Sisepõlemismootor (6)

Kose Gümnaasium
Sisepõlemismootor
Referaat
Koostaja: Tiiu -Maarja Kink
10A
Juhendaja : õp. Kaido Härma
2007 Kose

Sisukord

Sisukord 2
Sisepõlemismootori ajaloost ja loojatest 3
Üldehitus 5
Töötsükkel 6
Mootoriplokk 8
Väntvõll 8
Kepsud 9
Kolvid 9
Surveaste 10
Karburaator 10
Sisselaskekollektor 11
Sissepritse 11
Väljalase 11
Plokikaaned 11
Klapiajam 12
Nukkvõll 13
Süüde 13
Kokkuvõte 14
Kasutatud kirjandus 16

Sisepõlemismootori ajaloost ja loojatest

Esimene sisepõlemismootori (gaasimootor, kütuseks õhu ja valgustusgaasi segu) ehitas 1860. aastal É. Lenoir. Täiuslikuma, neljataktilise gaasimootori konstrueeris N. A .Otto (patenteeritud 1876. aastal). Oluliselt mõjutas sisepõlemismootori arengut bensiini ja petrooleumi kasutuselevõtmine mootorikütusena 19. sajandi lõpus. Kompaktse bensiinimootori ehitasid teineteisest sõltumatud

• C. F. Benz (pildil) ja G. Daimler (koos W. Maybachiga,
  

1946-1929) ning kasutasid seda 1885- 1886 esimestel autodel. Esimesed petrooleumimootorid valmisid 1889-1890. Survesüütega sisepõlemismootori ( diiselmootori ) põhimõtte esitas 1893. aastal

• Rudolf Diesel (1858–1913, pildil).
  

Hiljem hakati kasutama vedelkütusega mootoreid, mida võib ka nimetada soojusmasinateks. Selliseid mootoreid nimetatakse ka sisepõlemismootoriteks. Need on mootorid , mis on kõikidel kaasaegsetel autodel, mootorratastel, traktoritel . Kui iidsel aurumasinal olid küttekolle ning sellega ühendatud veeanum väljaspool mootorit, siis sisepõlemismootoril veeanum puudub ning kütust põletatakse mootoris. Selline mootor võtab palju vähem ruumi. Kütus siseneb sisepõlemismootori silindrisse portsude kaupa ning üks ports põletatakse kohe väikese plahvatusega ära. Plahvatuse tagajärjel eraldub silindrisse soojusenergiat, mille tulemusel seal olev gaas paisub. Paisunud gaas aga liigutab kolbi ning mootor käivitub. Neis masinates toimuvad soojusenergia ülekanded, mis panevad mootori liikuma. Kuid kunagi ei toimu energia ülekanded ilma kadudeta. Osa kütuste põlemisel eraldunud soojusenergiast läheb kogu süsteemi soojendamiseks. Kui istud autosse külma talveilmaga, on auto peaaegu sama külm kui väljaski. Kui aga auto mootor on veidi aega töötanud, soojeneb auto nii väljast kui ka seest. Aknal, auto katusel ja esiosal olev jää sulab ning soojemaks muutub ka salong .

• Pildil on bensiinimootor umbes aastast 1910.
  

Sisepõlemismootorites hakati kasutama neljataktilist töötsüklit. Esimest takti nimetati sisseimemistaktiks. Siis sulgub väljalaskeklapp ja avaneb sisseimemistakt. Imetakse sisse õhku natuke madalamal atmosfäärirõhust. Sisselasketakti käigus suureneb ruumala ning rõhk väheneb. Teiseks taktiks võiks nimetada survetakti. Selle käigus liigub kolb üles, ruumala väheneb, rõhk suureneb ning küttesegu (õhuga segunenud kütus) surutakse kokku. Kolmandaks taktiks võiks lugeda töötakti ehk põlemistakti.Suurenenud rõhu toimel tekib plahvatus . Plahvatuse hetkel on kolb ülemises asendis. Plahvatuse käigus tekib kõrge rõhk. Kolb liigub plahvatuse mõjul alla.
Seejärel avatakse väljalaskeklapp. Gaasid pääsevad välja, kolb asub silindri alumises punktis.Väljalasketakti käigus liigub kolb üles ning ta surub gaasi atmosfäärirõhul silindrist välja.
Naftatööstuse areng XIX sajandi lõpul tõi endaga kaasa uute kütuseliikide- bensiini ja petrooleumi kasutuselevõtu. Et kütus bensiinimootoris täielikult põleks, segatakse see enne silindrisse juhtimist õhuga. Selleks kasutatakse erilist segistit - karburaatorit. Õhu ja bensiini segu nimetatakse kütteseguks.
Sisepõlemismootoris on töötavaks kehaks tegelikult õhk, mitte aga bensiiniaur. Erinevalt aurumasinast kulutatakse siin kütust gaasi soojendamiseks, mitte aga vedeliku aurustamiseks. Tõsi küll, õhu soojenemise kõrval muutub siin ka osaliselt õhu koostis: hapniku molekulide asemel tekib süsihappegaasi ja veeauru molekule.
Lämmastik, mida on ¾ õhu koostisest, ainult kuumutatakse. Küttesegu silindris süüdatakse küünlast tekkiva sädemega. Surveastmest sõltub kütuse põlemise täielikkus.
Surveastmest sõltub ka mootori kasutegur. Kõrgema surveastme korral on küttesegu algtemperatuur survetakti lõpu poole kõrgem. Seetõttu on põlemine täielikum.
Karburaatormootorites ei ole võimalik tõsta surveastet üle 8-9. Seda takistab küttesegu isesüttimine enne kolvi jõudmist. Isesüttimine on mootorile kahjulik ning vähendab selle kasutegurit ja võimsust. Kõrge surveastme saavutamiseks on suurendatud kolvi liikumiskiirust (5000-6000 p/min) ning hakati kasutama vastavaid bensiinilisandeid. Karburaatormootoreid kasutatakse enamasti autotranspordis, tänapäeval on ta igapäevaelus väga vajalik.

• Pilt 1906.aasta ajalehe artiklist , mis rääkis bensiinimootorist.
  

Sisepõlemismootor on jõumasin, mis töötab põletades kütust põlemiskambris ning soojusmootor , mille kolvile avaldab survet silindris kütuse plahvatuslikul põlemisel vabaneva soojuse varal paisuv põlemisgaas.

Üldehitus

Mootori kõige suuremat osa nimetatakse mootoriplokiks. Sellele on kinnitatus plokikaas , mida katab omakorda klapikambrikaas . Mootori ülaosas asuvad veel karburaator ja õhufilter. Esiosas on kõigil mootoritel jahutusventilaator. Väntvõlli ühendab nukkvõlliga kett. Automootoril on mitu (enamasti neli, kuus või kaheksa) silindrit. Kui silindrid paiknevad ühes reas, on tegemist reasmootoriga. Enamikul sõiduautodel on neljasilindrilised reasmootorid.
Väntmehhanism võtab vastu kütsue põlemisel tekkinud gaaside rõhu ja muudab kolvi edasi-tagasi liikumise väntvõlli pöörlemiseks. Tema osad on kaanega kaetud silinder, kolb koos rõngaste ja sõrmega, keps ja väntvõll.
Gaasijaotusmehhanism võimaldab õigel ajal küttesegul pääseda silindrisse ning põlenud ja paisunud gaasidel sealt väljuda. Gaasijaotusmehhanismi põhiosad on nukkvõll, nookurid ja klapid. Nukkvõlli paneb pöörlema väntvõll keti või hammasrataste kaudu. Ülekanne on valitud nii, et väntvõlli kahe pöörde kohta teeb nukkvõll vaid üle. Nukkvõllil on iga silindri kohal kaks nukki. Üks avab sisselaske -, teine väljalaskeklapi. Klappe hoiavad suletuna klapivedrud. Mootori osi saab rühmitada otstarbe järgi: mehhanismid ja süsteemid.
Toitesüsteem valmistab õhust ja bensiinist sobiva koostisega küttesegu, mida gaasijaotusmehhanism silindritesse laseb. Toitesüsteemi kuuluvad bensiinipump, karburaator koos õhufiltriga, sisselasketorustik ja bensiinipaak. Viimane asub mootorist eemal. Paagist karburaatorisse pumbatud bensiin seguneb filtrist tuleva õhuga. Kui klapp on avatud, imetakse segu sisselasketorustiku kaudu silindrisse.
Süütesüsteem tekitab silindris vajalikul hetkel sädeme, et küttesegu süttiks. Süütesüsteemi kuuluvad katkestijaotur, süütepool ja küünlad.
Õlitussüsteem toimetab hõõrdepindade vahele õli, et vähendada kulumist ja kuumenemist. Õlitussüsteemi osad on õlipump, filter ja kanalid.
Jahutussüsteem piirab temperatuuri tõusu, et mootori osad end paisumise tõttu kinni ei kiilusks ning laagrid ja õli ülemäära ei kuumeneks. Jahutussüsteemi kuuluvad veesärk, veepump, ventilaator , jahutusradiaator ja termostaat .

Töötsükkel

Surnud seis on kolvi äärmine asend. Plokipoolset surnud seisu nimetatakse ülemiseks, väntvõllipoolset alumiseks.
Kolvikäigu all mõeldakse kolvi liikumist ühest surnud seisust teise ja selle teekonna pikkust.
Taktiks nimetatakse ühe kolvikäigu jooksul silindris toimuvat protsessi. Taktid on sisselase, surve, töö ja väljalase.
Töötsükkel on mootoris korduv protsess – kõigi taktide summa.
Töösegu sisaldab peale küttesegu veel eelmisest tsüklist silindrisse jäänud põlemissaadusi (jääkgaas).
Mahud. Mahtu, mille ulatuses kolb liigub, nimetatakse silindri töömahuks. Mootori töömaht on kõigi silindrite töömahtude summa. Kui kolb asub ülemises surnud seisus, jääb tema kohale põlemiskambri maht. Töömahu ja põlemiskambri mahu summa moodustab üldmahu.
Surveaste. Surveastmeks nimetatakse silindri üldmahu ja põlemiskambri mahu suhet. See on eri marki mootoritel 7...9. Surveastmest sõltub, missugust bensiini tohib mootor tarvitada. Suurema surveastmega mootor on võimsam ja kulutab vähem bensiini.
Pöörlemissagedus on väntvõlli pöörete arv ajaühikus.
Koormus on võrdeline ühe tsükli jooksul tehtud tööga.
Võimsus on väntvõlli poolt sekundis tehtav töö. Võimsus on võrdeline koormuse ja pöörlemissagedusega.
Kuidas siis mootor töötab? Meil on neljataktiline bensiinimootor, mille ühe silindri töötsüklit vaatamegi:
1. takt - sisselase. Avatud on sisselaskeklapp ning kolb liigub allapoole. See tõmbab silindrisse küttesegu, mis koosneb õhust ning pihustunud bensiinist. Küttesegu täidab vähemal või suuremal määral kolvi allapoole liikumisel vabaneva ruumi ning sisselaskeklapp hakkab sulguma.
2. takt - surve. Sisselaskeklapp on kinni ja kolb hakkab ülespoole liikuma, surudes küttesegu kokku. Päris takti lõpus paneb süüteküünal segu põlema.
3. takt - töötakt. Segu põleb ning põlemisel tekkivad gaasid hakkavad kiiresti paisuma ning kolbi allapoole suruma . Siin tehakse tegelikku tööd.
4. takt - väljalase. Avaneb väljalaskeklapp ning üles liikuv kolb surub põlemisjäägid silindrist välja. Takti lõpuks avaneb sisselaskeklapp, kolb hakkab allapoole liikuma ning kõik algab otsast peale.
Nagu näha, tehakse tegelikku tööd vaid ühe takti ajal, mistõttu mootori tööshoidmiseks on vajalik hooratas, mille inerts aitab mootorit teistest taktidest "läbi vedada". Sellel põhjusel on ka väikse silindrite arvuga mootorid ebaühtlasema käiguga. Loomulikult ei toimu rohkemasilindrilistes mootorites kõikide silindrite töötaktid korraga - see annabki neile ühtlasema käigu, kuna tööd ei tehta ainult poole väntvõllipöörde jooksul iga kahe täispöörde kohta, vaid näiteks V8 puhul on igal ajahetkel töötakt vähemalt kahes silindris.
Kõrvalolevale joonisele on märgitud kolvi kõige madalam ja kõige kõrgem asend töötsükli käigus - vastavalt alumine surnud seis ehk A.S.S. nimetavad ning ülemine surnud seis Ü.S.S. .Nende vahet nimetatakse mootori kolvikäiguks (S) ning koos silindri läbimõõduga (B) võimaldab see arvutada ruumala Vh, mis jääb ülemise ja alumise asendi vahele ning mida nimetatakse silindri töömahuks; korrutatuna silindrite arvuga (ehk siis kaheksaga) annab see mootori töömahu.
Joonisel on näha veel kaks ruumala: silindri üldmaht Vt ja silindri maht, kui kolb on ülemises surnud seisus (Vc). Nende kahe ruumala suhet nimetatakse surveastmeks, mis näitab, kui palju segu survetakti ajal kokku surutakse. Surveaste on üheks mootori võimsust mõjutavaks teguriks. Kuid millest veel sõltub mootori arendatav võimsus?
Mootori arendatav võimsus hp sõltub kahest tegurist: pöördemomendist tq ning pöörete arvust rpm, mille juures mootor mingit pöördemomenti arendab. Korduse mõttes toome veel kord ära võimsuse valemi:
Nagu näha, saab mootori võimsust suurendada kasvatades kas pöörete arvu või pöördemomenti. Pöördemoment omakorda sõltub otseselt sellest rõhust, millega põlevad ja paisuvad gaasid kolbi töötakti ajal allapoole suruvad. Selleks, et rohkem põlevaid gaase saada, tuleb silindrisse saada võimalikult palju kütust ning õhku, mis sisaldab hapnikku, ilma milleta põlemine võimalik pole. Väga umbkaudselt võib öelda, et 1 kg bensiini põletamiseks läheb 14 kg õhku.
Selgub , et tehniliselt on kütust suhteliselt lihtne aina juurde kallata, kuid piirav faktor on just mootori võime läbi õhufiltri ja muu sisselaske üks korralik silindritäis õhku sisse tõmmata ning tavaliselt ei suudagi silinder sisselasketakti vältel kogu oma töömahtu õhuga täita. Mida suurem see töömaht on ja mida suurema osa sellest mootor õhuga täita suudab, seda suuremat võimsust saab ta arendada.
Mootorijupid, mis pole otseselt seotud õhu ja kütuse sissehingamise , süütamisega ja väljapumpamisega, peavad tagama vaid selle, et kogu tekitatav võimsus ülejäänud juppe ära ei lõhuks, üles ei sulataks ja piki rajaäärt laiali ei pilluks. Ometi alustaks mootori detailide kirjeldamist just sellistest komponentidest. Esimesena võiks vaadelda mootoriplokki.

Mootoriplokk

Mootoriplokk on mootori kõige suurem osa, mille külge kinnitub enamus ülejäänud juppe ja mille sisemuses suur osa tegevusest aset leiabki.
Plokk on enamasti valmistatud kas malmist või alumiiniumisulamist. Klassikalistel muskelautodel kasutati peaaegu eranditult malmplokke, mis olid odavamad ning vastupidavamad. Alumiiniumplokke kasutatakse rohkem tänapäeva mootorites.
Ploki üheks omaduseks on see, kui suurt mootorit tema sisse ehitada võimalik on, s.t. kui suur maksimaalne silindri läbimõõt, mida on võimalik plokki puurida, ilma et silindrite seinad liiga õhukeseks läheksid, ja kui suur on maksimaalne kolvikäik, mida antud plokk võimaldab. Need kaks suurust annavad mootori töömahu.
Ploki üheks omaduseks tugevus. Üldjuhul pole probleeme silindriseinte vastupidavusega gaaside põlemisele ja survele. Küll aga on probleemiks ploki alumise osa tugevus, kus gaaside surve kepsude ja väntvõlli abil pöördliikumiseks muudetakse. Probleemne on just väntvõlli kinnitus ning ploki tugevus kinnituspiirkonnas. Väntvõlli hoiavad kohal raamlaagrid.

Väntvõll

Alustades altpoolt on esimene komponent väntvõll. Sellest, miks väntvõll peab tugev olema, annab ehk ettekujutuse see, et näiteks Hemi kolb-kolvisõrm-keps kaaluvad kokku 1,5 kuni 2 kilo ja selliseid asju on väntvõllil 5000 pöörde juures kaheksa tükki küljes rippumas ja seda ise suunas kiskumas.
Ülevalpool peavad kolvid vastu võtma kogu põlemisrõhu ja temperatuuri, millest tulenevalt ei saa neid ka just õhkõrnu teha. Seda eriti nitro või kompressori kasutamise korral. Ja vahest kõige raskemas olukorras on kepsud, kes peavad väntvõlli ja kolbide vahel kuidagi hakkama saama.
Väntvõll on mootoris väga keskne komponent, mis muudab kolbide üles-alla liikumise pöördliikumiseks, mis lõpuks paneb pöörlema rattad . See, kas rattad ka kenasti kohapeal ringi käia suudavad, jällegi väntvõlli omadustest eriti ei sõltu, välja arvatud niipalju, et väntvõll määrab kindlaks mootori kolvikäigu, mis koos silindri läbimõõduga annab töömahu, millest omakorda sõltuvad pöördemoment ja võimsus.
Väntvõlli küljes ripuvad suhteliselt rasked ja väga kiiresti liikuvad ning suunda muutvad kepsud ja kolvid. Seepärast polegi väntvõll lihtne vänt, vaid kepsude kinnituskohtades on vastukaalud , milles eesmärgiks on pöörlemisel tekkivaid jõude tasakaalustada. Probleeme põhjustab ka see, et eri silindrites toimuvad korraga erinevad taktid, mõnes tekitab töötakt jõudu, teises vajab survetakt jälle mõningast kaasa aitamist, kõik see põhjustab vibratsiooni ja väntvõlli väänet, mis mõnedel eriti ekstreemsetel juhtudel võib ulatuda kuni 90 kraadini. Mida suurem kolvikäik, pöörded ja pöördemoment, seda tugevam peab väntvõll olema

Kepsud

Keps on ühenduslüliks kolvi ja väntvõlli vahel ning annab kolvi üles-alla liikumise väntvõllile edasi. Nagu öeldud ülalpool, on ta selle rollis pidevalt suure koormuse all. Õigupoolest ongi just kepsud võistlusmootorites kõige enam purunev komponent.
Kepsusid valmistatakse muuhulgas titaanist (eksootiline ja kallis). Vähem eksootilised materjalid on teras ja malm. Sepistatud kepsud on kasutuses paremates tehasemootorites ning pea alati forsseeritud mootorites.
Kepsude tugevust on mingil määral võimalik ka silma järgi hinnata, tugevamad kepsud on üldjuhul märgatavalt ning ka sujuvama kujuga. Kepsude vastupidavuse seisukohalt on oluline ka kepsupoltide kvaliteet.

Kolvid

Kolb on põrandaks põlemiskambrile ning just talle saab osaks põlevate gaaside surve, mille ta siis kepsu kaudu väntvõllile edasi annab. Kolvid on valmistatud alumiiniumisulamist. Levinuimad on valatud kolvid, kuid suurte võimsuste korral, eriti nitro ja ülelaadimisega, osutuvad vajalikuks (sepistatud) kolvid.
Klobide puhul on oluline osa ka kolvirõngastel, mille eesmärgiks on tagada, et kolb silindris tihedalt liiguks ja küttesegu põlemisel tekkiv surve ei läheks kolvist mööda karterisse ja et õli alt ei tungiks põlemiskambrisse, mis põhjustaks detonatsiooni. Kolvirõngaid on tavaliselt kaks-kolm, ülemine on surverõngas, mille pealmiseks ülesandeks on põlevate gaaside survet ülalpool kolbi hoida ja alumine on õlirõngas, mille eesmärgiks on õli allpool kolbi hoida. Võimalik keskmine rõngas täidab mõlemat ülesannet.
Tuntuimad kolvivalmistajad on Ross, Wiseco, J&E, TRW, Aries , Keith Black (KB)

Surveaste

Kolvist sõltub surveaste, mis omakorda mõjutab mootori võimsust ja kasutatavalt bensiinilt nõutavat oktaaniarvu. Surveaste on see suhtarv , mis näitab mitmekordselt küttesegu survetakti käigus kokku surutakse. Lihtsustatult öeldes, mida rohkem küttesegu enne süütamist kokku surutakse, seda suuremat rõhku saab ta plahvatamisel kolvile avaldada, millest omakorda tuleneb suurem pöördemoment ja võimsus.
Seda, millise surveastme juures mingi konkreetne kütus veel detonatsiooni põhjustama ei peaks, näitab tema oktaaniarv . Jällegi lihtsustatult, jagades bensiini 98E oktaaniarvu 98 kümnega, saame, et ta peaks toime tulema surveastmega 9,8; 95E järelikult aga 9,5ga. Sellel põhjusel on tänapäeva mootorite surveastmeks u. 9-10.
Kvaliteetse bensiini ja sobivate plokikaante korral on siiski ka tänapäeval võimalik kasutada surveastmeid kuni 11ni, näiteks nagu ZR-1 Corvette'i mootor.

Karburaator

Kui kolb hakkab mõnes silindris allapoole liikuma, tekib hõrendus ehk vaakum , mis ulatub avatud sisselaskeklapi ja kollektori kaudu karburaatorini alumise pooleni välja. Kuna karburaatori all on vaakum, kütus ujukikambris on aga atmosfäärirõhu all, imetakse kütus läbi pihusti lõõri, kus ta allapoole liikuvas õhuvoolus pihustub ja aurustub . Ongi küttesegu kokku segatud ning valmis silindrisse suunamiseks.
Küttesegu hulka reguleerib seguklapp, mida on joonisel poolavatuna kujutatud. See avaneb ja sulgub vastavalt gaasipedaali tallamisele juhi poolt. Kui gaas põhja tallata, avaneb klapp rohkem, lastes rohkem õhku endast mööda, ja seda rohkem pihustub ka kütust. Järelikult vajutades gaasi, reguleerime otseselt õhu hulka, ning karburaator segab lihtsalt vajalikul määral bensiini juurde. Vähemalt ideaalis peaks see nii olema, kuid tegelikult ei tule nii lihtne süsteem sellega päriselt toime, ning karburaatoril on täiendavad süsteemid, mis hoolitsevad selle eest, et küttesegu oleks sobiva koostisega nii käivitamisel, tühikäigul, väikese ja suure koormuse korral ning kiirendades. Näitena sellisest süsteemist võikski tuua kiirenduspumba.
Selgub, et kui gaas põhja tallata, näiteks enam-vähem täiega kiirendades, läheb seguklapp küll lahti ja õhkugi hakkab voolama, kuid ülalpool kirjeldatud lihtkarburaator ei suuda piisavalt kiirelt tagada vajaliku kogust lisakütust. Vajutad gaasi põhja, autot aga tabab suuremat sorti köhahoog ja viitsimatus paigalt minna. Mõistagi ei saa seda lubada ja seepärast on karburaatoril kiirenduspump - süsteem, mis mehaaniliselt pumpab sellises olukorras kütust juurde.
Karburaatori puhul on oluline veel tema 'suurus', mis näitab, kui palju õhku on ta teoreetiliselt suuteline läbi laskma . Karburaatori mahu, mida mootor vajab, saab umbkaudselt arvutada järgmise valemiga: (CID x RPM x VE) / 3464. CID tähistab mootori töömahtu kuuptollides, RPM mootori maksimaalseid pöördeid ning VE on mahuline efektiivsus mille praegu võtame ta võrdseks 0,9-ga, vähem forsseeritud mootoritel on ta u. 0,8 ja võistlusmootoritel 0,95 või üle.

Sisselaskekollektor

Sisselaskekollektorit on vaja selleks, et karburaatoris valminud küttesegu võimalikult ühtlaselt ja sujuvalt kõikide silindriteni viia. Sisselaskekollektorid on valmistatud üldjuhul malmist või alumiiniumist, mis on parem, peamiselt seepärast, et on kergem.

Sissepritse

Kütuse sissepritse põhimõte seisneb selles, et kütust ei pihusta õhu sekka mitte õhusurve karburaatoris ning vastavalt vajadusele karburaatori abisüsteemid, vaid konkreetne seade, mis pritsib surve all kütust vastavalt mootori vajadustele. Esiteks võib sellised sissepritsesüsteemid jagada mehaanilisteks ja elektroonilisteks.
Elektroonilise sissepritse (EFI) alguseks võib lugeda 1980-ndate aastate algust, kus insenerid olid sunnitud otsima karburaatorist efektiivsemaid ja täpsemaid küttesegu segamise meetodeid, et rahuldada järjest karmistuvaid keskkonnakaitseliste eesmärkidega normatiive.

Väljalase

Jättes vahele teema, kuidas küttesegu sisselaskekollektorist silindrisse saab ja põlemisjäägid omakorda silindrist välja saavad, räägime hästi lühidalt vaid sellest, et põlemisjäägid tuleb kuidagi kokku koguda, et need siis lõpuks ühe (või soovitavalt kahe) toru kaudu välja saata. Seda tööd teevad väljalaskekollektorid. Neid on kaks, kuna õhk liigub V8 mootorile keskelt sisse ning külgedelt välja, seega on kummalgi mootoripoolel oma väljalaskekollektor.
Plokikaaned on tavaliselt maksimaalse õhuvoolu saavutamisel kriitilisemad kui sisselaskekollektor, kuna plokikaantesse on avarate ja sujuvate portide ( kanalite ) mahutamine märksa keerulisem. Nukkvõll omakorda määrab aga kindlaks kogu õhuvoolu ajastuse muu mootoris toimuva suhtes.

Plokikaaned

Plokikaaned on jällegi mootori jõudluse seisukohalt väga olulised komponendid. Neid on V8 mootoril alati kaks, seepärast on ka sõna kasutusel enamasti mitmuses. Plokikaaned on kinnitatud mootoriploki peale ning neis on iga silindri kohal põlemiskamber, klapid, mis küttesegu vajalikul hetkel silindrisse ja põlemisjäägid sealt välja lasevad ning samuti koht süüteküünla jaoks. Plokikaane küljes on ka osa klapiajamist, mis klappe vajalikul hetkel avab ja sulgeb.
Plokikaaned on valmistatud kas malmist või alumiiniumist. Paremaks tuleks lugeda alumiiniumkaasi, eelkõige kuna nad on kergemad ja lihtsamini töödeldavad. Enamusel 60-ndate muskelautodest olid siiski malmkaaned.
Plokikaanes on ka sisse- ja väljalaskekanalid mis ühendavad vastavalt sisselaskeklappi sisselaskekollektoriga ja väljalaskeklappi väljalaskekollektoriga.
Plokikaane omadused sõltuvad eelkõige sisse- ja väljalaskekanalite kujust ja suurusest , klappide läbimõõdust ja paigutusest, põlemiskambri kujust ja suurusest ning süüteküünla paigutusest põlemiskambris.

Klapiajam

Allpool on lihtsustatud joonis klapiajamist, mille ülesandeks on klappide õigeaegne liigutamine.
Kõige all pöörleb nukkvõll, võll, millel on iga klapi jaoks oma ekstsentriline osa, mis pöörlemisel põhjustabki üles alla-liikumise, mis ülejäänud klapiajami kaudu klapile edasi antakse. Nukkvõll pöörleb kaks korda aeglasemalt kui väntvõll, kuna mootori üks neljataktiline töötsükkel leiab aset kahe väntvõllipöörde jooksul, ühe töötsükli ajal on aga klappe vaja liigutada vaid üks kord.
Nukkvõlli vastu toetub tõukur, mis libiseb piki nuki kontuuri ja hakkab seda järgides üles-alla liikuma.
Järgmine lüli klapiajamis on tõukurvarras, mis tõukuri liikumise ülespoole plokikaanes olevale nookurile  edasi annab. Rocker on üleval pildil see jupp, mis pidevalt edasi-tagasi kõigub. Rocker annab tõukurvarda liikumise klapile edasi, aga üldjuhul pole ta võrdõlgne, vaid klapipoolne õlg on pikem, tavaliselt 1,5 kuni 1,7 korda.
Oluline osa klapiajamist on ka klapivedru. Klapivedru peab olema seda jäigem, mida järsem on nukkvõll ja mida kõrgemaid pöördeid kasutatakse, et tagada, et klapp õigeaegselt sulguks ja tõesti tihedalt nukkvõlli kontuuri jälgiks ja sellel hüppama ei hakkaks . Näiteks 5000 RPM juures peab klapp avanema ja sulguma 2500 korda minutis ehk üle neljakümne korra sekundis. Selle jaoks on mõistagi tarvis üsna jäikasid klapivedrusid: et klapivedrusid suruda kokku selliselt, mis vastaks klapi avatud asendile, on vaja raskust 150-300+ kg. Mõistagi pole kerge ka ülejäänud klapiajamil sellist jõudu 40 korda sekundis rakendada ning mida jäigem klapivedru, seda rohkem kulub kogu klapiajam.

Nukkvõll

Nüüd tuleme siis komponendi juurde, mis kogu klapiajami liikuma paneb ja mida on kutsutud ka mootori 'ajuks' kuna ta mõjutab nii oluliselt kõige mootoris toimuva ajastust.
Nagu ülalpool selgus, on nukkvõllil iga klapi jaoks oma nukk , mis seda klappi vajalikul hetkel avab ja sulgeb, kokku seega 16 nukki.
Kompressoriga mootorite puhul on aga VE päris pikalt üle 100%, milles tuleb ka kompressormootorite tavalisest suurem võimsus.
Siinkohal võiks ära tuua ühe valemi, mille järgi on võimalik umbkaudselt hinnata mootori võimsuspotentsiaali:
HP on umbkaudne maksimumvõimsus,
AP atmosfäärirõhk, selles valemis väljendatud naelades ruuttolli kohta, pound per square inch, PSI, normaalrõhk on 14,7 PSI,
CR on mootori surveaste,
VE on nüüd juba tuttav täiteaste (mahuline efektiivsus),
CID on mootori töömaht kuuptollides; RPM pöörete arv, mille juures maksimumvõimsus saavutatakse ,
Näiteks leiame veidike forsseeritud 426 CID mootori umbkaudse tippvõimsuse, võttes surveastmeks 11, VE = 90% ehk 0,9 ja pööreteks 6500. Saame:

Süüde

Rääkides sündmuste ajastamisest mootoris, ei saa mööda minna ka küttesegu õigeaegsest süütamisest. Jälle kord pole olukord nii lihtne, et süüteküünal annab sädet siis, kui kolb on täpselt oma ülemises surnud seisus. Kuna küttsegu ei põle hetkeliselt, on vajalik teatav ennetamine, et saavutada suurim rõhk selleks ajaks, kui kolb hakkab allapoole liikuma. Kui süütamisega hiljaks jääda, kahaneb kolvile edasi antav energia ning osa põlemisest võib suisa väljalaskekollektorisse kanduda. Samas ei saa segu süüdata ka liiga vara, sest siis peab kolb vastu liiga vara kasvavat rõhku ülespoole rügama, mis sööb kõvasti võimsust. See kui palju varem tuleb segu süüdata, sõltub segu põlemise kiirusest, mis omakorda sõltub kolvi ja põlemiskambri kujust ning süüteküünla paigutusest. Mida soodsamad need on, seda väiksemat eelsüütenurka on vaja; näiteks on kasulik, kui süüteküünal paikneb silindri keskel. Arusaadavalt kasvab vajalik eelsüütenurk pöörete kasvades, kuna siis peab kõik toimuma veelgi kiiremini.

Kokkuvõte

Sisepõlemismootor on auto liikumapanevaks jõuks. Samas on auto inimese ruumilist käitumist enim mõjutanud leiutis. Auto on muutnud meid liikuvaks. Massiline autokasutus on ülimalt keskkonnavaenulik. Seega oli sisepõlemismootori leiutamine ja arendamine 20. sajandi algul olulise tähtsusega, mis viis sõidukite arvu ülikiirele kasvule ning nafta ulatuslikule kasutamisele. Järjest halvenev keskkonnaseisund ja naftavarude lõppemine sunnib käesoleval sajandil otsima uusi teid energiamajanduses . Mõõtmetelt väiksemad masinad ja seadmed ning ökonoomsemad mootorid kasutavad vähem energiat. Siiski on nafta tänpäeval kõige enamkasutatav energialiik ja peamine mootorikütuse tooraine.
Selles referaadis kasutasin mitmeid antud teemaga seotud allikaid. Algul tundus sisepõlemismootor ja sellega seonduv pisut keeruline. Kuid mulle meeldis küllaltki lihtsas keeles kirjutatud Kalju Aleksiuse Autoaabits, mis on iseenesest küll veidi vananenud variant, kuid tekst oli ülimalt lihtsustatult üles ehitatud. Seda oli väga huvitav lugeda. Entsüklopeedia omakorda annab sisepõlemismootorist üsna kuivalt teadusliku ülevaate. Ühiskonnageograafia õpik kõneleb sisepõlemismootorist keskkonna vaatevinklist, mis on väga paeluv, alati ei tule ise selle pealegi, et ka selline teos võib antud teemat huvitavamaks muuta. Internetis on ka väga palju materjali sisepõlemismootori kohta, materjali on aga küllaltki hajutatult, annab otsida, et leida antud teemaga haakuvat.
Iseenesest mõista ei ole sisepõlemismootor ja selle üldehitus raskesti mõistetav. Teema nõuab veidi süvenemist ja loogilist mõtlemist. Et meil kodus on auto ja seda remontida oskav isa olemas, ei olnud see teema minu jaoks raske. Olen mootorit reaalselt lahtivõetuna näinud ning see tundus mulle ülimalt huvitav olevat. Olen lugenud lisaks sisepõlemismootori ajaloost ja loojatest.
Lõpetuseks võin öelda, et antud teema oli minu jaoks huvitav, sain teada palju fakte, millest enne ei teadnud. Sisepõlemismootorist võib kirjutada palju rohkem kui näiteks selles töös on. Antud teemas on avastamata mitmeid tahke, on mitmeid uusi mootori modifikatsioone loodud, on veel palju muid sellega seonduvaid teemasid, mida võiks edasi uurida (nt. autotööstus üldiselt või ka näiteks hübriidautod ja nende töö põhimõte).

Kasutatud kirjandus

http://www.miksike.ee/

http://www.kool.ee/?195

http://et.wikipedia.org/wiki/Sisep%C3%B5lemismootor

http://en.wikipedia.org/wiki/Internal_combustion_engine

Kalju Aleksius „Autoaabits”, Tallinn „Valgus”, 1980

„Maailma ühiskonnageograafia”, „Eesti Loodusfoto” Tartu, 2003

„Eesti Entsüklopeedia 8”, Tallinn Eesti Entsüklopeedia kirjastus, 1995
16