %amozapaljivanje, to je oktan%ki broj goriva veći$ ;oriva koja %e kori%te u ttovim motorima moraju imati oktan%ki broj 0 ili veći$ roj 5 zna#i da ima 5 izooktana i 5 "eptana$ ktan%ki broj %e ne povećava zato +to pri detona&iji dolazi do lupanja u &ilindru motora, a i mo)e doći do zapaljenje %mje%e$ /ri tome udarna %naga radi protiv klipa i djeluje kao ko#ni&a, povećava temperaturu motora i %kraćuje mu vijek trajanja$
21. oji se zahtjevi postavljaju na !orivo za (ieselove motore u po!ledu zapaljivanja" $ta je to cetanski broj i zašto se on ne iskazuje na pumpi za snabdijevanje vozila !orivom" od dizel%ki" motora gorivo %e u &ilindar ubrizgava tek na kraju kompre%ije$ Ubrizgano gorivo, koje %e pri ubrizgavanju ra%pr+uje u vrlo %itne kaplji&e, mora #im prije i%pariti kako bi %e %tvorila goriva %mje%a, koja %e treba #im prije zapaliti %ama od %ebe$ Sklono%t goriva %amozapaljivanju izra)ava %e &etan%kim brojem$ 'etan%ki broj %e ne prikazuje zato +to je normom zadano da dizel%ko gorivo treba imati &etan%ki broj veći od < 7u prak%i naj#e+će izme!u 52 i 56$
22. Objasnite nastanak detonacije kod Ottovo! motora. $ta po!oduje detonaciji kod Ottovo! motora, a što smanjuje mo!ućnost njene pojave" /sporedite uslove za pojavu detonacije kod Ottovo! i kod (ieselovo! motora. 4etona&ija ili detonantno izgaranje 7njem$ lop(en, engl$ kno&king je najpoznatiji i najva)niji od %vi" oblika nenormalnog izgaranja u ttovom motoru$ 4etona&iju treba pod %vaku &ijenu izbjeći, jer ona mo)e u vrlo kratkom vremenu uni+titi motor$ /ovećanje kompre%ij%kog omjera i izbor kuta pretpaljenja ograni#eni %u upravo pojavom detona&ije$ pa%no%t od pojave detona&ije %e mo)e u%pje+no %manjiti odgovarajućom kon%truk&ijom pro%tora izgaranja, upotrebom goriva % vi%okim oktan%kim brojem te promjenom brzine vrtnje i opterećenja motora$ 4etona&ija je mnogo #e+ća u ttovom nego u 4ie%elovom motoru$ od normalnog izgaranja goriva %mje%a %e upali i%krom na %vjeći&i te %e odatle plamen pro%torno +iri po &ijelom pro%toru izgaranja dok %va goriva %mje%a ne izgori$ 4o detona&ije dolazi zbog toga +to %e neizgorjeloj %mje%i u &ilindru temperatura kompre%ijom povi%i iznad grani&e %amozapaljenja$ Uzrok tome je taj +to %e u &ilindru nalaze dva bitno razli#ita medija: produkti izgaranja i neizgorjela %mje%a$ /ri izgaranju vrući produkti izgaranja ek%pandiraju 7val tlaka putuje brzinom zvuka i i%pred %ebe komprimiraju preo%talu gorivu %mje%u$ od diesela detona&ija %e javlja kod ni%ki" temperatura u &ilindru i kod ni%kog opterećenja, kao i kod goriva % ni%kim &etan%kim brojem 7'$ De!utim, opa%no%t od pojave detonantnog izgaranja i o%jetljivo%t na kvalitetu goriva nije ni pribli)no tolika kao kod ttovog
motora$ *o je razlog zbog #ega %e ' ni ne i%kazuje na &rpkama za %nabdijevanje vozila dizel%kim gorivom$ 2#. ako radi i čemu služi :+sonda" $ta je ;uro+1, 2, #, %, &, " Aambda %onda ima zadatak da po+alje odre!en napon%ki %ignal elektron%koj upravlja#koj jedini&i 7@'U koja za"valjujući njemu prepoznaje trenutni %a%tav %me+e vazdu"a i goriva$ 4a bi pravilno (unk&ioni%ala mora %e pret"odno zagrejati, energijom dobijenom iz %truje vreli", %agoreli" ga%ova, do odre!ene temperature potrebne za njeno pravilno (unk&ioni%anje u kompletnom radnom op%egu motora$ @urop%ki %tandardi emi%ije de(iniraju pri"vatljive grani&e za emi%ije i%pu+ni" plinova novi" vozila koja %e prodaju u zemljama #lani&ama @U i @@B$ @mi%ij%ki %tandardi de(iniraju %e u nizu %mjerni&a @urop%ke unije koja po%tavljaju progre%ivno uvo!enje %ve %tro)i" %tandarda$ *ako %u %e %tandardi razvijali od @uro 1 do @uro 6 a razvoj je po&eo 19 i traje do dana%$ @uro 1 719: @uro 2 716 @uro 9 72000 @uro < 72005 @uro 5 7200M @uro 6 7201<
2%. od kojih automobila se mora upotrebljavati bezolovni benzin" $ta bi se do!odilo ako bi se umjesto nje!a upotrijebio običan benzin koji sadrži olovo" 'ašto se olovo dodaje benzinu" enzin %e mo)e podijeliti u dvije glavne %kupine, na olovni i na bezolovni benzin$ = jedan i drugi %u nadalje podijeljeni prema oktan%kom broju na normalni i %uper benzin$ Super benzin ima veći oktan%ki broj i veću otporno%t prema detonantnom izgaranju te %e kori%ti u motorima % većim kompre%ij%kim omjerom, odno%no % većim oktan%kim za"tjevima$ im%ki benzin za razliku od ljetnoga %adr)i vi+e lako "lapivi" (rak&ija da bi %e olak+ao "ladni %tart motora$ ezolovni benzin$ eć %u niz godina grani&e dopu+tene +tetne emi%ije toliko ni%ke da i" ttovi motori mogu zadovoljiti %amo pro#i+ćavanjem i%pu+ni" plinova u katalizatoru$ a dobro (unk&ioniranje katalizatora motor treba raditi % pre&izno odre!enim omjerom goriva i zraka a benzin %mije %adr)avati olovo %amo u tragovima$ lovo u benzinu uni+tava katalizator i lambda%ondu$ ezolovnom %e benzinu oktan%ki broj povećava dodavanjem vi%okooktan%ki" (rak&ija u pro&e%u proizvodnje$ 2&. 5acrtajte shemu ;<=+ure-aja te objasnite nje!ov rad. od kojih se motora on primjenjuje i sa kojom svrhom"
/ovrat i%pu+ni" plinova u u%i%nu granu doga!a %e u %vr"u %manjenja temperature %agorijevanja u motoru$ /ri ni)im temperaturama %agorijevanja %manjuje %e mogućno%t %tvaranja azotni" ok%ida 7L$ od @;3-%u%tava dio i%pu+ni" plinova 7do 20 iz i%pu+ne grane preu%mjerava %e putemreguliranog @;3-ventila ponovo u u%i%$ =%pu+ni plinovi koji %e dovode ponovo u &ilindar ne %udjeluju u izgaranju, ali tro+e toplinu da bi %e zagrijali$ *o %manjuje vi%oke temperature za vrijeme izgaranja u &ilindru, koje %u glavni uzro#nik %tvaranja N$ aime, iako je du+ik kod normalni" temperatura inertan, kod vrlo vi%oki" poput ovi" koje na%taju u &ilindru %paja %e % ki%ikom$ @;3 je bitan za one ttove motore koji mogu raditi %a %iroma+nom %mje%om jer tada tro%tazni katalizator ne mo)e %manjivati N$ a taj na#in @;3 ra%terećuje ap%orp&ij%ki katalizator za N i produ)ava vrijeme izme!u dvije regenera&ije$ %im toga povećanjem volumena plinova koji ulaze u &ilindar za vrijeme u%i%a %manjuje %e potlak u &ilindru, a u%lijed toga i gubitak rada za izmjenu plinova u &ilindru pa %e %manjuje potro+nja goriva$ 2. oji je !lavni uzrok pojave azotnih oksida u ispušnim plinovima motora te koje se mjere primjenjuju za njihovo smanjivanje" Od!ovore popratite od!ovarajućim
objašnjenjima. ajveći %adr)aj azotni" ok%ida %e pojavljuje u podru#ju blago %iroma+ne %mje+e U podru#ju bogate %mje+e %koro %av ki%eonik iz vazdu"a u#e%tvuje u pro&e%u %agorijevanja pa %e tek mali dio ve)e uz azot$ U podru#ju %iroma+ne %mje+e opada kon&entra&ija L$ a %manjenje L-a moze %e uti&ati %a povećanjem %tepena kompre%ije i ranijim pretpaljenjem$ *ako!er %ni)enjem temperature 7"la!enje zraka, re&irkula&ija i%pu+ni" plinova @;3, ubrizgavanje vode ili emulzije vode i goriva, zaka+njelo ubrizgavanje, $$ Sni)enje kon&entra&ije reaktanata 7re&urkula&ija i%pu+ni" plinova @;3, &iljano ubrizgavanje goriva itd$ a %manjenje L- uti#u %ljedeće mjere: S&r katalizator, re&irkula&ija i%pu%ni" plinova 7@3;, ubrizgavanje vode, upravljanje ventilima, emulzija vode i goriva, zaka+njelo ubrizgavanje itd$ ao jedna od mjera za %manjenje emi%ije L predlo)en je Dilerov pro&e%$ arakteri%tika toga pro&e%a je da %e u%i%ni ventil zatvara prije polo)aja 4D*, tako da %e u%i%ani %vje)i medij mo)e dodatno o"laditi dijelom putem ek%panzije do polo)aja 4D*, nakon #ega po#inje kompre%ija$
20. 5abijanje4 svrha, objasnite na koju veličinu za opisivanje rada motora djeluje nabijanje i kakvi se učinci postižu" >rste nabijanja" /sporedite motore sa i bez nabijanja. Svr"a nabijanja je povećanje %nage motora bez povećanja radnoga volumena i brzine vrtnje$ abijanje pru)a i niz drugi" pogodno%ti: ? Doguće je kratkotrajno povećanje %nage motora kada je to potrebno, npr$ /ri polijetanju$ ? /ri letu aviona ili kretanju automobila na većim vi%inama nabijanjem %e kompenzira mala gu%toća zraka i omogućava razvijanje normalne %nage motora$ ? od veliki" brod%ki" motora koji %u direktno %pojeni % eli%om, brzina vrtnje ograni#ena je mogućno+ću pojave kavita&ije, te je nabijanje pravi put za povećanje %nage motora$ ? 3elativno veliki preti#ak zraka potreban za rad 4ie%elovi" motora uzrokuje malu jedini#nu %nagu, +to ote)eva njegovu primjenu kod automobila$ abijanjem ove vr%te motora povećava %e njegova %naga i omogućuje ravnopravna primjena % ttovim motorima$ >=S9; 5?@AB?5B?4 1$ 3ezonantno nabijanje ili iner&ij%ko natpunjenje 7njem$ S&"Oing%augro"r-Bu(ladung 2$ De"ani#ki pogon kompre%ora 7njem$ me&"ani%&"e Bu(ladung 9$ /ogon kompre%ora turbinom na i%pu+ne plinove 7njem$ *urboau(ladung: . nabijanje %tati#kim tlakom i%pu+ni" plinova . nabijanje dinami#kim tlakom i%pu+ni" plinova
. kombinirano nabijanje pomoću turbopunja#a i rezonantni" u%i%ni" &ijevi$ <$ 'ompreL-nabijanje 7njem$ 'ompreL-er(a"ren
2. 9urbopunjači, navesti vrste nadpunjenja sa turbopunjačima. 9urbopunjač sa varijabilnom )promjenjivom* !eometrijom, objasniti princip rada. *urbopunja#i %u jedan od nekoliko %i%tema za dodatno uno+enje zraka u motor$ jegovo po%tavljanje ne remeti bitno kon%truk&iju motora koja i dalje o%taje kompaktna$ arakteri%ti#ni dio %u lopati&e %tatora koje %vojim pomjeranjem oko o%ovini&e, za koju %u pri#vr+ćene %vaka po%ebno, optimiraju u%mjeravanje %truje i i%pu+ni" plinova na rotor turbine$ arijabilna geometrija turbopunja#a kontinuirano mijenja %tepen i%kori%tivo%ti turbine i tako omogućuje da %e &ijena energija i%pu+nog plina mo)e i%kori%titi za regula&iju priti%ka punjenja$ /ode%ive lopti&e o%iguravaju to u velikom regula&ionom podru#ju uz i%tovremeno dobar %tepen i%kori%tivo%ti$
*okom ek%ploata&ije produkti %agorjevanja lijepe %e za lopti&e rotora i izazivaju dinami#ku neuravnote)eno%t$ S obzirom da %e rotor vrti i preko 200$000 oMmin i male neuravnote)eno%ti izazivaju velike iner&ij%ke %ile koje mogu ini%+titi turbopunja#$ Aijepljenje #e%ti&a na lopti&e i na me"anizam za zakretanje lopti&a mo)e izazvati zaribavanje pojedini" lopti&a te %e na taj na#in remete trouglovi brzina na ulazu u rotor pa %tanja i%pu"a ulazi pod nepovoljnim uglovima$
2. 6ime se propisuje dopušteni nivo štetne emisije motora vozila" 5avedite mjere za smanjenje štetne emisije motora. Skicirajte šemu Ottovo! motora s ure-ajem za pročišćavanje ispušnih plinova te ukratko objasnite nje!ov rad. on&entra&ija +tetni" i%pu+ni" plinova zavi%i od #itavog niza kon%truk&ij%ki" detalja$
ema ure!aja za mjerenje +tetni" emi%ija motora SUS$
ako %e redukuje emi%ija +tetni" materija u i%pu+nim plinovimaP @mi%ija +tetni" materija u i%pu+nim plinovima motorni" vozila %e mo)e kontroli%ati naj#e+će na dva o%novna na#ina: /obolj+anje kvaliteta %agorjevanja %mje%e, 4odatno pro#i+ćavanje i%pu+ni" plinova %tali na#ini %u npr: bezbije!ivanje dodatnog pro%tora za ok%ida&iju 7katalizator Skupljanje benzin%ki" i dizel%ki" para i nji"ovo vraćanje u u%i%nu granu Selektivna reduk&ija 7S'3 i dr ali %u to kon%truk&iona rj+enja koja %lu)e o%novnim *ri o%novna pri%tupa da bi %e ukupno %manila +tetna emi%ija iz motora: pro&e% u &ilindru motora, obrada i%pu+ni" plinova i kvalitet goriva$
#3. Objasniti princip rada katalitičko! ure-aja. oji su uslovi potrebni za optimalni rad katalitičko! ure-aja" on%truk&ija i prin&ip rada katalizatora: atalizatori %u uvijek po%tavljeni u prvom i%pu+nom lon&u do motora i za"valjujući
materijalu od kog %u napravljeni u njima %e odvija "emij%ko pretvaranje +tetni" i%pu+ni" plinova 7', Q', L u '2, Q2 i 2$ 4ana% %e upotrebljavaju reguli%ani jedno%truki ili vi+e%truki katalizatori % tro%trukim djelovanjem$ *ro%truko djelovanje zna#i da %e kataliti#ki tretiraju %va tri +tetna i%pu+na plina 7', Q' i L$ 3eguli%ani katalizator R i%pred katalizatora nalazi %e %enzor koji ra#unaru vozila +alje %ignal u kojem radnom podru#ju motor radi$ edno%truki ili vi+e%truki katalizator ozna#ava u koliko kući+ta je %mje+ten katalizator$ /olo)aj katalizatora u i%pu+nom %i%temu najvi+e zavi%i od temperature i%pu+nog plina na ugradbenom mje%tu katalizatora$ atalizatore razlikujemo po materijalu od koji" je izra!ena aktivna jezgra odno%no monolit$ 4vije o%novne vr%te aktivne jezgre te po njima dijelimo katalizatore na: Detalne:
. kvalitetniji, otporniji na toplotna opterećenja, %kuplji . aktivna povr+ina prekrivena tankim %lojem platine, radija ili paladija erami#ke: . je(tiniji, o%jetljiviji na udar&e . aktivna povr+ina prekrivena aktivnim elementima 7BlDg C %ilikat
1 C motorH 2 C prva, upravlja#ka lambda %ondaH 9 C katalizatorH < C druga, kontrolna lambda %onda$
/rin&ip rada katalizatora U%lovi rada: ezolovno gorivo ptimalno, %mje%u goriva - zraka reguli%ati u podru#ju λ = 1 ptimalna radna temperatura od <00T' do 800T' 3ad u %ta&ionarnom radnm podru#ju ataliti#ki ure!aj ima promjenjiv %tepen e(ika%no%ti
#1. 5a koji način radi katalitički ure-aj kod (iesel motora i kako se odstranjuju čestice ča-i iz ispušnih plinova" @mi%ija #a!i mo)e %e ukloniti ako %e pravilno u%klade vrijeme ubrizgavanja goriva i koliina ubrizganog goriva u jednom &iklu%u i K dobrim mije+anjem goriva i zraka$
#2. oji su štetni sastojci o!raničeni u ispušnim plinovima motora sa stranim paljenjem, a koji kod motora s kompresijskim paljenjem" $ta je ;uro 1, ;uro 2, ;uro #, ;uro %" tetni %a%toj&i i%pu+ni" plinova: ' C uglji#ni monok%id 'Q C ugljikovodi&i S2 C %umporov diok%id L C du+ikovi ok%idi / C olovo i %pojevi Ea! i dim
##. oji je bolji motor, diesel ili otto i objasniti zašto" enzin predno%ti: 4ie%el predno%ti: eća %pe&i(i#na %naga veći termi#ki %tepen i%kori+tenja e(tinija izrada veći obrtni moment rzo"odniji manja potro+nja enzin nedo%ta&i: 4ie%el nedo%ta&i: eća %pe&i(i#na potro+nja %kuplji Danji okretni moment #a!avi i%pit Skuplje gorivo 7P velika te)ina %kuplje odr)avanje bu#niji /oznata je #injeni&a da %u naro#ito u grad%koj vo)nji automobili pogonjeni 4ie%elovim motorima znatno +tedljiviji od oni" pogonjeni" ttovim$ oji je razlogP . /ro%je#no opterećenje u grad%koj vo)nji je izrazito ni%ko . Srednji e(ektivni priti%ak u tim u%lovima izno%i oko 2 bara . rzina obrtaja %e kreće u ra%ponu od minimalne do pribli)no 50 aklju#ak da je 4ie%elov pro&e% bolji kod ni%kog opterećenja zbog: 1$ ema prigu+ivanja u%i%a pa je manji gubitak rada u%ljed izmjene plinova u &ilindru i zbog toga je kod 4ie%elovog motora veći %tepen %avr+en%tva pro&e%a$ 2$ bog prigu+ivanja u%i%a u ttovom motoru opada e(ektivni, odno%no %tvarni kompre%ij%ki odno%, a zbog toga jako opada termi#ki %tepen i%kori+tenja$ S druge %trane, kod ni%kog
opterećenja u &ilindru 4ie%elovog motor udio zraka je nekoliko puta veći 7VmaL WK nego kod ttovog % "omogenom %mje%om 7V X 1$ bog većeg dijela dvoatomni" plinova veći je ek%ponent izentrope +to bi dalo i veći termi#ki %tepen i%kori+tenja$ aklju#ak da je 4ie%elov pro&e% bolji kod nisko! opterećenja zbog:
*opogra(%ki dijagram %pe&i(i#ne e(ektivne potro+nje goriva, dva motora %li#ni" %naga
pel, @&ote& 2$2 4=, < C taktni, < C &ilindar%ki, redni, < ventila po &ilindru, pre#nik &ilindra 8< mm, "od klipa 8 mm, %tepen kompre%ije 18$5, najveća %naga 85 kY kod < 900 min-1, ma%a motora 16 kg$
pel 2$0 C 16, 7omegaMve&tra, < C &ilindar%ki, redni, pre#nik &ilindra 86 mm, "od klipa 86 mm, %tepen kompre%ije 10$8, najveća %naga 100 kO kod 5 600 min-1, ma%a motora 2 kg$ *reći dodatni razlog ni)e potro+nje goriva 4ie%elovog motora je za oko 15 veća toplotna moć litra dizelovog goriva u odno%u na benzin:
8o pretpostavkom da je cijena 1 litra dizelovo! !oriva jednaka cijeni litra benzina, za isti novac se u rezervoar automobila opremljeno! (ieselovim motorom ulije do 1&C više ener!ije. (akle, (ieselov je motor već prije samo! starta u prednosti pred Ottovim za 1&C
