VELEUČILIŠTE U RIJECI Prometni odjel

POGONSKE KARAKTERISTIKE

Motori 1

• Cestovno motorno vozilo je složen stroj u kojemu svi sustavi moraju usklađeno funkcionirati

*

• Najvažniji organ svakog vozila je motor

Motori cestovnih vozila

• Vučne karakteristike cestovnog vozila ovise o pogonskom motoru.

• Motor je stroj koji pretvara bilo koju vrstu energije u mehaničku.

• Motor mora savladati otpore vožnje, koji ovise o konstrukciji vozila i uvjetima eksploatacije.

*

Vrste pogona:

• MSUI – motori s unutrašnjim izgaranjem

- klipni motori

- rotacioni (Wankel)

- plinska turbina

• MSVI – motori s vanjskim izgaranjem

- stapni parni stroj

- parna turbina

• Električni pogon

- baterije

- gorive ćelije

- solarna energija

*

Vrste pogona:

• Danas se za pogon cestovnih vozila najviše koriste klipni motori s unutrašnjim izgaranjem:

• Otto (gorivo – benzin ili plin)

• Diesel (gorivo – nafta)

• U nastavku će, prije detaljnijeg opisa tih motora, prvo biti kratko objašnjene ostale vrste motora.

*

• Stapni parni stroj – najstariji samostalni pogonski stroj • Iako je snaga vodene pare bila poznata još starim Grcima - izumiteljem pravog

parnog stroja se smatra James Watt krajem 18. stoljeća

*

• Prva cestovna vozila su imala parni motor – istisnut je tek usavršavanjem benzinskog motora

• Automobil Stenly Steamer s parnim strojem

• Parni stroj – za pogon automobila u početku je bio jači i brži od benzinskog motora.

• Stenly Steamer s parnim strojem1903.

Parna turbina – ne koristi se u cestovnim vozilima• Koristi se snaga vodene pare na isti način koji je bio poznat još starim Grcima – mlaz

pare tjera lopatice

*

Parna turbina – danas se koristi najčešće u elektranama (npr. Urinj – Rijeka)

• Plinska turbina - radi na istom principu kao mlazni motor

• Umjesto snage mlaza, koristi se snaga na izlaznom vratilu

*

• Plinska turbina se rijetko koristi za cestovna vozila

• Danas se koristi u vojnom programu:

- Brzi ratni brodovi (fregate) kombiniraju pogon:

- plinska turbina za maks. brzinu

- dizel motori za krstarenje

- Američki tenk Abrams M1 ima plinsku turbinu od 1500 KS

• Studebaker Indy 500 (1967.) s plinskom turbinom

• Volvo ECC konceptni auto 1992.

• Hibridni pogon: plinska turbina + elektro motor

Rotacioni motor - Wankel• Radi na principu Otto motora – ali radni se ciklusi odvijaju u komorama oko rotacionog klipa• Patentirao ga je 1960. Felix Wankel

*

Rotacioni motor - Wankel• Animacija na http://www.youtube.com/watch?v=4-Ft9vzYFXU• Wankel motor danas još

jedino proizvodi Mazda i ugrađuje u sportski model RX8.

*Elektromotor

• Predstavlja budućnost pogona vozila.

• Povijest pogona automobila se nakon parnog stroja, a zbog nesavršenosti prvih benzinskih motora, nastavila upravo elektromotorom.

• Do prvih godina 20. stoljeća većina prodanih automobila je koristilo elektropogon.

• Prvi auto koji je probio granicu od 100 km/h je bio elektroautomobil “La Jamais Contente” (“Nikada zadovoljna”) kojega je u Parizu 1899. vozio Belgijanac Camille Jenatzy.

*Elektromotor

• Danas je glavni ograničavajući faktor šire primjene - problem skladištenja električne energije

• Koriste se za kraće udaljenosti

Električna energija iz akumulatora

• Nisan Leaf – najavljen za 2011.

“The 2011 Nissan Leaf is the first all-electric car from a major carmaker; if you can live with a 100-mile range, it's the greenest car on the market”

• Mercedes A-klasa 1998.

• Gorive ćelije + elektromotor

• Rezervoar se puni gorivom

Elektromotor

Električna energija iz gorivih ćelija

• Izgaranjem goriva (benzina ili sl.) u na stijenkama posebnih ćelija (fuel – cell) stvara se električna struja

*Elektromotor

Električna energija iz solarnih ćelija

*Usporedba motora obzirom na izvor energije:

• Specifični kapacitet energije:oBenzin: 47 MJ/kg ili 35 MJ/loDiesel: 45 MJ/kg ili 39 MJ/loLi-baterije: 0.55 – 0.75 MJ/kg ili 1 – 2 MJ/loKompr. vodik: 142 MJ/kg ili 4.7 MJ/l

• Specifična potrošnjaoBenzin: ≈ 0.30 g/kWhoDiesel: 0.20 – 0.25 g/kWhoPlinska turbina: ≈ 0.50 g/kWh

• Specifična masaoBenzin: 0.5 – 1 kg/kWoDiesel: 2 – 50 kg/kWoElektromotor: ≈ 0.75 kg/kWoSpace shuttle: 0.005 kg/kW

F1 2007- V8 2.4 l Otto: 0.15 kg/kWAudi R10 Le Mans 2006- V12 5.5 l TDI : 0.40 kg/kW

*Karakteristike MSUI pogonskih strojeva:

• Velika specifična snaga u odnosu na volumenBenzin: 50 – 230 kW/lDiesel: 35 – 90 kW/l

• Nizak stupanj iskoristivostiBenzin: 0.25 – 0.30Diesel: < 0.40Elektromotor + baterije: ≈ 0.75