Ото-мотор

Николаус Аугуст Ото.

Ото-мотор (или Отов мотор) — четиритактен мотор со внатрешно согорување. Моторот бил пронајден од Николаус Ото (1832.-1891.) во 1876. Иако идеите и концептот за четворотактен мотор со внатрешно согорување постоеле во времето кога Ото го развил својот пронајдок, тој бил првиот што направил практична и употреблива верзија, која е во примена и денес во речиси сите автомобили, како и во многу авиони, локомотиви, агрегати, и други моторизирани уреди.

Делови на моторот

Делови на четиритактен мотор со внатрешно согорување и со две брегасти оски во главата (DOHC).

Моторот е сместен во метално куќиште изработено од челик или алуминиум (во поново време некои делови се прават и од керамика). Горниот дел се нарекува „глава“ на моторот, а долниот „блок“ на моторот. Главата и блокот се херметички слепени со низа навивки и тнр. „дихтунг“. Низ главата и низ блокот на моторот има низа канали низ кои струи течнот за ладење придвижувана од надворешна пумпа. На дното на куќиштето се наоѓа корито (картер) за маслото за подмачкување, што го намалува триењето.

Во внатрешноста на блокот има големи отвори наречени цилиндри. Моторот може да има еден или повеќе цилиндри. Во долниот дел, блокот завршува со една голема комора до која водат сите цилиндри. Во таа комора се наоѓаат лежиштата за коленестото вратило и самото вратило. Во внатрешноста на цилиндрите се наоѓаат клиповите, поврзани со карики до коленестото вратило.

Во главата на моторот се наоѓаат вентилите - најмалку 2, а вообичаено 3 или 4. Отворањето и затворањето на вентилите го регулира брегастата оска, најмалку една, а вообичаено 2. Исто така во главата на моторот се сместени и свеќичките (една по цилиндар) кои фрлаат искра за палење на горивото. Во некои изведби има по 2 свеќички по цилиндар, а кај дизел-моторите нема свеќички бидејќи горивото се пали под дејство на висок притисок. Вентилите ги отвораат и затвораат издувните и влезните гранки во моторот, кои исфрлаат гасови од согорувањето, а уфрлаат смеша од гориво и воздух.

Принцип на работа

Четворотактен (Ото) мотор при 30 вртежи во минута. Реално, моторот прави 1000 вртежи во минута при мирување на возилото. Бројот на вртежи се однесува на вртежите на коленестото вратило.

Сите мотори со внатрешно согорување работат на принципот на компресија на горивото и оксидансот следено од палење и експлозија во комората за согорување. Согорувањето создава топли гасови кои имаат тенденција за ширење, и ги движат деловите од моторот предвидени за пренос на таа енергија. Потоа гасовите се исфрлаат и циклусот се повторува.

Кај Ото-моторот горивото е бензин или дизел, а оксидансот е воздух, кој содржи кислород.

Енергијата од гасовите создадени од согорувањето се пренесува преку клипот на коленестото вратило, и потоа обично преку преносни запченици до погонските оски на уредот.

Ото-моторот има 4 такта (фази):

1. вшумукување,
2. компресија,
3. согорување и
4. издув.

• Вшмукување: преку влезната гранка, на која е приклучен карбуратор или инјектори со отворањето на влезниот вентил во цилиндарот се вбризгува смесата од гориво и воздух. Истовремено клипот се движи надолу и создава негативен притисок кој овозможува побрзо полнење на цилиндарот.
• Компресија: Двата вентили сега се затворени, и клипот се враќа нагоре и ја притиска смесата на гориво и воздух. Компримираната смеса е исклучително запаллива.
• Согорување: Свеќичката дава искра и компримираната смеса експлодира. При оваа експлозија се ослободуваат гасови, најмногу јаглерод диоксид CO₂ и водена пареа H₂O. Гасовите имаат тенденција на ширење во цилиндарот, и го потиснуваат клипот надолу. Ова е корисниот дел од работата на моторот.
• Издув: Клипот се движи нагоре и ги истиснува гасовите кои се резултат на согорувањето преку отворениот издувен вентил.

Очигледно е дека постои потреба за синхронизација помеѓу движењето на коленестото вратило и брегастите оски кои ги отвораат вентилите. Оваа синхронизација се постигнува преку ребрест ремен или преку ланец и систем од запченици.

За синхронизацијата помеѓу свеќичката, внесот на гориво и мешањето на воздухот и горивото се грижи посебен систем кој во современите мотори е управуван од процесор и низа од мерни сонди.

Ако моторот има повеќе цилиндри, нивната работа обично фазно доцни, за да се постигне што порамномерна работа: на пример, ако се работи за четирицилиндричен мотор, секој од цилиндрите е во различен такт во даден момент.

Поставеност на цилиндрите

Пресек на кружен мотор - цилиндрите се поставени под соодветни агли така што формираат круг. Овој вид на мотори најмногу се корсителе во елисните авиони.

Меѓусебната поставеност на цилиндрите влијае на моментот што го создава моторот во однос на возилото. Од друга страна, поставеноста на цилиндрите ја диктира и целокупната конструкција на моторот, па и нејзините надворешни димензии. Зависно од начинот на кој се поставени цилиндрите, Ото-моторите се делат на:

• редни - кајшто цилиндрите се напоредно еден на друг
• „Ве“ (лат. „V“) - цилиндрите се под одреден агол меѓусебе, обично 60° или 72°
• „Боксер“ - цилиндрите се спротивно поставени во хоризонтална рамнина под агол од 180°
• кружни - цилиндрите се поставени под определени агли, зависно од нивниот број, во круг, од 0° - 360°.

Моторот како гасна машина

Принципот на работа на мотор со внатрешно согорување е претставен преку дијаграми.

На подолниот П-В (притисок-волумен) дијаграм се претставени тактовите и работата на моторот е претставена како гасна машина. Ограничената површина слична на ромбоид ја претставува енергијата што се добива од моторот.

Од дијаграмот се гледа дека колку се поголеми разликите во притисокот и волуменот помеѓу тактовите, толку поголема енергија се добива. Но, ова е технички контрадикторно, бидејќи колку е поголема разликата на притисоци толку векот на моторот се намалува, а колку е поголема разликата во волумени толку помал број на циклуси може да се изврши во единица време (патот на клипот е подолг). Поради тоа постојат низа компромисни решенија кои оптимизираат помеѓу ефикасноста и перформансите.

Видете и:

• Мотор со внатрешно согорување