Procesy ve spalovacích motorech
Spalovací motory automobilů a jiných motorových vozidel přeměňují energii chemicky vázanou v palivu na mechanickou práci. Výkon, který motory vytvářejí, vzniká přetvořením chemické energie vázané v palivu na teplo a přeměnou tohoto tepla na mechanickou práci. Přeměna chemické energie na teplo probíhá spalováním, přeměna tepelné energie v mechanickou práci jejím přenesením na pracovní medium, jehož tlak proto stoupne a při návazném rozpínání (expanzi) vykonává práci.
Jako pracovní media přicházejí v úvahu buď kapaliny, které dosahují vzrůstu pracovního tlaku fázovou přeměnou (vypařováním), nebo plyny, které toho dosahují svojí stlačitelností.
Palivo sestává většinou z uhlovodíků a k jeho spalování je nezbytný kyslík, obvykle přiváděný s nasávaným vzduchem. Palivem může být buď automobilový benzin, jehož směs se vzduchem se zapálí zážehem, obvykle elektrickým výbojem přivedeným z vnějšího zdroje, nebo motorová nafta, která se vznítí, když je vzduch potřebný k jejímu zapálení stlačen natolik, že jeho teplota dosáhne zápalné teploty paliva (nafty). Podle způsobu zapálení tady dělíme motory na zážehové a vznětové.
Pro zajištění trvalého chodu motoru musí být zajištěno pohlcování tepla pracovního media tak, aby mohl probíhat kruhový děj. Tedy obnovení počátečních tepelných, tlakových a objemových podmínek.
Jestliže se pracovní medium při pohlcování tepla změní, např. použitím části svých složek jako oxidačního prostředku, je jeho návrat do výchozího stavu možný jen výměnou. Tedy shořelé plyny jsou vytlačeny a do pracovního prostoru se přivede nová náplň. U pístových motorů (na rozdíl od turbín) tento děj probíhá cyklicky.
Proces, podle kterého v pístovém motoru probíhá přeměna energie přiváděné palivem, se nazývá pracovním oběhem. Rozeznáváme dvoutaktní a čtyřtaktní pracovní oběh.
Spalovací motory mohou být zkonstruovány s přímočarým vratným pohybem pístu nebo s krouživým pohybem (Wankel).
Přímočarý vratný pohyb pístu
U těchto motorů se píst pohybuje mezi horní a dolní úvratí. Jejich vzdálenost se nazývá zdvih. Dobu pohybu mezi úvratěmi nazýváme takt. Přeměna tlakové energie vzniklé při hoření směsi paliva se vzdušným kyslíkem na mechanickou práci se uskutečňuje tlakem na horní plochu pístu. Výsledná síla, která při tom vzniká se přenáší ojnicí na klikovou hřídel - ojnice transformuje sílu na kroutící moment. Vodící dráhou pístu je přitom pracovní válec.