Sisepõlemismootor (2)

Sisepõlemismootor on jõumasin, mis muundab vedel- või gaasikütuse põlemisest saadud energia, mehaanilseks energiaks..
Põlemise tagajärjel paisunud gaaside energia kantakse üle kolvile, mis omakorda hakkab liikuma ning kannab kepsu kaudu jõu üle väntvõllile. Viimane hakkab pöörlema ning seda pöörlemist saab rakendada erinevate mehhanismide käitamiseks.
Eksisteerib kahte liiki sisepõlemismootoreid: Neljataktilised ja kahetaktilised. Tänapäeval on enamlevinud neljataktilised sisepõlemismootorid, mis on suurema kasuteguriga, võimsamad, keskkonnasõbralikumad ning vaiksemad .
Kahetaktilisi mootoreid kasutatakse tänapäeval mootorratastel, paatidel, mootorsaanidel ning muudel väiksematel liiklusvahenditel. Kahetaktilist mootorit kasutatakse veel ka väiksemate statsionaarsete seadmete nagu generaatorid , pumbad käitamiseks ning ka väiksemate tööriistade nagu mootorsaed, muruniitjad ja muud töövahendid, mis vajavad autonoomset jõuallikat.

Mõisted

Takt - kolvi liikumise ajal ühest surnud seisust teise toimuvaid protsesse nimetatakse taktiks.
Surnud seis - kolvi ülemist ja alumist piirasendit, kus kolb muudab oma liikumise suunda, nimetatakse vastavalt ülemiseks ja alumiseks surnud seisuks.
Kolvikäik - on teekond , mille kolb läbib liikumisel ühest surnud seisust teise.
Töömaht - Ruumi, mille kolb vabastab liikudes ülemisest surnud seisust alumisse nimetatakse silindri töömahuks. Ruumi, mis jääb pealepoole kolbi, selle ülemises surnud seisus nimetatakse põlemiskambri mahuks. Töömahu ja põlemiskambri mahu summat nimetatakse üldmahuks. Mitmesilindriliste mootori kõigi silindrite töömahtude summat nimetatakse mootori töömahuks. Väiksematel mootoritel tähistatakse töömahtu kuupsentimeetrites, suurematel mootoritel liitrites.
Surveaste - on üldmahu ja põlemiskambri mahu suhe.

Sisepõlemismootorite tüübid

Kahe- ja neljataktilised mootorid jagunevad omakorda bensiini (gaasi) ja diiselmootoriteks. Sisepõlemismootoreid liigitatakse veel, sõltumata kütusest või taktide arvust, õhkjahutusega ja vesijahutusega mootoriteks. Sisepõlemismootorid erinevad ka silindrite arvu ning silindrite asetuse poolest:
- 1 silindriline (1)
- Ridamootor (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16)
- V-Mootor (2, 4, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 24)
- Boksermootor (2, 4, 6, 8, 12)
- VR-Mootor (5, 6, 8, 12, 16)
- W-Mootor (3, 8, 12, 16)
- U-Mootor (4, 12, 16)
- Y-Mootor (3, 6, 12, 18, 24)
- H-Mootor (16, 24, 40)
- X-Mootor (16, 24)
- Tähtmootor (3, 5, 7, 9, 11) (Lennukimootor)
- Ridatähtmootor ((6x2=12, 4x3=12, 6x4=24, 4x5=20, 2x6=12, 4x6=24, 6x6=36, 3x7=21, 4x7=28, 6x7=42, 8x7=56, 4x9=36) (Lennuki ja laevamootor)
- Mitmesektsiooniline tähtmootor (2x7=14, 2x9=18, 4x7=28) (Lennukimootor)
- Pöördkolb- ehk Wankelmootor
(sulgudes on võimalik silindrite arv, rasvaselt on tänapäeval maismaasõidukitel kasutatavad mootorid)
Neljataktiline sisepõlemismootor on tänapäeval kõige levinum jõuallikas autodele , mootorratastele, laevadele (paatidele) aga ka statsionaarsetele seadmetele (elektrigeneraatorid, pumbad, kliimaseadmed j.n.e.).
Neljataktilise sisepõlemismootori tööpõhimõte seisneb kütuse ( bensiin , diiselkütus, maagaas, puugaas j.n.e.) põlemisel saadava energia muutmisest mehaaniliseks energiaks.
Neljataktilise mootori põhiosadeks on mootoriplokk , karter , väntvõll koos hoorattaga, silinder , kolb, keps (v.a. Wankelmootor) sisse- ja väljalaske klapid , nukkvõll(id), ning sõltuvalt mootori tüübist süüteküünal ja/või pihusti .
Neljataktilse sisepõlemismootori töötaktid.
Neljataktilisel mootoril on lisaks töötaktile, mille ajal toimub põlevate gaaside energia edastamine väntmehhanismile, vaja lisaks kolme abitakti.
1. Takt. Sisselasketakt . Takti alguses avaneb sisselaske klapp . Väljalaske klapp on suletud. Kolb liigub silindris alla, tekitades hõrenduse ning sellega imetakse silindrisse sisselaskeklapi kaudu värske küttesegu ( diiselmootori puhul õhk). Takt lõpeb, kui kolb on jõudnud niinimetatud alumisse surnud seisu.
2. Takt. Survetakt. Sulgub sisselaske klapp. Kolb hakkab liikuma ülesse surudes silindris küttesegu (diiselmootori puhul õhku) kokku. Veidi enne, kui kolb jõuab niinimetatud ülemisse surnud seisu tekitab süüteküünal sädeme, mis süütab kokkusurutud küttesegu. Diiselmootoril pritsitakse sel hetkel silindrisse kütus, mis süttib kõrge rõhu alla kokku surutud ning seetõttu kuumenenud õhust.
3. Takt. Töötakt. Põlema süttinud kütusest tekivad gaasid paisuvad kiiresti kõrgele rõhule ning suruvad kolvi alla. Kolb annab selle surve kepsu kaudu edasi väntvõllile, andes sellele pöörlemiseks hoogu.
4. Takt Väljalasketakt. Kui kolb jõuab alumisse surnud seisu, avaneb väljalaske klapp. Kolb hakkab liikuma ülesse surudes ärapõlenud gaasid läbi väljalaskeklapi välja. Kui kolb jõuab uuesti ülemisse surnud seisu algab jälle 1. takt.
Neljataktilist mootorit käivitatake tavaliselt elktristarteri ehk käivitiga, mis paneb mootori väntvõlli pöörlema kuni mootori käivitumiseni. Peale mootori käivitumist tagab selle sujuvat tööd väntvõllile kinnitatud hooratas , mille ülesandeks on leevendada töötakti ajal tekkivat järsku jõumomenti ning sisselaseke- ja survetakti anda kolvile liikumisenergiat.
Nelataktilist sisepõlemismootorit nimetatakse ka Otto- mootoriks , selle leiutaja Nikolaus August Otto järgi