Pokud máte zažité cykly spalovacího motoru, dost možná žijete v domnění, že uvnitř spalovacího motoru se dějí výbuchy paliva smíseného se vzduchem. Jenže přesně tak to není, respektive takto to být nemá.
Jaký je rozdíl mezi detonací a hořením paliva v motoru? Dost zásadní
Články na téma jak fungují motory:
- Zážehový spalovací motor - jak funguje?
- Dvoutaktní motor - princip fungování
- Vznětový motor - jak funguje?
- Výkon motoru na etanol
- Vrtání a zdvih motoru – který parametr je rozhodující?
- Výhody motoru podélně vs. napříč
- Proč je tříválec účinnější než čtyřválec?
- Střední pístová rychlost – co to je?
- Písty bývají dole širší než nahoře. Víte, proč to tak je?
- Offset klikové hřídele vůči válci
- Offset klikovky vůči válci: Má to i nevýhody, bohužel
- V motoru palivo nevybuchuje. Dělat to nesmí - právě čtete
- Detonační spalování a jeho problémy (2. díl)
- Spalovací motor a jeho účinnost: Kde se nám nejvíc ztrácí?
- Vstřikování vody dává smysl jen u některých motorů
- EGR a diesel: Proč už nestačí jeden okruh?
- Tepelná roztažnost kovů má zásadní vliv na konstrukci motoru
- Vyvažovací hřídel hraje u čtyřválce větší roli než u tříválce
- Squish efekt: Co dělá tvar dna pístu se spalováním
- Honování válců: Proč se to dělá?
Než se vrhneme do hlubin tématu samotného spalování směsi, bylo by dobré si napřed vydefinovat základní pojmy, abychom později lépe chápali, o čem je řeč. Pro názornost použijeme příklad s lesem.
Deflagrace – hoření
Hoření je obvykle podzvukové, což znamená rychlost kolem 30 m/s. Děje se přenosem tepelné energie. Pokud to vztáhneme k něčemu snadno představitelnému, představme si les jako poměrně homogenní prostředí, kde dojde k požáru. Oheň se šíří relativně pomalu a přechází ze stromu na strom. Hoření samozřejmě znamená uvolňování tepla. Požár jsme schopni částečně regulovat a zažehnat s pomocí k tomu určených prostředků.
- Přečtěte si také: Spalovací motory – změní EU přístup?
Detonace – výbuch
Obecně se jedná o proces, při kterém dochází k šíření rázové vlny, a to nadzvukovou rychlostí. Tato rázová vlna má obrovský tlak a zvyšuje teplotu materiálu nad bod vznícení, takže ho zapaluje. Materiál následně hoří za rázovou vlnou. Když se podíváme, co se stane při detonaci v lese, bude to velmi rychlé šíření rázové vlny, za kterou zůstane hořící les, který bude v plamenech i po jejím odeznění a s ním spojeným prudkým kolísáním tlaku.
Detonaci nejsme schopni moc řídit. Jakmile nastane, je to problém, se kterým si moc nevíme rady a můžeme se pokusit jenom omezit škody. Pokud k výbuchu dojde, označujeme to za termodynamické klepání motoru.
Detonace a hoření v motoru
Podívejme se teď dovnitř válce, kde si představíme směs hořící a směs detonující. Jestliže benzín nebo nafta hoří, uvolňuje se samozřejmě teplo a zvyšuje se tlak, a to postupně. Rozpínání plynů nám tlačí na píst, který je touto silou urychlen a tlačen dolů ve válci, takže koná práci.
Zapálení paliva zajistí svíčka, která zažehne směs a plamen se pak rovnoměrně šíří. Zážeh svíčky přichází zpravidla před dosažením horní úvrati, a načasovaný je tak, aby tlak narůstal až v okamžiku, kdy píst je za horní úvratí.
- Mohlo by vás zajímat: Jak vyměnit zapalovací svíčky
Dojde-li ve válci k výbuchu, opět se uvolní energie, ale naprosto nekontrolovatelně. Tlaková vlna se šíří extrémní rychlostí (klidně několik tisíc metrů za sekundu) a zapaluje směs před sebou. Nárůst tlaku ja velmi rychlý a píst klade samozřejmě odpor, protože má velkou setrvačnost. Takže se v podstatě vybuchující směs paliva a vzduchu snaží válec roztrhnout zevnitř.
Znamená to vysoké namáhání šroubů hlavy válců, ale i třeba těsnění pod hlavou. Protože teplota se zvyšuje víc než při klasickém hoření, mají nespálené zbytky paliva tendenci se zapékat. Válcem se šíří rázové vlny, které se v malém prostoru odrážejí. Pakliže k tomuto dochází, je to doslova slyšitelné i třeba z pozice řidiče.
Zdroj info: ScienceDirect, MDPI, Frontiers.
Zdroj médií: Depositphotos.
Zdroj médií: Depositphotos.
