2 VISOKA TEHNIČKA ŠKOLASTRUKOVNIH STUDIJAKRAGUJEVAC

Studijski program Motori i vozilaPredmet Motori SUS I

DEFINICIJE PODELA I VRSTA MOTORA

- seminarski rad -

Autori

1 1902011 Branimir Živanović _______________

Predmetni nastavnik

Dr Dušan Nestorović prof

Datum 06032013 godine

2

Sadržaj

1 UVOD 3

2 TOPLOTNI MOTORI4

21 Toplotni motori sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS ndash motori)4

211 Klipni motori sa aksijalnim klipovima (klipni motori SUS) 4

212 Klipni motori sa rotacionim klipovima tako zvani Vankel (Wankel) motori12

213 Gasno turbinski motor kao pogonski agregat vozila 14

22 Toplotni motori sa spoljašnjim sagorevanjem (SSS ndash Motori) 15

221 Stirling motor15

3 VOZILA SA ELEKTRO POGONOM (ELEKTRO MOTOR) 17

4 HIDRO MOTORI 17

5 PNEUMATSKI MOTORI 18

6 ZAKLJUČAK19

7 LITERATURA 20

3

1 UVOD

Pod pogonskim agregatima se uobičajeno naziva uređaj koji daje vučnu silu ipogonsku snagu vozilu S obzirom da se radi o uređaju koji neku vrstu energije prevodi umehanički rad takav uređaj se opšte naziva - motor

Sa aspekta kako motori koriste energiju postoje dve osnovne grupe pogonskih motorapogodnih za korišćenje u motornim vozilima

minus motori koji vrše transformaciju neke vrste energije u mehanički rad iminus motori koji koriste akumuliranu energiju

U tom smislu postoji više različitih klasifikacija motora ali najčešće korišćena inajvažnija je ona koja klasifikuje motore prema tome koja se energija prevodi u mehaničkirad tako da se uopšteno govoreći može govoriti o sledećim vrstama

- Toplotni motori sa svojim podvrstama

minus toplotni motori sa unutrašnjim sagorevanjem sa svojim podvrstama

klipni motori sa podvrstama- klipni motori sa aksijalnim klipovima (klipni motori SUS)- klipni motori sa rotacionim klipovima tako zvani Vankel (Wankel)

motori gasne turbine

- toplotni motori sa spoljnim sagorevanjem odnosno parni motori sa svoje dvepodvrste

klipni parni motori (mašine) parna turbina stirling motor

- Elektro motori

- Hidro motori

- Pneumatski motori

Od navedenih vrsta motora neki su motori pogodni za korišćenje u vozilima i koriste sekao na primer toplotni i elektro motori dok se pneumatski i hidro motori ne koriste uvozilima kao glavni pogonski agregati već obično za pogon pomoćnih uređaja na vozilu

Kao glavni pogonski agregat vozila istorijski gledano u početku je dominirala parnamašina kao jedna vrsta toplotnih motora Pronalaskom motora sa unutrašnjim sagorevanjemod tada do danas kada se govori o pogonskim sistemima vozila u principu se misli i govorisamo o toplotnim motorima sa unutrašnjim sagorevanjem i to grupi klipnih motora

Naravno ljudski ume ne miruje a gonjen zahtevima koji se postavljaju pred vozila imotore ali i zahtevima očuvanja zdravlja čoveka i njegove okoline u budućnosti se očekujedominacija elektromotora

4

2 TOPLOTNI MOTORI

Klipni motori sa unutrašnjim sagorevanjem se svrstavaju u vrstu motora koji hemijskuenergiju goriva sagorevanjem pretvaraju u toplotnu a potom ovu energiju prevode umehanički rad te stoga uopšteno pripadaju grupi takozvanih toplotnih motora

Toplotni motori zavisno od načina pretvaranja toplotne u mehaničku energiju moguse podeliti toplotne motore sa spoljnim (SUS ndash motori) i motore sa unutrašnjim sagorevanjem(SSS ndash motori) Suštinska razlika između klipnih motori sa spoljašnjim i unutrašnjimsagorevanjem ustvari proizilazi iz mesta i načina prevođenja toplotne energije u mehaničkirad kao i iz toga šta je radni medijum

21 Toplotni motori sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS ndash motori)

Pod pojmom motorom sa unutrašnjim sagorevanjem (motori SUS) podrazumeva semašina koja sagorevanjem goriva unutar samog motora hemijsku energiju goriva prevodi umehanički rad i pri tome radni medijum su sagoreli gasovi a proces transformacije energije seodvija u samom motoru

Bliže odredbe klasifikacije pojmovi i definicije koje se odnose na motoreSUSdefinisane su standardom SRPS (JUS) ISODIS 2710-1 [1]

211 Klipni motori sa aksijalnim klipovima (klipni motori SUS)

Vrlo široko polje primene motora SUS uslovilo je svojim raznovrsnim zahtevima iveliki broj vrlo različitih tipova i konstrukcija motora SUS Zbog toga se u nastavku dajepodjela motora SUS vrši prema nekim od osnovnih kriterijumima

minus Prema nameni motora

Motori za transportne svrhe (automobilski brodski traktorski lokomotivski itd) Stacionarni motori (pogon u elektranama pumpnim i kompresorskim stanicama

itd) Motori za sportska i trkačka kola i motocikle

minus Prema vrsti goriva

Motori na laka tečna goriva (benzin benzol kerozin hellip) Motori na teška tečna goriva ( dizel gorivo mazut ulje za loženje) Motori na plinovita goriva (prirodni plin propan butanhellip) Motori na mešana goriva-osnovno gorivo je plinovito a za paljenje se koristi tečno

gorivo (dualfuel engine) Višegorivi motori (koriste laka i teška tečna goriva)

minus Prema načinu stvaranja smeše

Motori sa spoljašnjim stvaranjem smeše Smeša se priprema pre ulaska u cilindarmotora (tipičan predstavnik OTO motor izuzev GDI - OTO motora)

Motori sa unutrašnjim stvaranjem smeše Gorivo i vazduh se dovode odvojeno ucilindar gde se vrši mešanje (tipičan predstavnik dizel motor)

5

minus Prema načinu paljenja smeše

Motori sa prinudnim paljenjem smeše sa električnom varnicom (OTO motori) Motori sa samopaljenjem smeše (dizel motori) Motori sa paljenjem plinovitog goriva sa malom količinom tečnog goriva Motori sa prinudnim paljenjem bogate smeše u pretkomori

minus Prema ostvarenju radnog ciklusa

Skica motornog mehanizma sa svim glavnim delovima (Sl 1) Radni prostor motoraformiran je od cilindra (4) koji je sa jedne strane zatvoren cilindarskom glavom (5) a sadruge strane pomerljivim klipom (1) Radni prostor se sastoji od

Vc ndash kompresione zapremine iVh ndash hodne (radne) zapremine

1 ndash klip 2 ndash klipnjača 3 ndash kolenasto vratilo (radilica) 4 ndash cilindar 5 ndash cilindarska glava 6 ndashkarter (donji deo motorskog kućišta) 7 ndash gornji deo motornog kućišta 8 ndash usisni ventil 9 ndashizduvni ventil

Slika 1 Skica glavnog motornog mehanizma klipnog motora sa pravolinijskim oscilatornimkretanjem klipa

gdje se hodna zapremina računa kao

pri čemu je

D ndash prečnik klipas ndash hod klipa

6

Pri radu motora zapremina prostora iznad klipa se mijenja od minimalne (Vmin) domaksimalne vrijednosti (Vmax) pomoću čega se definiše jedan vrlo važan parametar motoratzv stepen kompresije (ε)

Za hod klipa vezan je i pojam ldquotaktrdquo odnosno taktnost motora

minus Prema ostvarenju radnog ciklusa motori se dijele na

Četvorotaktne motore gdje se radni ciklus obavi za četiri hoda klipa ili dva punaobrtaja radilice motora

Dvotaktne motore gdje se radni ciklus obavi za dva hoda klipa ili jedan puniobrtaj koljenastog vratila (radilice)

četverotaktni motor dvotaktni motor

a) - takt usisavanja e) - takt punjenja i ispiranjab) - takt sabijanja f) - takt sabijanjac) - takt širenja g) - takt širenjad) - takt izduvavanja h) - takt izduvavanja i početak punjenja

Slika 2 Taktovi radnog ciklusa četverotaktnog i dvotaktnog motora

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

7

minus Prema načinu regulacije

motori sa kvalitativnom regulacijom (kontroliše se ubrizgavanje goriva) tipičanpredstavnik dizel motor

motori sa kvantitativnom (količinskom) regulaciom gdje se kontrolišeubrizgavanje mešavine gorivo-vazduh - tipičan predstavnik oto motor

minus Prema brzohodosti motori se dijele na

sporohode sa Cm lt 65 ms srednje brzohode sa 65 ms lt Cm lt 10 ms brzohode motore sa Cm gt 10 ms

gdje je

Cm ndash srednja brzina klipan ndash broj okretaja radilice motora

minus Prema odnosu hoda i prečnika klipa (sD) motori mogu biti

kratkohodi sD le 1 dugohodi sD gt 1

minus Prema načinu punjenja motori dele se na

Usisne motore gde se usisavanje vazduha u motor vrši prirodnim putem na osnovurazlike pritiska u okolini i u radnom prostoru koja nastaje kretanjem klipa

Nadpunjene motore gdje se vazduh prethodno sabije i kao takav dovodi u cilindarVazduh se sabije u kompresoru koji može biti pogonjen od motora ili pogonjen odturbine koju pokreću izduvni gasovi svojom ekspanzijom (tzv turbokompresor)

minus Prema načinu hlađenja postoje

motori hlađeni tečnošću motori hlađeni vazduhom

minus Prema načinu izvođenja motornog mehanizma

Motori sa krivajnim motornim mehanizmom prikazanim na sl 1 Motori sa ukrsnom glavom (sl 3) Motori kod kojih se radni ciklus obavlja sa obe

strane klipa

8

1 ndash klip 2 ndash klipnjača 3 ndash radilica 4 ndash cilindarska košuljica 5 ndash gornja cilindarska glava6 ndash klipna poluga 7 ndash ukrsna glava 8 ndash donja cilindarska glava 9 ndash zaptivka klipne poluge

Slika 3 Skica motornog mehanizma sa ukrsnom glavom

(motori dvostrukog dejstva) moraju imati zatvorenu cilindarsku košuljicu sa obje strane iukrsnu glavu (sl 3) Uloga ukrsne glave je osim ostvarenja pravilne kinematike klipne polugei rasterećenje cilindarske košuljice od normalnih sila

minus Prema konstruktivnom načinu izvođenja sistema razvođenja radne materije

motori sa ventilskim razvodom (sl 1) motori sa zasunskim razvodom ((sl 4 a) i b) motori sa kombinovanim ventilsko-zasunskim razvodom (sl 4 c)

a) zasunski razvod pomoću klipab) zasunski razvod pomoću cilindarske košuljicec) kombinovani ventilsko- zasunski razvod

Slika 4 Skica dvotaktnog motora sa različitim izvedbama razvoda radne materije

Kod četverotaktnih motora je uvijek ventilski razvod a kod dvotaktnih zasunski ilikombinacija zasunsko-ventilskog razvoda

9

minus Po broju položaju i rasporedu cilindara motori se dijele na

1 Prema broju cilindara na jednocilindrične i višecilindrične

2 Prema položaju cilindara vertikalni-stojeći (sl 5 a) vertikalni-viseći (sl 5 b) horizontalni (ležeći) (sl 6 a) i kosi motor (sl 6 b)

Slika 5 Skica vertikalnog stojećeg (a) i vertikalnog visećeg (b) motora

Slika 6 Skica horizontalnog (a) i kosog (b) motora

3 Prema međusobnom rasporedu cilindara redni (linijski motori) (sl 6 a) V motori (sl 7 b) zvezda motori (sl 7 a) bokser motori (sl 8) W motor (sl 9) H motor (sl 10 a) X motor (sl 10 b) linijski dvoklipni motor (sl 11 a) Δ motor (sl 14 b) itd

10

Slika 7 Skica zvijezda motora (a) i V motora (b)

Slika 8 Skica bokser motora

Slika 9 Skica W motora

11

Slika 10 Skica H motora (a) i X motora (b)

Slika 11 Skica dvoklipnog linijskog motora (a) i Δ motora (b)

4 Prema rasporedu klipova motori se dijele na

jednoklipne (sl 1) protuklipne (sl 11 a)

5 Prema djelovanju radnog fluida na klip

motori jednostrukog dejstva (sl 1) motori dvostrukog dejstva (sl 3)

6 Prema kretanju klipa

sa translatornim kretanjem klipa (sl 1) sa rotacionim kretanjem klipa (karakterističan primjer Wankelov motor ndash sl 12)

[2]

12

212 Klipni motori sa rotacionim klipovima tako zvani Vankel (Wankel)motori

Posebna koncepcija motora saunutrašnjim sagorevanjem motorisa rotacionim klipom nastala je1954 godine kao patentno rešenjeFeliksa Vankela (Felix Wankel) Posvom načinu rada ova vrsta motoraSUS predstavlja prelaz izmeđuklasičnih klipnih motora i drugihvidova motora

Motori ove vrste imajukućište kroz čije središte prolaziekscentarsko vratilo Oko ekscentravratila slobodno se obrće rotor uobliku trougla čija je svaka stranadeo kružnog luka tako da njegovokretanje unutar kućišta nije pokružnici već vrhovi rotora opisujuliniju takozvanu trohoidu

Ekscentarsko vratilo je uležišteno u bočnim stranama kućišta i preko njega se vršiodvođenje snage motora Rotor je sa unutrašnje strane nazubljen i uzupčen sa centralnimzupčanikom koji je nepokretan tako da se rotor obrće oko ovog zupčanika Prenosni odnosizmeđu centralnog fiksiranog zupčanika i unutrašnjeg ozubljenja na rotoru je 2 3 Bitno jenaglasiti da se preko navedenog ozubljenja ne prenosi nikakva sila niti moment već oni služeisključivo radi vođenja rotora Vrhovi rotora su u stalnom kontaktu sa unutrašnjompovršinom kućišta koja je stoga obrađena u obliku hipotrohoide tako da se u svakomtrenutku radni proces deli u tri odvojene komore te klip okretanjem sa kućištem obrazujestalnu promenljivost zapremina unutar kojih se odigravaju radni procesi ciklusa jednogčetvorotaktnog motora Ove radne zapremine su zaptivnim elementima na svim kontaktnimpovršinama rotora sa kućištem (vrhovi rotora i bočne strane) potpuno međusobno odvojene

Istovremeno se u komori 1 završava proces usisavanja zatvaranjem usisnog kanalaprolaskom ivice rotora preko njega čime se dalje istovremeno nastavlja sledeći proces -proces usisavanja u komoru 1

Sva četiri procesa jednog radnog ciklusa obavljaju se dakle diskontinualno jedan zadrugim jasno odeljeni s tim što se za jedan obrtaj rotora obave sva četiri procesa za razlikuod klasičnih četvorotaktnih klipnih motora kod kojih kako je rečeno za ostvarenje svipojedinih procesa koristi se po jedan hod klipa dakle dva obrtaja kolenastog vratila Odatle isledi činjenica da je vankelov motor četvorotaktni ali je za obavljanje ciklusa potrebno kaokod dvotaknog jedan obrtaj vratila

13

Slika 12 Skica principa rada motora sa rotacionim klipom

a) Položaj klipa u spoljnoj tački (zatvorena komora 1) kada stranica rotora zatvara obadistributivna kanala

b) Usisni kanal je otvoren i puni se komora 1 gorivom smešom U tom trenutku u komori2 je proces sabijanja a u komori 3 kraj procesa širenja Sila se preko rotora direktnoprenosi na ekscentrično vratilo

c) Položaj klipa u trenutku paljenja smeše u komori 2 dok se u komori 3 obavlja procesizduvavanja U komori 1 se privodi kraju proces usisavanja

d) Položaj klipa na kraju usisavanja u komoru 1 početak procesa širenja u komori 2 Ukomori B traje proces izduvavanja

Trohoidne krive nastaju prilikom kotrljanja jednog kruga po drugom nepomičnom krugu te tada bilo kojatačka na pomičnom krugu opisuje neku trihoidu Razlikuju se dva slučaja

a) Pri kotrljanju kruga spolja po nepomičnom krugu nastaje epitrohoida Svaka tačka na obimupokretnog kruga tada opisuje epicikloidu

b) Ako se krug kotrlja iznutra po nepomičnom krugu njegove proizvoljne tačke opisuju hipotrohoide atačke na obimu pokretnog kruga opisuju hipocikloide

14

213 Gasno turbinski motor kao pogonski agregat vozila

Gasno turbinski motor uobičajeno nazvano gasna turbina spada u grupu toplotnihmotora sa unutrašnjim sagorevanjem stoga što se kao radni medijum koriste sagoreli gasovi atakođe ima sva četiri procesa (usisavanje sabijanje sagorevanje i ekspanzija i izduvavanje)kao i klasičan motor unutrašnjeg sagorevanja samo što se svi procesi odvijaju jednovremenoali na različitim mestima

U principu u primeni su gasne turbine sa jednim vratilom (singl shaft) i gasna turbinasa dva vratila (twin shaft) od kojih svaka ima svoje prednosti i nedostatke Međutim shodnofunkcionalnoj shemi razlikuje se princip funkcionisanja jednoosovinskog od dvoosovinskoggasno turbinskog motora (slika 13)

Kod obe vrste gasno turbinskih motora gorivo kontinualno sagoreva u komori zasagorevanje u koju se dovodi sabijeni vazduh iz radijalnih kompresora koji atmosferskivazduh sabija do pritiska od oko 4 bar pri čemu isti dostiţe temperaturu od oko 230oC

Ovako zagrejani vazduh za sagorevanje se u međuhladnjaku pre ulaska u komoru zasagorevanje hladi do oko 100 0C kako bi se povećala gustina a potom odvodi do višestepenihkompresorskih kola visokog pritiska odakle izlazi sa pritiskom od oko 16 bar i temperaturomod 330 0C Iz kola visokog pritiska vazduh se sprovodi kroz rekuperator gde se dogreva dotemperature od oko 540 0C i tek tako zagrejan uvodi u komoru za sagorevanje tako da izlaznigasovi dostižu temperaturu od oko 11000C i pritisak 4 do 5 bar Upravo stoga što sesagorevanje odvija uvek sa viškom vazduha izduvni gasovi imaju znatno manje štetnihizduvnih komponenata od klasičnih klipnih motora SUS

Slika 13 Shema funkcijonisanja gasne turbine

a) gasna turbina sa jednim vratilom b) gasna turbina sa dva vratila

15

Tabela 1 Prednosti i nedostaci gasne turbine

22 Toplotni motori sa spoljašnjim sagorevanjem (SSS ndash Motori)

Kod ove vrste motora stvaranje toplotne energije se vrši sagorevanjem u posebnomuređaju (na primer parni kotao ili zagrejač vazduha) odakle su i dobili pridev motori saspoljnim sagorevanjem Pored toga radni medijum ovih motora je uvek neki fluid (na primervodena para vazduh ili neki drugi gas) kome se predaje toplotna energija i time mi sepovećava potencijalna energija izražena pritiskom i temperaturom Radni medijum sesprovodnim i razvodnim aparatom odvodi do drugog agregata na primer cilindar sa klipnimmehanizmom u kome se vrši prevođenje ovih oblika energije u mehanički rad

Tipičan primer ovih motora je parna mašina kao prvog i davno poznatogupotrebljivog toplotnog pogonskog agregata Drugi motor iz grupe toplotnih klipnih mašinasa spoljnim sagorevanjem o kome može da se govori sa aspekta karakteristika potrebnih zaprimenu u vozilima je stirlingov motor

221 Stirling motor

Osnovni princip stirlingovog motora opisan je još 1818 godine od strane škotskogpronalazača Roberta Stirlinga po kome je motor i dobio ime No tek sa razvojem materijalaotpornih na visoke radne temperature - preko 700 0C i pritiske pritiske više od 10 MPaomogućen je i razvoj ove vrste toplotnih motora čime se postiţe povoljan stepen korisnosticelog sistema

Princip se zasniva na spoljnom kontinualnom sagorevanju u zatvorenom iregenerativnom toplotnom procesu Toplotna energija se preko izmenjivača toplote prenosi naneizmenljivi radni medijum koji je hermetički zatvoren u samom motoru Ovaj medijummoţe da bude svaki neagresivni gas koji ima malu specifičnu toplotu (to su u principu gasovičiji molekul ne sadrži atome ugljenika) kao na primer helijum ili čak vazduh

16

Slika 14 Strukturna shema eksperimentalnog stirling motora

Prednosti stirling motora

minus različitost toplotnog izvora i nezavisnost od vrste i kvaliteta goriva Postoji mogućnostda radi i sa kolektorima i koncentratorima solarne energije pa mu praktično klasičnogorivo nije ni potrebno

minus povoljna linija obrtnog momentaminus vrlo dobre karakteristike pri hladnom startuminus niska emisija izduvnih gasova kada radi sa klasičnim gorivimaminus stepen korisnosti motora je zadovoljavajući u odnosu na ostale vrste toplotnih motoraminus nizak nivo buke i vibracija

Navedene prednosti koje strirlingov motor pruža daju nade za primenu ovih motora uurbanim sredinama pre svega kao stacionarni sistemi (pumpne stanice ili geneartori struje) tese poslednjih godina intenzivira rad na razvoju ovih motora

17

3 VOZILA SA ELEKTRO POGONOM (ELEKTRO MOTOR)

Elektromotor sa akumulatorom kao izvor energije predstavlja osnovu od koje se polaziu razmatranjima elektromotornog pogona vozila Činjenica je da je ovakva kombinacija bilaprisutna u Americi još od otkrića elektromotora 1837 godine od strane Thomasa Davenporta

Takođe već 1842 godine u Engleskoj je patentiran automobil sa elektromotorom kojise napajao strujom iz akumulatora Upravo zbog skromnih kapaciteta akumulatoraelektromotorna vozila imaju relativno mali radijus kretanja Uvođenjem takozvanog hibridnogpogona dakle u kombinaciji sa klasičnim motorom SUS a uvodeći i aspekt ograničenihkoličina fosilnih goriva ovakvim vozilima se predviđa budućnost [1]

Slika 15 Elektro pogon - Honda FCX Clarity 2009 [4]

4 HIDRO MOTORI

Hidraulički motori (hidromotori aktuatori) suhidraulički izvršni elementi Oni se dele na rotacionemotore cilindrične i zakretne motore Cilindrični izakretni motori imaju hod ograničen dvema krajnjimtočkama

Suprotno pumpama motori pretvaraju energijufluida u mehanički rad Konstrukcijamotora i pumpi je u osnovi identična pa se često istisklop može prema potrebi koristiti kao pumpa ili motor(reverzibilni sklop)

Prema brzini okretanja razlikuju se

minus Sporohodni (do 1000 omin)minus Brzohodni motori (preko 1000 omin) Slika 16 Hidraulički motor [5]

18

5 PNEUMATSKI MOTORI

Pneumatski motori su rotaciono izvršni elementi kojima se ostvaruje kontinuiranokružno gibanje vratila U odnosu na kompresore u motorima se vrši suprotna pretvaranjaenergije (pretvaranje energije pritiska vazduha u mehanički rad)

Konstrukcija motora i kompresora je slična a ponekad identična tada se isti sklop možekoristiti kao motor i kompresor

U pneumatske pogonske sklopove spadaju se

minus klipni motori aksijalni radijalni

minus zupčasti motori

minus krilni motori

minus vijčani motori

minus vazdušne turbine [3]

Slika 17 Pneumatski motor [6]

ZAKLJUČAK

19

6 ZAKLJUČAK

Pronalaskom motora sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS Motori) krajem IXX veka akasnije i patentiranjem dizel motora i njihovim postepenim usavršavanjem dovelo je doporasta stepena efikasnosti a samim tim i zauzeli su značajnu poziciju u primeni kaopogonskih agregata u automobilskoj industriji koji se održao do dana današnjeg

Kada govorimo o motorima sa unutršnjim sagorevanjem (SUS motori) da bismo iskazlinjihove prednosti i mane obično ih upoređujemo sa motorima koji imaju spoljašnjesagorevanje (SSS motori)

Tabela 2 Prednosti i nedostaci motora SUS u odnosu na motore SSS

Motori sa spoljašnjim sagorevanjem nikada nisu doživeli svoju značajnu primenu uautomobilskoj industriji i nisu bili prihvaćeni javnosti zbog troškova izrade glomazneaparature a samim tim i nikada nisu bili konkurenti motorima sa unutrašnjim sagorevanjem

Međutim zbog velikog stepena zagađenja čovekove sredine kao i zbog negativne statistikegde se smatra da će svi izvori nafte presušiti najkasnije do 2050 godine čovek je u potrazi zaalternativnim gorivima kao i na razvijanju hibridnih vozila (vozila koja koriste minimum dvaizvora energije za svoje pokretanje) Kao posledica čovekovog istraživanja i rada konstruisanje hibridni automobil DEKA Revolt 2008 koji je još uvek u eksperimentalnoj fazi a koji zasvoje pokretanje koristi hibridni pogon u kombinaciji stirling motora i baterija

Zbog celokupne statiske mozemo očekivati da će u skorijoj budućnosti doći dounapređenja motora sa unutrašnjim sagorevanje koji će za svoje pokretanje koristiti neke odalternativnih goriva ili će doći do ekspanzije i značajne primene motora sa spoljašnjimsagorevanjem kao i sam razvoj hibridnih vozila

20

7 LITERATURA

1 Stefanović Aleksandar DRUMSKA VOZILANišCentar za motore i motornavozila Mašinskog fakulteta u Nišu i Centar za bezbednost saobraćaja Mašinskogfakulteta u Kragujevcu2010

2 Filipović Ivan MOTORI I MOTORNA VOZILATuzlaMašinski fakultetUniverziteta u Tuzli2006

3 Korbar Radoslav PNEUMATIKA I HIDRAULIKAKarlovacVeleučilište uKarlovcu2007

4 Scott Christine Scott Gable About - Hybrid Cars amp Alt Fuels 28 Februar 2013httpalternativefuelsaboutcomodfuelcellvehiclereviewsig09-Honda-FCX-Clarity-Fuel-CellFCX-Clarity-Motorhtm

5 Baumax 28 Februar 2013httpwwwbaumaxhrcUsporedba20pneumatskog20i20elektriC48Dnog20pogonacms02000366htmlpg=2

6 RollStar 28 Februar 2013 httpwwwrollstarcomenhydraulic_motorshtm

2

Sadržaj

1 UVOD 3

2 TOPLOTNI MOTORI4

21 Toplotni motori sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS ndash motori)4

211 Klipni motori sa aksijalnim klipovima (klipni motori SUS) 4

212 Klipni motori sa rotacionim klipovima tako zvani Vankel (Wankel) motori12

213 Gasno turbinski motor kao pogonski agregat vozila 14

22 Toplotni motori sa spoljašnjim sagorevanjem (SSS ndash Motori) 15

221 Stirling motor15

3 VOZILA SA ELEKTRO POGONOM (ELEKTRO MOTOR) 17

4 HIDRO MOTORI 17

5 PNEUMATSKI MOTORI 18

6 ZAKLJUČAK19

7 LITERATURA 20

3

1 UVOD

Pod pogonskim agregatima se uobičajeno naziva uređaj koji daje vučnu silu ipogonsku snagu vozilu S obzirom da se radi o uređaju koji neku vrstu energije prevodi umehanički rad takav uređaj se opšte naziva - motor

Sa aspekta kako motori koriste energiju postoje dve osnovne grupe pogonskih motorapogodnih za korišćenje u motornim vozilima

minus motori koji vrše transformaciju neke vrste energije u mehanički rad iminus motori koji koriste akumuliranu energiju

U tom smislu postoji više različitih klasifikacija motora ali najčešće korišćena inajvažnija je ona koja klasifikuje motore prema tome koja se energija prevodi u mehaničkirad tako da se uopšteno govoreći može govoriti o sledećim vrstama

- Toplotni motori sa svojim podvrstama

minus toplotni motori sa unutrašnjim sagorevanjem sa svojim podvrstama

klipni motori sa podvrstama- klipni motori sa aksijalnim klipovima (klipni motori SUS)- klipni motori sa rotacionim klipovima tako zvani Vankel (Wankel)

motori gasne turbine

- toplotni motori sa spoljnim sagorevanjem odnosno parni motori sa svoje dvepodvrste

klipni parni motori (mašine) parna turbina stirling motor

- Elektro motori

- Hidro motori

- Pneumatski motori

Od navedenih vrsta motora neki su motori pogodni za korišćenje u vozilima i koriste sekao na primer toplotni i elektro motori dok se pneumatski i hidro motori ne koriste uvozilima kao glavni pogonski agregati već obično za pogon pomoćnih uređaja na vozilu

Kao glavni pogonski agregat vozila istorijski gledano u početku je dominirala parnamašina kao jedna vrsta toplotnih motora Pronalaskom motora sa unutrašnjim sagorevanjemod tada do danas kada se govori o pogonskim sistemima vozila u principu se misli i govorisamo o toplotnim motorima sa unutrašnjim sagorevanjem i to grupi klipnih motora

Naravno ljudski ume ne miruje a gonjen zahtevima koji se postavljaju pred vozila imotore ali i zahtevima očuvanja zdravlja čoveka i njegove okoline u budućnosti se očekujedominacija elektromotora

4

2 TOPLOTNI MOTORI

Klipni motori sa unutrašnjim sagorevanjem se svrstavaju u vrstu motora koji hemijskuenergiju goriva sagorevanjem pretvaraju u toplotnu a potom ovu energiju prevode umehanički rad te stoga uopšteno pripadaju grupi takozvanih toplotnih motora

Toplotni motori zavisno od načina pretvaranja toplotne u mehaničku energiju moguse podeliti toplotne motore sa spoljnim (SUS ndash motori) i motore sa unutrašnjim sagorevanjem(SSS ndash motori) Suštinska razlika između klipnih motori sa spoljašnjim i unutrašnjimsagorevanjem ustvari proizilazi iz mesta i načina prevođenja toplotne energije u mehaničkirad kao i iz toga šta je radni medijum

21 Toplotni motori sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS ndash motori)

Pod pojmom motorom sa unutrašnjim sagorevanjem (motori SUS) podrazumeva semašina koja sagorevanjem goriva unutar samog motora hemijsku energiju goriva prevodi umehanički rad i pri tome radni medijum su sagoreli gasovi a proces transformacije energije seodvija u samom motoru

Bliže odredbe klasifikacije pojmovi i definicije koje se odnose na motoreSUSdefinisane su standardom SRPS (JUS) ISODIS 2710-1 [1]

211 Klipni motori sa aksijalnim klipovima (klipni motori SUS)

Vrlo široko polje primene motora SUS uslovilo je svojim raznovrsnim zahtevima iveliki broj vrlo različitih tipova i konstrukcija motora SUS Zbog toga se u nastavku dajepodjela motora SUS vrši prema nekim od osnovnih kriterijumima

minus Prema nameni motora

Motori za transportne svrhe (automobilski brodski traktorski lokomotivski itd) Stacionarni motori (pogon u elektranama pumpnim i kompresorskim stanicama

itd) Motori za sportska i trkačka kola i motocikle

minus Prema vrsti goriva

Motori na laka tečna goriva (benzin benzol kerozin hellip) Motori na teška tečna goriva ( dizel gorivo mazut ulje za loženje) Motori na plinovita goriva (prirodni plin propan butanhellip) Motori na mešana goriva-osnovno gorivo je plinovito a za paljenje se koristi tečno

gorivo (dualfuel engine) Višegorivi motori (koriste laka i teška tečna goriva)

minus Prema načinu stvaranja smeše

Motori sa spoljašnjim stvaranjem smeše Smeša se priprema pre ulaska u cilindarmotora (tipičan predstavnik OTO motor izuzev GDI - OTO motora)

Motori sa unutrašnjim stvaranjem smeše Gorivo i vazduh se dovode odvojeno ucilindar gde se vrši mešanje (tipičan predstavnik dizel motor)

5

minus Prema načinu paljenja smeše

Motori sa prinudnim paljenjem smeše sa električnom varnicom (OTO motori) Motori sa samopaljenjem smeše (dizel motori) Motori sa paljenjem plinovitog goriva sa malom količinom tečnog goriva Motori sa prinudnim paljenjem bogate smeše u pretkomori

minus Prema ostvarenju radnog ciklusa

Skica motornog mehanizma sa svim glavnim delovima (Sl 1) Radni prostor motoraformiran je od cilindra (4) koji je sa jedne strane zatvoren cilindarskom glavom (5) a sadruge strane pomerljivim klipom (1) Radni prostor se sastoji od

Vc ndash kompresione zapremine iVh ndash hodne (radne) zapremine

1 ndash klip 2 ndash klipnjača 3 ndash kolenasto vratilo (radilica) 4 ndash cilindar 5 ndash cilindarska glava 6 ndashkarter (donji deo motorskog kućišta) 7 ndash gornji deo motornog kućišta 8 ndash usisni ventil 9 ndashizduvni ventil

Slika 1 Skica glavnog motornog mehanizma klipnog motora sa pravolinijskim oscilatornimkretanjem klipa

gdje se hodna zapremina računa kao

pri čemu je

D ndash prečnik klipas ndash hod klipa

6

Pri radu motora zapremina prostora iznad klipa se mijenja od minimalne (Vmin) domaksimalne vrijednosti (Vmax) pomoću čega se definiše jedan vrlo važan parametar motoratzv stepen kompresije (ε)

Za hod klipa vezan je i pojam ldquotaktrdquo odnosno taktnost motora

minus Prema ostvarenju radnog ciklusa motori se dijele na

Četvorotaktne motore gdje se radni ciklus obavi za četiri hoda klipa ili dva punaobrtaja radilice motora

Dvotaktne motore gdje se radni ciklus obavi za dva hoda klipa ili jedan puniobrtaj koljenastog vratila (radilice)

četverotaktni motor dvotaktni motor

a) - takt usisavanja e) - takt punjenja i ispiranjab) - takt sabijanja f) - takt sabijanjac) - takt širenja g) - takt širenjad) - takt izduvavanja h) - takt izduvavanja i početak punjenja

Slika 2 Taktovi radnog ciklusa četverotaktnog i dvotaktnog motora

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

7

minus Prema načinu regulacije

motori sa kvalitativnom regulacijom (kontroliše se ubrizgavanje goriva) tipičanpredstavnik dizel motor

motori sa kvantitativnom (količinskom) regulaciom gdje se kontrolišeubrizgavanje mešavine gorivo-vazduh - tipičan predstavnik oto motor

minus Prema brzohodosti motori se dijele na

sporohode sa Cm lt 65 ms srednje brzohode sa 65 ms lt Cm lt 10 ms brzohode motore sa Cm gt 10 ms

gdje je

Cm ndash srednja brzina klipan ndash broj okretaja radilice motora

minus Prema odnosu hoda i prečnika klipa (sD) motori mogu biti

kratkohodi sD le 1 dugohodi sD gt 1

minus Prema načinu punjenja motori dele se na

Usisne motore gde se usisavanje vazduha u motor vrši prirodnim putem na osnovurazlike pritiska u okolini i u radnom prostoru koja nastaje kretanjem klipa

Nadpunjene motore gdje se vazduh prethodno sabije i kao takav dovodi u cilindarVazduh se sabije u kompresoru koji može biti pogonjen od motora ili pogonjen odturbine koju pokreću izduvni gasovi svojom ekspanzijom (tzv turbokompresor)

minus Prema načinu hlađenja postoje

motori hlađeni tečnošću motori hlađeni vazduhom

minus Prema načinu izvođenja motornog mehanizma

Motori sa krivajnim motornim mehanizmom prikazanim na sl 1 Motori sa ukrsnom glavom (sl 3) Motori kod kojih se radni ciklus obavlja sa obe

strane klipa

8

1 ndash klip 2 ndash klipnjača 3 ndash radilica 4 ndash cilindarska košuljica 5 ndash gornja cilindarska glava6 ndash klipna poluga 7 ndash ukrsna glava 8 ndash donja cilindarska glava 9 ndash zaptivka klipne poluge

Slika 3 Skica motornog mehanizma sa ukrsnom glavom

(motori dvostrukog dejstva) moraju imati zatvorenu cilindarsku košuljicu sa obje strane iukrsnu glavu (sl 3) Uloga ukrsne glave je osim ostvarenja pravilne kinematike klipne polugei rasterećenje cilindarske košuljice od normalnih sila

minus Prema konstruktivnom načinu izvođenja sistema razvođenja radne materije

motori sa ventilskim razvodom (sl 1) motori sa zasunskim razvodom ((sl 4 a) i b) motori sa kombinovanim ventilsko-zasunskim razvodom (sl 4 c)

a) zasunski razvod pomoću klipab) zasunski razvod pomoću cilindarske košuljicec) kombinovani ventilsko- zasunski razvod

Slika 4 Skica dvotaktnog motora sa različitim izvedbama razvoda radne materije

Kod četverotaktnih motora je uvijek ventilski razvod a kod dvotaktnih zasunski ilikombinacija zasunsko-ventilskog razvoda

9

minus Po broju položaju i rasporedu cilindara motori se dijele na

1 Prema broju cilindara na jednocilindrične i višecilindrične

2 Prema položaju cilindara vertikalni-stojeći (sl 5 a) vertikalni-viseći (sl 5 b) horizontalni (ležeći) (sl 6 a) i kosi motor (sl 6 b)

Slika 5 Skica vertikalnog stojećeg (a) i vertikalnog visećeg (b) motora

Slika 6 Skica horizontalnog (a) i kosog (b) motora

3 Prema međusobnom rasporedu cilindara redni (linijski motori) (sl 6 a) V motori (sl 7 b) zvezda motori (sl 7 a) bokser motori (sl 8) W motor (sl 9) H motor (sl 10 a) X motor (sl 10 b) linijski dvoklipni motor (sl 11 a) Δ motor (sl 14 b) itd

10

Slika 7 Skica zvijezda motora (a) i V motora (b)

Slika 8 Skica bokser motora

Slika 9 Skica W motora

11

Slika 10 Skica H motora (a) i X motora (b)

Slika 11 Skica dvoklipnog linijskog motora (a) i Δ motora (b)

4 Prema rasporedu klipova motori se dijele na

jednoklipne (sl 1) protuklipne (sl 11 a)

5 Prema djelovanju radnog fluida na klip

motori jednostrukog dejstva (sl 1) motori dvostrukog dejstva (sl 3)

6 Prema kretanju klipa

sa translatornim kretanjem klipa (sl 1) sa rotacionim kretanjem klipa (karakterističan primjer Wankelov motor ndash sl 12)

[2]

12

212 Klipni motori sa rotacionim klipovima tako zvani Vankel (Wankel)motori

Posebna koncepcija motora saunutrašnjim sagorevanjem motorisa rotacionim klipom nastala je1954 godine kao patentno rešenjeFeliksa Vankela (Felix Wankel) Posvom načinu rada ova vrsta motoraSUS predstavlja prelaz izmeđuklasičnih klipnih motora i drugihvidova motora

Motori ove vrste imajukućište kroz čije središte prolaziekscentarsko vratilo Oko ekscentravratila slobodno se obrće rotor uobliku trougla čija je svaka stranadeo kružnog luka tako da njegovokretanje unutar kućišta nije pokružnici već vrhovi rotora opisujuliniju takozvanu trohoidu

Ekscentarsko vratilo je uležišteno u bočnim stranama kućišta i preko njega se vršiodvođenje snage motora Rotor je sa unutrašnje strane nazubljen i uzupčen sa centralnimzupčanikom koji je nepokretan tako da se rotor obrće oko ovog zupčanika Prenosni odnosizmeđu centralnog fiksiranog zupčanika i unutrašnjeg ozubljenja na rotoru je 2 3 Bitno jenaglasiti da se preko navedenog ozubljenja ne prenosi nikakva sila niti moment već oni služeisključivo radi vođenja rotora Vrhovi rotora su u stalnom kontaktu sa unutrašnjompovršinom kućišta koja je stoga obrađena u obliku hipotrohoide tako da se u svakomtrenutku radni proces deli u tri odvojene komore te klip okretanjem sa kućištem obrazujestalnu promenljivost zapremina unutar kojih se odigravaju radni procesi ciklusa jednogčetvorotaktnog motora Ove radne zapremine su zaptivnim elementima na svim kontaktnimpovršinama rotora sa kućištem (vrhovi rotora i bočne strane) potpuno međusobno odvojene

Istovremeno se u komori 1 završava proces usisavanja zatvaranjem usisnog kanalaprolaskom ivice rotora preko njega čime se dalje istovremeno nastavlja sledeći proces -proces usisavanja u komoru 1

Sva četiri procesa jednog radnog ciklusa obavljaju se dakle diskontinualno jedan zadrugim jasno odeljeni s tim što se za jedan obrtaj rotora obave sva četiri procesa za razlikuod klasičnih četvorotaktnih klipnih motora kod kojih kako je rečeno za ostvarenje svipojedinih procesa koristi se po jedan hod klipa dakle dva obrtaja kolenastog vratila Odatle isledi činjenica da je vankelov motor četvorotaktni ali je za obavljanje ciklusa potrebno kaokod dvotaknog jedan obrtaj vratila

13

Slika 12 Skica principa rada motora sa rotacionim klipom

a) Položaj klipa u spoljnoj tački (zatvorena komora 1) kada stranica rotora zatvara obadistributivna kanala

b) Usisni kanal je otvoren i puni se komora 1 gorivom smešom U tom trenutku u komori2 je proces sabijanja a u komori 3 kraj procesa širenja Sila se preko rotora direktnoprenosi na ekscentrično vratilo

c) Položaj klipa u trenutku paljenja smeše u komori 2 dok se u komori 3 obavlja procesizduvavanja U komori 1 se privodi kraju proces usisavanja

d) Položaj klipa na kraju usisavanja u komoru 1 početak procesa širenja u komori 2 Ukomori B traje proces izduvavanja

Trohoidne krive nastaju prilikom kotrljanja jednog kruga po drugom nepomičnom krugu te tada bilo kojatačka na pomičnom krugu opisuje neku trihoidu Razlikuju se dva slučaja

a) Pri kotrljanju kruga spolja po nepomičnom krugu nastaje epitrohoida Svaka tačka na obimupokretnog kruga tada opisuje epicikloidu

b) Ako se krug kotrlja iznutra po nepomičnom krugu njegove proizvoljne tačke opisuju hipotrohoide atačke na obimu pokretnog kruga opisuju hipocikloide

14

213 Gasno turbinski motor kao pogonski agregat vozila

Gasno turbinski motor uobičajeno nazvano gasna turbina spada u grupu toplotnihmotora sa unutrašnjim sagorevanjem stoga što se kao radni medijum koriste sagoreli gasovi atakođe ima sva četiri procesa (usisavanje sabijanje sagorevanje i ekspanzija i izduvavanje)kao i klasičan motor unutrašnjeg sagorevanja samo što se svi procesi odvijaju jednovremenoali na različitim mestima

U principu u primeni su gasne turbine sa jednim vratilom (singl shaft) i gasna turbinasa dva vratila (twin shaft) od kojih svaka ima svoje prednosti i nedostatke Međutim shodnofunkcionalnoj shemi razlikuje se princip funkcionisanja jednoosovinskog od dvoosovinskoggasno turbinskog motora (slika 13)

Kod obe vrste gasno turbinskih motora gorivo kontinualno sagoreva u komori zasagorevanje u koju se dovodi sabijeni vazduh iz radijalnih kompresora koji atmosferskivazduh sabija do pritiska od oko 4 bar pri čemu isti dostiţe temperaturu od oko 230oC

Ovako zagrejani vazduh za sagorevanje se u međuhladnjaku pre ulaska u komoru zasagorevanje hladi do oko 100 0C kako bi se povećala gustina a potom odvodi do višestepenihkompresorskih kola visokog pritiska odakle izlazi sa pritiskom od oko 16 bar i temperaturomod 330 0C Iz kola visokog pritiska vazduh se sprovodi kroz rekuperator gde se dogreva dotemperature od oko 540 0C i tek tako zagrejan uvodi u komoru za sagorevanje tako da izlaznigasovi dostižu temperaturu od oko 11000C i pritisak 4 do 5 bar Upravo stoga što sesagorevanje odvija uvek sa viškom vazduha izduvni gasovi imaju znatno manje štetnihizduvnih komponenata od klasičnih klipnih motora SUS

Slika 13 Shema funkcijonisanja gasne turbine

a) gasna turbina sa jednim vratilom b) gasna turbina sa dva vratila

15

Tabela 1 Prednosti i nedostaci gasne turbine

22 Toplotni motori sa spoljašnjim sagorevanjem (SSS ndash Motori)

Kod ove vrste motora stvaranje toplotne energije se vrši sagorevanjem u posebnomuređaju (na primer parni kotao ili zagrejač vazduha) odakle su i dobili pridev motori saspoljnim sagorevanjem Pored toga radni medijum ovih motora je uvek neki fluid (na primervodena para vazduh ili neki drugi gas) kome se predaje toplotna energija i time mi sepovećava potencijalna energija izražena pritiskom i temperaturom Radni medijum sesprovodnim i razvodnim aparatom odvodi do drugog agregata na primer cilindar sa klipnimmehanizmom u kome se vrši prevođenje ovih oblika energije u mehanički rad

Tipičan primer ovih motora je parna mašina kao prvog i davno poznatogupotrebljivog toplotnog pogonskog agregata Drugi motor iz grupe toplotnih klipnih mašinasa spoljnim sagorevanjem o kome može da se govori sa aspekta karakteristika potrebnih zaprimenu u vozilima je stirlingov motor

221 Stirling motor

Osnovni princip stirlingovog motora opisan je još 1818 godine od strane škotskogpronalazača Roberta Stirlinga po kome je motor i dobio ime No tek sa razvojem materijalaotpornih na visoke radne temperature - preko 700 0C i pritiske pritiske više od 10 MPaomogućen je i razvoj ove vrste toplotnih motora čime se postiţe povoljan stepen korisnosticelog sistema

Princip se zasniva na spoljnom kontinualnom sagorevanju u zatvorenom iregenerativnom toplotnom procesu Toplotna energija se preko izmenjivača toplote prenosi naneizmenljivi radni medijum koji je hermetički zatvoren u samom motoru Ovaj medijummoţe da bude svaki neagresivni gas koji ima malu specifičnu toplotu (to su u principu gasovičiji molekul ne sadrži atome ugljenika) kao na primer helijum ili čak vazduh

16

Slika 14 Strukturna shema eksperimentalnog stirling motora

Prednosti stirling motora

minus različitost toplotnog izvora i nezavisnost od vrste i kvaliteta goriva Postoji mogućnostda radi i sa kolektorima i koncentratorima solarne energije pa mu praktično klasičnogorivo nije ni potrebno

minus povoljna linija obrtnog momentaminus vrlo dobre karakteristike pri hladnom startuminus niska emisija izduvnih gasova kada radi sa klasičnim gorivimaminus stepen korisnosti motora je zadovoljavajući u odnosu na ostale vrste toplotnih motoraminus nizak nivo buke i vibracija

Navedene prednosti koje strirlingov motor pruža daju nade za primenu ovih motora uurbanim sredinama pre svega kao stacionarni sistemi (pumpne stanice ili geneartori struje) tese poslednjih godina intenzivira rad na razvoju ovih motora

17

3 VOZILA SA ELEKTRO POGONOM (ELEKTRO MOTOR)

Elektromotor sa akumulatorom kao izvor energije predstavlja osnovu od koje se polaziu razmatranjima elektromotornog pogona vozila Činjenica je da je ovakva kombinacija bilaprisutna u Americi još od otkrića elektromotora 1837 godine od strane Thomasa Davenporta

Takođe već 1842 godine u Engleskoj je patentiran automobil sa elektromotorom kojise napajao strujom iz akumulatora Upravo zbog skromnih kapaciteta akumulatoraelektromotorna vozila imaju relativno mali radijus kretanja Uvođenjem takozvanog hibridnogpogona dakle u kombinaciji sa klasičnim motorom SUS a uvodeći i aspekt ograničenihkoličina fosilnih goriva ovakvim vozilima se predviđa budućnost [1]

Slika 15 Elektro pogon - Honda FCX Clarity 2009 [4]

4 HIDRO MOTORI

Hidraulički motori (hidromotori aktuatori) suhidraulički izvršni elementi Oni se dele na rotacionemotore cilindrične i zakretne motore Cilindrični izakretni motori imaju hod ograničen dvema krajnjimtočkama

Suprotno pumpama motori pretvaraju energijufluida u mehanički rad Konstrukcijamotora i pumpi je u osnovi identična pa se često istisklop može prema potrebi koristiti kao pumpa ili motor(reverzibilni sklop)

Prema brzini okretanja razlikuju se

minus Sporohodni (do 1000 omin)minus Brzohodni motori (preko 1000 omin) Slika 16 Hidraulički motor [5]

18

5 PNEUMATSKI MOTORI

Pneumatski motori su rotaciono izvršni elementi kojima se ostvaruje kontinuiranokružno gibanje vratila U odnosu na kompresore u motorima se vrši suprotna pretvaranjaenergije (pretvaranje energije pritiska vazduha u mehanički rad)

Konstrukcija motora i kompresora je slična a ponekad identična tada se isti sklop možekoristiti kao motor i kompresor

U pneumatske pogonske sklopove spadaju se

minus klipni motori aksijalni radijalni

minus zupčasti motori

minus krilni motori

minus vijčani motori

minus vazdušne turbine [3]

Slika 17 Pneumatski motor [6]

ZAKLJUČAK

19

6 ZAKLJUČAK

Pronalaskom motora sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS Motori) krajem IXX veka akasnije i patentiranjem dizel motora i njihovim postepenim usavršavanjem dovelo je doporasta stepena efikasnosti a samim tim i zauzeli su značajnu poziciju u primeni kaopogonskih agregata u automobilskoj industriji koji se održao do dana današnjeg

Kada govorimo o motorima sa unutršnjim sagorevanjem (SUS motori) da bismo iskazlinjihove prednosti i mane obično ih upoređujemo sa motorima koji imaju spoljašnjesagorevanje (SSS motori)

Tabela 2 Prednosti i nedostaci motora SUS u odnosu na motore SSS

Motori sa spoljašnjim sagorevanjem nikada nisu doživeli svoju značajnu primenu uautomobilskoj industriji i nisu bili prihvaćeni javnosti zbog troškova izrade glomazneaparature a samim tim i nikada nisu bili konkurenti motorima sa unutrašnjim sagorevanjem

Međutim zbog velikog stepena zagađenja čovekove sredine kao i zbog negativne statistikegde se smatra da će svi izvori nafte presušiti najkasnije do 2050 godine čovek je u potrazi zaalternativnim gorivima kao i na razvijanju hibridnih vozila (vozila koja koriste minimum dvaizvora energije za svoje pokretanje) Kao posledica čovekovog istraživanja i rada konstruisanje hibridni automobil DEKA Revolt 2008 koji je još uvek u eksperimentalnoj fazi a koji zasvoje pokretanje koristi hibridni pogon u kombinaciji stirling motora i baterija

Zbog celokupne statiske mozemo očekivati da će u skorijoj budućnosti doći dounapređenja motora sa unutrašnjim sagorevanje koji će za svoje pokretanje koristiti neke odalternativnih goriva ili će doći do ekspanzije i značajne primene motora sa spoljašnjimsagorevanjem kao i sam razvoj hibridnih vozila

20

7 LITERATURA

1 Stefanović Aleksandar DRUMSKA VOZILANišCentar za motore i motornavozila Mašinskog fakulteta u Nišu i Centar za bezbednost saobraćaja Mašinskogfakulteta u Kragujevcu2010

2 Filipović Ivan MOTORI I MOTORNA VOZILATuzlaMašinski fakultetUniverziteta u Tuzli2006

3 Korbar Radoslav PNEUMATIKA I HIDRAULIKAKarlovacVeleučilište uKarlovcu2007

4 Scott Christine Scott Gable About - Hybrid Cars amp Alt Fuels 28 Februar 2013httpalternativefuelsaboutcomodfuelcellvehiclereviewsig09-Honda-FCX-Clarity-Fuel-CellFCX-Clarity-Motorhtm

5 Baumax 28 Februar 2013httpwwwbaumaxhrcUsporedba20pneumatskog20i20elektriC48Dnog20pogonacms02000366htmlpg=2

6 RollStar 28 Februar 2013 httpwwwrollstarcomenhydraulic_motorshtm

3

1 UVOD

Pod pogonskim agregatima se uobičajeno naziva uređaj koji daje vučnu silu ipogonsku snagu vozilu S obzirom da se radi o uređaju koji neku vrstu energije prevodi umehanički rad takav uređaj se opšte naziva - motor

Sa aspekta kako motori koriste energiju postoje dve osnovne grupe pogonskih motorapogodnih za korišćenje u motornim vozilima

minus motori koji vrše transformaciju neke vrste energije u mehanički rad iminus motori koji koriste akumuliranu energiju

U tom smislu postoji više različitih klasifikacija motora ali najčešće korišćena inajvažnija je ona koja klasifikuje motore prema tome koja se energija prevodi u mehaničkirad tako da se uopšteno govoreći može govoriti o sledećim vrstama

- Toplotni motori sa svojim podvrstama

minus toplotni motori sa unutrašnjim sagorevanjem sa svojim podvrstama

klipni motori sa podvrstama- klipni motori sa aksijalnim klipovima (klipni motori SUS)- klipni motori sa rotacionim klipovima tako zvani Vankel (Wankel)

motori gasne turbine

- toplotni motori sa spoljnim sagorevanjem odnosno parni motori sa svoje dvepodvrste

klipni parni motori (mašine) parna turbina stirling motor

- Elektro motori

- Hidro motori

- Pneumatski motori

Od navedenih vrsta motora neki su motori pogodni za korišćenje u vozilima i koriste sekao na primer toplotni i elektro motori dok se pneumatski i hidro motori ne koriste uvozilima kao glavni pogonski agregati već obično za pogon pomoćnih uređaja na vozilu

Kao glavni pogonski agregat vozila istorijski gledano u početku je dominirala parnamašina kao jedna vrsta toplotnih motora Pronalaskom motora sa unutrašnjim sagorevanjemod tada do danas kada se govori o pogonskim sistemima vozila u principu se misli i govorisamo o toplotnim motorima sa unutrašnjim sagorevanjem i to grupi klipnih motora

Naravno ljudski ume ne miruje a gonjen zahtevima koji se postavljaju pred vozila imotore ali i zahtevima očuvanja zdravlja čoveka i njegove okoline u budućnosti se očekujedominacija elektromotora

4

2 TOPLOTNI MOTORI

Klipni motori sa unutrašnjim sagorevanjem se svrstavaju u vrstu motora koji hemijskuenergiju goriva sagorevanjem pretvaraju u toplotnu a potom ovu energiju prevode umehanički rad te stoga uopšteno pripadaju grupi takozvanih toplotnih motora

Toplotni motori zavisno od načina pretvaranja toplotne u mehaničku energiju moguse podeliti toplotne motore sa spoljnim (SUS ndash motori) i motore sa unutrašnjim sagorevanjem(SSS ndash motori) Suštinska razlika između klipnih motori sa spoljašnjim i unutrašnjimsagorevanjem ustvari proizilazi iz mesta i načina prevođenja toplotne energije u mehaničkirad kao i iz toga šta je radni medijum

21 Toplotni motori sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS ndash motori)

Pod pojmom motorom sa unutrašnjim sagorevanjem (motori SUS) podrazumeva semašina koja sagorevanjem goriva unutar samog motora hemijsku energiju goriva prevodi umehanički rad i pri tome radni medijum su sagoreli gasovi a proces transformacije energije seodvija u samom motoru

Bliže odredbe klasifikacije pojmovi i definicije koje se odnose na motoreSUSdefinisane su standardom SRPS (JUS) ISODIS 2710-1 [1]

211 Klipni motori sa aksijalnim klipovima (klipni motori SUS)

Vrlo široko polje primene motora SUS uslovilo je svojim raznovrsnim zahtevima iveliki broj vrlo različitih tipova i konstrukcija motora SUS Zbog toga se u nastavku dajepodjela motora SUS vrši prema nekim od osnovnih kriterijumima

minus Prema nameni motora

Motori za transportne svrhe (automobilski brodski traktorski lokomotivski itd) Stacionarni motori (pogon u elektranama pumpnim i kompresorskim stanicama

itd) Motori za sportska i trkačka kola i motocikle

minus Prema vrsti goriva

Motori na laka tečna goriva (benzin benzol kerozin hellip) Motori na teška tečna goriva ( dizel gorivo mazut ulje za loženje) Motori na plinovita goriva (prirodni plin propan butanhellip) Motori na mešana goriva-osnovno gorivo je plinovito a za paljenje se koristi tečno

gorivo (dualfuel engine) Višegorivi motori (koriste laka i teška tečna goriva)

minus Prema načinu stvaranja smeše

Motori sa spoljašnjim stvaranjem smeše Smeša se priprema pre ulaska u cilindarmotora (tipičan predstavnik OTO motor izuzev GDI - OTO motora)

Motori sa unutrašnjim stvaranjem smeše Gorivo i vazduh se dovode odvojeno ucilindar gde se vrši mešanje (tipičan predstavnik dizel motor)

5

minus Prema načinu paljenja smeše

Motori sa prinudnim paljenjem smeše sa električnom varnicom (OTO motori) Motori sa samopaljenjem smeše (dizel motori) Motori sa paljenjem plinovitog goriva sa malom količinom tečnog goriva Motori sa prinudnim paljenjem bogate smeše u pretkomori

minus Prema ostvarenju radnog ciklusa

Skica motornog mehanizma sa svim glavnim delovima (Sl 1) Radni prostor motoraformiran je od cilindra (4) koji je sa jedne strane zatvoren cilindarskom glavom (5) a sadruge strane pomerljivim klipom (1) Radni prostor se sastoji od

Vc ndash kompresione zapremine iVh ndash hodne (radne) zapremine

1 ndash klip 2 ndash klipnjača 3 ndash kolenasto vratilo (radilica) 4 ndash cilindar 5 ndash cilindarska glava 6 ndashkarter (donji deo motorskog kućišta) 7 ndash gornji deo motornog kućišta 8 ndash usisni ventil 9 ndashizduvni ventil

Slika 1 Skica glavnog motornog mehanizma klipnog motora sa pravolinijskim oscilatornimkretanjem klipa

gdje se hodna zapremina računa kao

pri čemu je

D ndash prečnik klipas ndash hod klipa

6

Pri radu motora zapremina prostora iznad klipa se mijenja od minimalne (Vmin) domaksimalne vrijednosti (Vmax) pomoću čega se definiše jedan vrlo važan parametar motoratzv stepen kompresije (ε)

Za hod klipa vezan je i pojam ldquotaktrdquo odnosno taktnost motora

minus Prema ostvarenju radnog ciklusa motori se dijele na

Četvorotaktne motore gdje se radni ciklus obavi za četiri hoda klipa ili dva punaobrtaja radilice motora

Dvotaktne motore gdje se radni ciklus obavi za dva hoda klipa ili jedan puniobrtaj koljenastog vratila (radilice)

četverotaktni motor dvotaktni motor

a) - takt usisavanja e) - takt punjenja i ispiranjab) - takt sabijanja f) - takt sabijanjac) - takt širenja g) - takt širenjad) - takt izduvavanja h) - takt izduvavanja i početak punjenja

Slika 2 Taktovi radnog ciklusa četverotaktnog i dvotaktnog motora

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

7

minus Prema načinu regulacije

motori sa kvalitativnom regulacijom (kontroliše se ubrizgavanje goriva) tipičanpredstavnik dizel motor

motori sa kvantitativnom (količinskom) regulaciom gdje se kontrolišeubrizgavanje mešavine gorivo-vazduh - tipičan predstavnik oto motor

minus Prema brzohodosti motori se dijele na

sporohode sa Cm lt 65 ms srednje brzohode sa 65 ms lt Cm lt 10 ms brzohode motore sa Cm gt 10 ms

gdje je

Cm ndash srednja brzina klipan ndash broj okretaja radilice motora

minus Prema odnosu hoda i prečnika klipa (sD) motori mogu biti

kratkohodi sD le 1 dugohodi sD gt 1

minus Prema načinu punjenja motori dele se na

Usisne motore gde se usisavanje vazduha u motor vrši prirodnim putem na osnovurazlike pritiska u okolini i u radnom prostoru koja nastaje kretanjem klipa

Nadpunjene motore gdje se vazduh prethodno sabije i kao takav dovodi u cilindarVazduh se sabije u kompresoru koji može biti pogonjen od motora ili pogonjen odturbine koju pokreću izduvni gasovi svojom ekspanzijom (tzv turbokompresor)

minus Prema načinu hlađenja postoje

motori hlađeni tečnošću motori hlađeni vazduhom

minus Prema načinu izvođenja motornog mehanizma

Motori sa krivajnim motornim mehanizmom prikazanim na sl 1 Motori sa ukrsnom glavom (sl 3) Motori kod kojih se radni ciklus obavlja sa obe

strane klipa

8

1 ndash klip 2 ndash klipnjača 3 ndash radilica 4 ndash cilindarska košuljica 5 ndash gornja cilindarska glava6 ndash klipna poluga 7 ndash ukrsna glava 8 ndash donja cilindarska glava 9 ndash zaptivka klipne poluge

Slika 3 Skica motornog mehanizma sa ukrsnom glavom

(motori dvostrukog dejstva) moraju imati zatvorenu cilindarsku košuljicu sa obje strane iukrsnu glavu (sl 3) Uloga ukrsne glave je osim ostvarenja pravilne kinematike klipne polugei rasterećenje cilindarske košuljice od normalnih sila

minus Prema konstruktivnom načinu izvođenja sistema razvođenja radne materije

motori sa ventilskim razvodom (sl 1) motori sa zasunskim razvodom ((sl 4 a) i b) motori sa kombinovanim ventilsko-zasunskim razvodom (sl 4 c)

a) zasunski razvod pomoću klipab) zasunski razvod pomoću cilindarske košuljicec) kombinovani ventilsko- zasunski razvod

Slika 4 Skica dvotaktnog motora sa različitim izvedbama razvoda radne materije

Kod četverotaktnih motora je uvijek ventilski razvod a kod dvotaktnih zasunski ilikombinacija zasunsko-ventilskog razvoda

9

minus Po broju položaju i rasporedu cilindara motori se dijele na

1 Prema broju cilindara na jednocilindrične i višecilindrične

2 Prema položaju cilindara vertikalni-stojeći (sl 5 a) vertikalni-viseći (sl 5 b) horizontalni (ležeći) (sl 6 a) i kosi motor (sl 6 b)

Slika 5 Skica vertikalnog stojećeg (a) i vertikalnog visećeg (b) motora

Slika 6 Skica horizontalnog (a) i kosog (b) motora

3 Prema međusobnom rasporedu cilindara redni (linijski motori) (sl 6 a) V motori (sl 7 b) zvezda motori (sl 7 a) bokser motori (sl 8) W motor (sl 9) H motor (sl 10 a) X motor (sl 10 b) linijski dvoklipni motor (sl 11 a) Δ motor (sl 14 b) itd

10

Slika 7 Skica zvijezda motora (a) i V motora (b)

Slika 8 Skica bokser motora

Slika 9 Skica W motora

11

Slika 10 Skica H motora (a) i X motora (b)

Slika 11 Skica dvoklipnog linijskog motora (a) i Δ motora (b)

4 Prema rasporedu klipova motori se dijele na

jednoklipne (sl 1) protuklipne (sl 11 a)

5 Prema djelovanju radnog fluida na klip

motori jednostrukog dejstva (sl 1) motori dvostrukog dejstva (sl 3)

6 Prema kretanju klipa

sa translatornim kretanjem klipa (sl 1) sa rotacionim kretanjem klipa (karakterističan primjer Wankelov motor ndash sl 12)

[2]

12

212 Klipni motori sa rotacionim klipovima tako zvani Vankel (Wankel)motori

Posebna koncepcija motora saunutrašnjim sagorevanjem motorisa rotacionim klipom nastala je1954 godine kao patentno rešenjeFeliksa Vankela (Felix Wankel) Posvom načinu rada ova vrsta motoraSUS predstavlja prelaz izmeđuklasičnih klipnih motora i drugihvidova motora

Motori ove vrste imajukućište kroz čije središte prolaziekscentarsko vratilo Oko ekscentravratila slobodno se obrće rotor uobliku trougla čija je svaka stranadeo kružnog luka tako da njegovokretanje unutar kućišta nije pokružnici već vrhovi rotora opisujuliniju takozvanu trohoidu

Ekscentarsko vratilo je uležišteno u bočnim stranama kućišta i preko njega se vršiodvođenje snage motora Rotor je sa unutrašnje strane nazubljen i uzupčen sa centralnimzupčanikom koji je nepokretan tako da se rotor obrće oko ovog zupčanika Prenosni odnosizmeđu centralnog fiksiranog zupčanika i unutrašnjeg ozubljenja na rotoru je 2 3 Bitno jenaglasiti da se preko navedenog ozubljenja ne prenosi nikakva sila niti moment već oni služeisključivo radi vođenja rotora Vrhovi rotora su u stalnom kontaktu sa unutrašnjompovršinom kućišta koja je stoga obrađena u obliku hipotrohoide tako da se u svakomtrenutku radni proces deli u tri odvojene komore te klip okretanjem sa kućištem obrazujestalnu promenljivost zapremina unutar kojih se odigravaju radni procesi ciklusa jednogčetvorotaktnog motora Ove radne zapremine su zaptivnim elementima na svim kontaktnimpovršinama rotora sa kućištem (vrhovi rotora i bočne strane) potpuno međusobno odvojene

Istovremeno se u komori 1 završava proces usisavanja zatvaranjem usisnog kanalaprolaskom ivice rotora preko njega čime se dalje istovremeno nastavlja sledeći proces -proces usisavanja u komoru 1

Sva četiri procesa jednog radnog ciklusa obavljaju se dakle diskontinualno jedan zadrugim jasno odeljeni s tim što se za jedan obrtaj rotora obave sva četiri procesa za razlikuod klasičnih četvorotaktnih klipnih motora kod kojih kako je rečeno za ostvarenje svipojedinih procesa koristi se po jedan hod klipa dakle dva obrtaja kolenastog vratila Odatle isledi činjenica da je vankelov motor četvorotaktni ali je za obavljanje ciklusa potrebno kaokod dvotaknog jedan obrtaj vratila

13

Slika 12 Skica principa rada motora sa rotacionim klipom

a) Položaj klipa u spoljnoj tački (zatvorena komora 1) kada stranica rotora zatvara obadistributivna kanala

b) Usisni kanal je otvoren i puni se komora 1 gorivom smešom U tom trenutku u komori2 je proces sabijanja a u komori 3 kraj procesa širenja Sila se preko rotora direktnoprenosi na ekscentrično vratilo

c) Položaj klipa u trenutku paljenja smeše u komori 2 dok se u komori 3 obavlja procesizduvavanja U komori 1 se privodi kraju proces usisavanja

d) Položaj klipa na kraju usisavanja u komoru 1 početak procesa širenja u komori 2 Ukomori B traje proces izduvavanja

Trohoidne krive nastaju prilikom kotrljanja jednog kruga po drugom nepomičnom krugu te tada bilo kojatačka na pomičnom krugu opisuje neku trihoidu Razlikuju se dva slučaja

a) Pri kotrljanju kruga spolja po nepomičnom krugu nastaje epitrohoida Svaka tačka na obimupokretnog kruga tada opisuje epicikloidu

b) Ako se krug kotrlja iznutra po nepomičnom krugu njegove proizvoljne tačke opisuju hipotrohoide atačke na obimu pokretnog kruga opisuju hipocikloide

14

213 Gasno turbinski motor kao pogonski agregat vozila

Gasno turbinski motor uobičajeno nazvano gasna turbina spada u grupu toplotnihmotora sa unutrašnjim sagorevanjem stoga što se kao radni medijum koriste sagoreli gasovi atakođe ima sva četiri procesa (usisavanje sabijanje sagorevanje i ekspanzija i izduvavanje)kao i klasičan motor unutrašnjeg sagorevanja samo što se svi procesi odvijaju jednovremenoali na različitim mestima

U principu u primeni su gasne turbine sa jednim vratilom (singl shaft) i gasna turbinasa dva vratila (twin shaft) od kojih svaka ima svoje prednosti i nedostatke Međutim shodnofunkcionalnoj shemi razlikuje se princip funkcionisanja jednoosovinskog od dvoosovinskoggasno turbinskog motora (slika 13)

Kod obe vrste gasno turbinskih motora gorivo kontinualno sagoreva u komori zasagorevanje u koju se dovodi sabijeni vazduh iz radijalnih kompresora koji atmosferskivazduh sabija do pritiska od oko 4 bar pri čemu isti dostiţe temperaturu od oko 230oC

Ovako zagrejani vazduh za sagorevanje se u međuhladnjaku pre ulaska u komoru zasagorevanje hladi do oko 100 0C kako bi se povećala gustina a potom odvodi do višestepenihkompresorskih kola visokog pritiska odakle izlazi sa pritiskom od oko 16 bar i temperaturomod 330 0C Iz kola visokog pritiska vazduh se sprovodi kroz rekuperator gde se dogreva dotemperature od oko 540 0C i tek tako zagrejan uvodi u komoru za sagorevanje tako da izlaznigasovi dostižu temperaturu od oko 11000C i pritisak 4 do 5 bar Upravo stoga što sesagorevanje odvija uvek sa viškom vazduha izduvni gasovi imaju znatno manje štetnihizduvnih komponenata od klasičnih klipnih motora SUS

Slika 13 Shema funkcijonisanja gasne turbine

a) gasna turbina sa jednim vratilom b) gasna turbina sa dva vratila

15

Tabela 1 Prednosti i nedostaci gasne turbine

22 Toplotni motori sa spoljašnjim sagorevanjem (SSS ndash Motori)

Kod ove vrste motora stvaranje toplotne energije se vrši sagorevanjem u posebnomuređaju (na primer parni kotao ili zagrejač vazduha) odakle su i dobili pridev motori saspoljnim sagorevanjem Pored toga radni medijum ovih motora je uvek neki fluid (na primervodena para vazduh ili neki drugi gas) kome se predaje toplotna energija i time mi sepovećava potencijalna energija izražena pritiskom i temperaturom Radni medijum sesprovodnim i razvodnim aparatom odvodi do drugog agregata na primer cilindar sa klipnimmehanizmom u kome se vrši prevođenje ovih oblika energije u mehanički rad

Tipičan primer ovih motora je parna mašina kao prvog i davno poznatogupotrebljivog toplotnog pogonskog agregata Drugi motor iz grupe toplotnih klipnih mašinasa spoljnim sagorevanjem o kome može da se govori sa aspekta karakteristika potrebnih zaprimenu u vozilima je stirlingov motor

221 Stirling motor

Osnovni princip stirlingovog motora opisan je još 1818 godine od strane škotskogpronalazača Roberta Stirlinga po kome je motor i dobio ime No tek sa razvojem materijalaotpornih na visoke radne temperature - preko 700 0C i pritiske pritiske više od 10 MPaomogućen je i razvoj ove vrste toplotnih motora čime se postiţe povoljan stepen korisnosticelog sistema

Princip se zasniva na spoljnom kontinualnom sagorevanju u zatvorenom iregenerativnom toplotnom procesu Toplotna energija se preko izmenjivača toplote prenosi naneizmenljivi radni medijum koji je hermetički zatvoren u samom motoru Ovaj medijummoţe da bude svaki neagresivni gas koji ima malu specifičnu toplotu (to su u principu gasovičiji molekul ne sadrži atome ugljenika) kao na primer helijum ili čak vazduh

16

Slika 14 Strukturna shema eksperimentalnog stirling motora

Prednosti stirling motora

minus različitost toplotnog izvora i nezavisnost od vrste i kvaliteta goriva Postoji mogućnostda radi i sa kolektorima i koncentratorima solarne energije pa mu praktično klasičnogorivo nije ni potrebno

minus povoljna linija obrtnog momentaminus vrlo dobre karakteristike pri hladnom startuminus niska emisija izduvnih gasova kada radi sa klasičnim gorivimaminus stepen korisnosti motora je zadovoljavajući u odnosu na ostale vrste toplotnih motoraminus nizak nivo buke i vibracija

Navedene prednosti koje strirlingov motor pruža daju nade za primenu ovih motora uurbanim sredinama pre svega kao stacionarni sistemi (pumpne stanice ili geneartori struje) tese poslednjih godina intenzivira rad na razvoju ovih motora

17

3 VOZILA SA ELEKTRO POGONOM (ELEKTRO MOTOR)

Elektromotor sa akumulatorom kao izvor energije predstavlja osnovu od koje se polaziu razmatranjima elektromotornog pogona vozila Činjenica je da je ovakva kombinacija bilaprisutna u Americi još od otkrića elektromotora 1837 godine od strane Thomasa Davenporta

Takođe već 1842 godine u Engleskoj je patentiran automobil sa elektromotorom kojise napajao strujom iz akumulatora Upravo zbog skromnih kapaciteta akumulatoraelektromotorna vozila imaju relativno mali radijus kretanja Uvođenjem takozvanog hibridnogpogona dakle u kombinaciji sa klasičnim motorom SUS a uvodeći i aspekt ograničenihkoličina fosilnih goriva ovakvim vozilima se predviđa budućnost [1]

Slika 15 Elektro pogon - Honda FCX Clarity 2009 [4]

4 HIDRO MOTORI

Hidraulički motori (hidromotori aktuatori) suhidraulički izvršni elementi Oni se dele na rotacionemotore cilindrične i zakretne motore Cilindrični izakretni motori imaju hod ograničen dvema krajnjimtočkama

Suprotno pumpama motori pretvaraju energijufluida u mehanički rad Konstrukcijamotora i pumpi je u osnovi identična pa se često istisklop može prema potrebi koristiti kao pumpa ili motor(reverzibilni sklop)

Prema brzini okretanja razlikuju se

minus Sporohodni (do 1000 omin)minus Brzohodni motori (preko 1000 omin) Slika 16 Hidraulički motor [5]

18

5 PNEUMATSKI MOTORI

Pneumatski motori su rotaciono izvršni elementi kojima se ostvaruje kontinuiranokružno gibanje vratila U odnosu na kompresore u motorima se vrši suprotna pretvaranjaenergije (pretvaranje energije pritiska vazduha u mehanički rad)

Konstrukcija motora i kompresora je slična a ponekad identična tada se isti sklop možekoristiti kao motor i kompresor

U pneumatske pogonske sklopove spadaju se

minus klipni motori aksijalni radijalni

minus zupčasti motori

minus krilni motori

minus vijčani motori

minus vazdušne turbine [3]

Slika 17 Pneumatski motor [6]

ZAKLJUČAK

19

6 ZAKLJUČAK

Pronalaskom motora sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS Motori) krajem IXX veka akasnije i patentiranjem dizel motora i njihovim postepenim usavršavanjem dovelo je doporasta stepena efikasnosti a samim tim i zauzeli su značajnu poziciju u primeni kaopogonskih agregata u automobilskoj industriji koji se održao do dana današnjeg

Kada govorimo o motorima sa unutršnjim sagorevanjem (SUS motori) da bismo iskazlinjihove prednosti i mane obično ih upoređujemo sa motorima koji imaju spoljašnjesagorevanje (SSS motori)

Tabela 2 Prednosti i nedostaci motora SUS u odnosu na motore SSS

Motori sa spoljašnjim sagorevanjem nikada nisu doživeli svoju značajnu primenu uautomobilskoj industriji i nisu bili prihvaćeni javnosti zbog troškova izrade glomazneaparature a samim tim i nikada nisu bili konkurenti motorima sa unutrašnjim sagorevanjem

Međutim zbog velikog stepena zagađenja čovekove sredine kao i zbog negativne statistikegde se smatra da će svi izvori nafte presušiti najkasnije do 2050 godine čovek je u potrazi zaalternativnim gorivima kao i na razvijanju hibridnih vozila (vozila koja koriste minimum dvaizvora energije za svoje pokretanje) Kao posledica čovekovog istraživanja i rada konstruisanje hibridni automobil DEKA Revolt 2008 koji je još uvek u eksperimentalnoj fazi a koji zasvoje pokretanje koristi hibridni pogon u kombinaciji stirling motora i baterija

Zbog celokupne statiske mozemo očekivati da će u skorijoj budućnosti doći dounapređenja motora sa unutrašnjim sagorevanje koji će za svoje pokretanje koristiti neke odalternativnih goriva ili će doći do ekspanzije i značajne primene motora sa spoljašnjimsagorevanjem kao i sam razvoj hibridnih vozila

20

7 LITERATURA

1 Stefanović Aleksandar DRUMSKA VOZILANišCentar za motore i motornavozila Mašinskog fakulteta u Nišu i Centar za bezbednost saobraćaja Mašinskogfakulteta u Kragujevcu2010

2 Filipović Ivan MOTORI I MOTORNA VOZILATuzlaMašinski fakultetUniverziteta u Tuzli2006

3 Korbar Radoslav PNEUMATIKA I HIDRAULIKAKarlovacVeleučilište uKarlovcu2007

4 Scott Christine Scott Gable About - Hybrid Cars amp Alt Fuels 28 Februar 2013httpalternativefuelsaboutcomodfuelcellvehiclereviewsig09-Honda-FCX-Clarity-Fuel-CellFCX-Clarity-Motorhtm

5 Baumax 28 Februar 2013httpwwwbaumaxhrcUsporedba20pneumatskog20i20elektriC48Dnog20pogonacms02000366htmlpg=2

6 RollStar 28 Februar 2013 httpwwwrollstarcomenhydraulic_motorshtm

4

2 TOPLOTNI MOTORI

Klipni motori sa unutrašnjim sagorevanjem se svrstavaju u vrstu motora koji hemijskuenergiju goriva sagorevanjem pretvaraju u toplotnu a potom ovu energiju prevode umehanički rad te stoga uopšteno pripadaju grupi takozvanih toplotnih motora

Toplotni motori zavisno od načina pretvaranja toplotne u mehaničku energiju moguse podeliti toplotne motore sa spoljnim (SUS ndash motori) i motore sa unutrašnjim sagorevanjem(SSS ndash motori) Suštinska razlika između klipnih motori sa spoljašnjim i unutrašnjimsagorevanjem ustvari proizilazi iz mesta i načina prevođenja toplotne energije u mehaničkirad kao i iz toga šta je radni medijum

21 Toplotni motori sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS ndash motori)

Pod pojmom motorom sa unutrašnjim sagorevanjem (motori SUS) podrazumeva semašina koja sagorevanjem goriva unutar samog motora hemijsku energiju goriva prevodi umehanički rad i pri tome radni medijum su sagoreli gasovi a proces transformacije energije seodvija u samom motoru

Bliže odredbe klasifikacije pojmovi i definicije koje se odnose na motoreSUSdefinisane su standardom SRPS (JUS) ISODIS 2710-1 [1]

211 Klipni motori sa aksijalnim klipovima (klipni motori SUS)

Vrlo široko polje primene motora SUS uslovilo je svojim raznovrsnim zahtevima iveliki broj vrlo različitih tipova i konstrukcija motora SUS Zbog toga se u nastavku dajepodjela motora SUS vrši prema nekim od osnovnih kriterijumima

minus Prema nameni motora

Motori za transportne svrhe (automobilski brodski traktorski lokomotivski itd) Stacionarni motori (pogon u elektranama pumpnim i kompresorskim stanicama

itd) Motori za sportska i trkačka kola i motocikle

minus Prema vrsti goriva

Motori na laka tečna goriva (benzin benzol kerozin hellip) Motori na teška tečna goriva ( dizel gorivo mazut ulje za loženje) Motori na plinovita goriva (prirodni plin propan butanhellip) Motori na mešana goriva-osnovno gorivo je plinovito a za paljenje se koristi tečno

gorivo (dualfuel engine) Višegorivi motori (koriste laka i teška tečna goriva)

minus Prema načinu stvaranja smeše

Motori sa spoljašnjim stvaranjem smeše Smeša se priprema pre ulaska u cilindarmotora (tipičan predstavnik OTO motor izuzev GDI - OTO motora)

Motori sa unutrašnjim stvaranjem smeše Gorivo i vazduh se dovode odvojeno ucilindar gde se vrši mešanje (tipičan predstavnik dizel motor)

5

minus Prema načinu paljenja smeše

Motori sa prinudnim paljenjem smeše sa električnom varnicom (OTO motori) Motori sa samopaljenjem smeše (dizel motori) Motori sa paljenjem plinovitog goriva sa malom količinom tečnog goriva Motori sa prinudnim paljenjem bogate smeše u pretkomori

minus Prema ostvarenju radnog ciklusa

Skica motornog mehanizma sa svim glavnim delovima (Sl 1) Radni prostor motoraformiran je od cilindra (4) koji je sa jedne strane zatvoren cilindarskom glavom (5) a sadruge strane pomerljivim klipom (1) Radni prostor se sastoji od

Vc ndash kompresione zapremine iVh ndash hodne (radne) zapremine

1 ndash klip 2 ndash klipnjača 3 ndash kolenasto vratilo (radilica) 4 ndash cilindar 5 ndash cilindarska glava 6 ndashkarter (donji deo motorskog kućišta) 7 ndash gornji deo motornog kućišta 8 ndash usisni ventil 9 ndashizduvni ventil

Slika 1 Skica glavnog motornog mehanizma klipnog motora sa pravolinijskim oscilatornimkretanjem klipa

gdje se hodna zapremina računa kao

pri čemu je

D ndash prečnik klipas ndash hod klipa

6

Pri radu motora zapremina prostora iznad klipa se mijenja od minimalne (Vmin) domaksimalne vrijednosti (Vmax) pomoću čega se definiše jedan vrlo važan parametar motoratzv stepen kompresije (ε)

Za hod klipa vezan je i pojam ldquotaktrdquo odnosno taktnost motora

minus Prema ostvarenju radnog ciklusa motori se dijele na

Četvorotaktne motore gdje se radni ciklus obavi za četiri hoda klipa ili dva punaobrtaja radilice motora

Dvotaktne motore gdje se radni ciklus obavi za dva hoda klipa ili jedan puniobrtaj koljenastog vratila (radilice)

četverotaktni motor dvotaktni motor

a) - takt usisavanja e) - takt punjenja i ispiranjab) - takt sabijanja f) - takt sabijanjac) - takt širenja g) - takt širenjad) - takt izduvavanja h) - takt izduvavanja i početak punjenja

Slika 2 Taktovi radnog ciklusa četverotaktnog i dvotaktnog motora

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

7

minus Prema načinu regulacije

motori sa kvalitativnom regulacijom (kontroliše se ubrizgavanje goriva) tipičanpredstavnik dizel motor

motori sa kvantitativnom (količinskom) regulaciom gdje se kontrolišeubrizgavanje mešavine gorivo-vazduh - tipičan predstavnik oto motor

minus Prema brzohodosti motori se dijele na

sporohode sa Cm lt 65 ms srednje brzohode sa 65 ms lt Cm lt 10 ms brzohode motore sa Cm gt 10 ms

gdje je

Cm ndash srednja brzina klipan ndash broj okretaja radilice motora

minus Prema odnosu hoda i prečnika klipa (sD) motori mogu biti

kratkohodi sD le 1 dugohodi sD gt 1

minus Prema načinu punjenja motori dele se na

Usisne motore gde se usisavanje vazduha u motor vrši prirodnim putem na osnovurazlike pritiska u okolini i u radnom prostoru koja nastaje kretanjem klipa

Nadpunjene motore gdje se vazduh prethodno sabije i kao takav dovodi u cilindarVazduh se sabije u kompresoru koji može biti pogonjen od motora ili pogonjen odturbine koju pokreću izduvni gasovi svojom ekspanzijom (tzv turbokompresor)

minus Prema načinu hlađenja postoje

motori hlađeni tečnošću motori hlađeni vazduhom

minus Prema načinu izvođenja motornog mehanizma

Motori sa krivajnim motornim mehanizmom prikazanim na sl 1 Motori sa ukrsnom glavom (sl 3) Motori kod kojih se radni ciklus obavlja sa obe

strane klipa

8

1 ndash klip 2 ndash klipnjača 3 ndash radilica 4 ndash cilindarska košuljica 5 ndash gornja cilindarska glava6 ndash klipna poluga 7 ndash ukrsna glava 8 ndash donja cilindarska glava 9 ndash zaptivka klipne poluge

Slika 3 Skica motornog mehanizma sa ukrsnom glavom

(motori dvostrukog dejstva) moraju imati zatvorenu cilindarsku košuljicu sa obje strane iukrsnu glavu (sl 3) Uloga ukrsne glave je osim ostvarenja pravilne kinematike klipne polugei rasterećenje cilindarske košuljice od normalnih sila

minus Prema konstruktivnom načinu izvođenja sistema razvođenja radne materije

motori sa ventilskim razvodom (sl 1) motori sa zasunskim razvodom ((sl 4 a) i b) motori sa kombinovanim ventilsko-zasunskim razvodom (sl 4 c)

a) zasunski razvod pomoću klipab) zasunski razvod pomoću cilindarske košuljicec) kombinovani ventilsko- zasunski razvod

Slika 4 Skica dvotaktnog motora sa različitim izvedbama razvoda radne materije

Kod četverotaktnih motora je uvijek ventilski razvod a kod dvotaktnih zasunski ilikombinacija zasunsko-ventilskog razvoda

9

minus Po broju položaju i rasporedu cilindara motori se dijele na

1 Prema broju cilindara na jednocilindrične i višecilindrične

2 Prema položaju cilindara vertikalni-stojeći (sl 5 a) vertikalni-viseći (sl 5 b) horizontalni (ležeći) (sl 6 a) i kosi motor (sl 6 b)

Slika 5 Skica vertikalnog stojećeg (a) i vertikalnog visećeg (b) motora

Slika 6 Skica horizontalnog (a) i kosog (b) motora

3 Prema međusobnom rasporedu cilindara redni (linijski motori) (sl 6 a) V motori (sl 7 b) zvezda motori (sl 7 a) bokser motori (sl 8) W motor (sl 9) H motor (sl 10 a) X motor (sl 10 b) linijski dvoklipni motor (sl 11 a) Δ motor (sl 14 b) itd

10

Slika 7 Skica zvijezda motora (a) i V motora (b)

Slika 8 Skica bokser motora

Slika 9 Skica W motora

11

Slika 10 Skica H motora (a) i X motora (b)

Slika 11 Skica dvoklipnog linijskog motora (a) i Δ motora (b)

4 Prema rasporedu klipova motori se dijele na

jednoklipne (sl 1) protuklipne (sl 11 a)

5 Prema djelovanju radnog fluida na klip

motori jednostrukog dejstva (sl 1) motori dvostrukog dejstva (sl 3)

6 Prema kretanju klipa

sa translatornim kretanjem klipa (sl 1) sa rotacionim kretanjem klipa (karakterističan primjer Wankelov motor ndash sl 12)

[2]

12

212 Klipni motori sa rotacionim klipovima tako zvani Vankel (Wankel)motori

Posebna koncepcija motora saunutrašnjim sagorevanjem motorisa rotacionim klipom nastala je1954 godine kao patentno rešenjeFeliksa Vankela (Felix Wankel) Posvom načinu rada ova vrsta motoraSUS predstavlja prelaz izmeđuklasičnih klipnih motora i drugihvidova motora

Motori ove vrste imajukućište kroz čije središte prolaziekscentarsko vratilo Oko ekscentravratila slobodno se obrće rotor uobliku trougla čija je svaka stranadeo kružnog luka tako da njegovokretanje unutar kućišta nije pokružnici već vrhovi rotora opisujuliniju takozvanu trohoidu

Ekscentarsko vratilo je uležišteno u bočnim stranama kućišta i preko njega se vršiodvođenje snage motora Rotor je sa unutrašnje strane nazubljen i uzupčen sa centralnimzupčanikom koji je nepokretan tako da se rotor obrće oko ovog zupčanika Prenosni odnosizmeđu centralnog fiksiranog zupčanika i unutrašnjeg ozubljenja na rotoru je 2 3 Bitno jenaglasiti da se preko navedenog ozubljenja ne prenosi nikakva sila niti moment već oni služeisključivo radi vođenja rotora Vrhovi rotora su u stalnom kontaktu sa unutrašnjompovršinom kućišta koja je stoga obrađena u obliku hipotrohoide tako da se u svakomtrenutku radni proces deli u tri odvojene komore te klip okretanjem sa kućištem obrazujestalnu promenljivost zapremina unutar kojih se odigravaju radni procesi ciklusa jednogčetvorotaktnog motora Ove radne zapremine su zaptivnim elementima na svim kontaktnimpovršinama rotora sa kućištem (vrhovi rotora i bočne strane) potpuno međusobno odvojene

Istovremeno se u komori 1 završava proces usisavanja zatvaranjem usisnog kanalaprolaskom ivice rotora preko njega čime se dalje istovremeno nastavlja sledeći proces -proces usisavanja u komoru 1

Sva četiri procesa jednog radnog ciklusa obavljaju se dakle diskontinualno jedan zadrugim jasno odeljeni s tim što se za jedan obrtaj rotora obave sva četiri procesa za razlikuod klasičnih četvorotaktnih klipnih motora kod kojih kako je rečeno za ostvarenje svipojedinih procesa koristi se po jedan hod klipa dakle dva obrtaja kolenastog vratila Odatle isledi činjenica da je vankelov motor četvorotaktni ali je za obavljanje ciklusa potrebno kaokod dvotaknog jedan obrtaj vratila

13

Slika 12 Skica principa rada motora sa rotacionim klipom

a) Položaj klipa u spoljnoj tački (zatvorena komora 1) kada stranica rotora zatvara obadistributivna kanala

b) Usisni kanal je otvoren i puni se komora 1 gorivom smešom U tom trenutku u komori2 je proces sabijanja a u komori 3 kraj procesa širenja Sila se preko rotora direktnoprenosi na ekscentrično vratilo

c) Položaj klipa u trenutku paljenja smeše u komori 2 dok se u komori 3 obavlja procesizduvavanja U komori 1 se privodi kraju proces usisavanja

d) Položaj klipa na kraju usisavanja u komoru 1 početak procesa širenja u komori 2 Ukomori B traje proces izduvavanja

Trohoidne krive nastaju prilikom kotrljanja jednog kruga po drugom nepomičnom krugu te tada bilo kojatačka na pomičnom krugu opisuje neku trihoidu Razlikuju se dva slučaja

a) Pri kotrljanju kruga spolja po nepomičnom krugu nastaje epitrohoida Svaka tačka na obimupokretnog kruga tada opisuje epicikloidu

b) Ako se krug kotrlja iznutra po nepomičnom krugu njegove proizvoljne tačke opisuju hipotrohoide atačke na obimu pokretnog kruga opisuju hipocikloide

14

213 Gasno turbinski motor kao pogonski agregat vozila

Gasno turbinski motor uobičajeno nazvano gasna turbina spada u grupu toplotnihmotora sa unutrašnjim sagorevanjem stoga što se kao radni medijum koriste sagoreli gasovi atakođe ima sva četiri procesa (usisavanje sabijanje sagorevanje i ekspanzija i izduvavanje)kao i klasičan motor unutrašnjeg sagorevanja samo što se svi procesi odvijaju jednovremenoali na različitim mestima

U principu u primeni su gasne turbine sa jednim vratilom (singl shaft) i gasna turbinasa dva vratila (twin shaft) od kojih svaka ima svoje prednosti i nedostatke Međutim shodnofunkcionalnoj shemi razlikuje se princip funkcionisanja jednoosovinskog od dvoosovinskoggasno turbinskog motora (slika 13)

Kod obe vrste gasno turbinskih motora gorivo kontinualno sagoreva u komori zasagorevanje u koju se dovodi sabijeni vazduh iz radijalnih kompresora koji atmosferskivazduh sabija do pritiska od oko 4 bar pri čemu isti dostiţe temperaturu od oko 230oC

Ovako zagrejani vazduh za sagorevanje se u međuhladnjaku pre ulaska u komoru zasagorevanje hladi do oko 100 0C kako bi se povećala gustina a potom odvodi do višestepenihkompresorskih kola visokog pritiska odakle izlazi sa pritiskom od oko 16 bar i temperaturomod 330 0C Iz kola visokog pritiska vazduh se sprovodi kroz rekuperator gde se dogreva dotemperature od oko 540 0C i tek tako zagrejan uvodi u komoru za sagorevanje tako da izlaznigasovi dostižu temperaturu od oko 11000C i pritisak 4 do 5 bar Upravo stoga što sesagorevanje odvija uvek sa viškom vazduha izduvni gasovi imaju znatno manje štetnihizduvnih komponenata od klasičnih klipnih motora SUS

Slika 13 Shema funkcijonisanja gasne turbine

a) gasna turbina sa jednim vratilom b) gasna turbina sa dva vratila

15

Tabela 1 Prednosti i nedostaci gasne turbine

22 Toplotni motori sa spoljašnjim sagorevanjem (SSS ndash Motori)

Kod ove vrste motora stvaranje toplotne energije se vrši sagorevanjem u posebnomuređaju (na primer parni kotao ili zagrejač vazduha) odakle su i dobili pridev motori saspoljnim sagorevanjem Pored toga radni medijum ovih motora je uvek neki fluid (na primervodena para vazduh ili neki drugi gas) kome se predaje toplotna energija i time mi sepovećava potencijalna energija izražena pritiskom i temperaturom Radni medijum sesprovodnim i razvodnim aparatom odvodi do drugog agregata na primer cilindar sa klipnimmehanizmom u kome se vrši prevođenje ovih oblika energije u mehanički rad

Tipičan primer ovih motora je parna mašina kao prvog i davno poznatogupotrebljivog toplotnog pogonskog agregata Drugi motor iz grupe toplotnih klipnih mašinasa spoljnim sagorevanjem o kome može da se govori sa aspekta karakteristika potrebnih zaprimenu u vozilima je stirlingov motor

221 Stirling motor

Osnovni princip stirlingovog motora opisan je još 1818 godine od strane škotskogpronalazača Roberta Stirlinga po kome je motor i dobio ime No tek sa razvojem materijalaotpornih na visoke radne temperature - preko 700 0C i pritiske pritiske više od 10 MPaomogućen je i razvoj ove vrste toplotnih motora čime se postiţe povoljan stepen korisnosticelog sistema

Princip se zasniva na spoljnom kontinualnom sagorevanju u zatvorenom iregenerativnom toplotnom procesu Toplotna energija se preko izmenjivača toplote prenosi naneizmenljivi radni medijum koji je hermetički zatvoren u samom motoru Ovaj medijummoţe da bude svaki neagresivni gas koji ima malu specifičnu toplotu (to su u principu gasovičiji molekul ne sadrži atome ugljenika) kao na primer helijum ili čak vazduh

16

Slika 14 Strukturna shema eksperimentalnog stirling motora

Prednosti stirling motora

minus različitost toplotnog izvora i nezavisnost od vrste i kvaliteta goriva Postoji mogućnostda radi i sa kolektorima i koncentratorima solarne energije pa mu praktično klasičnogorivo nije ni potrebno

minus povoljna linija obrtnog momentaminus vrlo dobre karakteristike pri hladnom startuminus niska emisija izduvnih gasova kada radi sa klasičnim gorivimaminus stepen korisnosti motora je zadovoljavajući u odnosu na ostale vrste toplotnih motoraminus nizak nivo buke i vibracija

Navedene prednosti koje strirlingov motor pruža daju nade za primenu ovih motora uurbanim sredinama pre svega kao stacionarni sistemi (pumpne stanice ili geneartori struje) tese poslednjih godina intenzivira rad na razvoju ovih motora

17

3 VOZILA SA ELEKTRO POGONOM (ELEKTRO MOTOR)

Elektromotor sa akumulatorom kao izvor energije predstavlja osnovu od koje se polaziu razmatranjima elektromotornog pogona vozila Činjenica je da je ovakva kombinacija bilaprisutna u Americi još od otkrića elektromotora 1837 godine od strane Thomasa Davenporta

Takođe već 1842 godine u Engleskoj je patentiran automobil sa elektromotorom kojise napajao strujom iz akumulatora Upravo zbog skromnih kapaciteta akumulatoraelektromotorna vozila imaju relativno mali radijus kretanja Uvođenjem takozvanog hibridnogpogona dakle u kombinaciji sa klasičnim motorom SUS a uvodeći i aspekt ograničenihkoličina fosilnih goriva ovakvim vozilima se predviđa budućnost [1]

Slika 15 Elektro pogon - Honda FCX Clarity 2009 [4]

4 HIDRO MOTORI

Hidraulički motori (hidromotori aktuatori) suhidraulički izvršni elementi Oni se dele na rotacionemotore cilindrične i zakretne motore Cilindrični izakretni motori imaju hod ograničen dvema krajnjimtočkama

Suprotno pumpama motori pretvaraju energijufluida u mehanički rad Konstrukcijamotora i pumpi je u osnovi identična pa se često istisklop može prema potrebi koristiti kao pumpa ili motor(reverzibilni sklop)

Prema brzini okretanja razlikuju se

minus Sporohodni (do 1000 omin)minus Brzohodni motori (preko 1000 omin) Slika 16 Hidraulički motor [5]

18

5 PNEUMATSKI MOTORI

Pneumatski motori su rotaciono izvršni elementi kojima se ostvaruje kontinuiranokružno gibanje vratila U odnosu na kompresore u motorima se vrši suprotna pretvaranjaenergije (pretvaranje energije pritiska vazduha u mehanički rad)

Konstrukcija motora i kompresora je slična a ponekad identična tada se isti sklop možekoristiti kao motor i kompresor

U pneumatske pogonske sklopove spadaju se

minus klipni motori aksijalni radijalni

minus zupčasti motori

minus krilni motori

minus vijčani motori

minus vazdušne turbine [3]

Slika 17 Pneumatski motor [6]

ZAKLJUČAK

19

6 ZAKLJUČAK

Pronalaskom motora sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS Motori) krajem IXX veka akasnije i patentiranjem dizel motora i njihovim postepenim usavršavanjem dovelo je doporasta stepena efikasnosti a samim tim i zauzeli su značajnu poziciju u primeni kaopogonskih agregata u automobilskoj industriji koji se održao do dana današnjeg

Kada govorimo o motorima sa unutršnjim sagorevanjem (SUS motori) da bismo iskazlinjihove prednosti i mane obično ih upoređujemo sa motorima koji imaju spoljašnjesagorevanje (SSS motori)

Tabela 2 Prednosti i nedostaci motora SUS u odnosu na motore SSS

Motori sa spoljašnjim sagorevanjem nikada nisu doživeli svoju značajnu primenu uautomobilskoj industriji i nisu bili prihvaćeni javnosti zbog troškova izrade glomazneaparature a samim tim i nikada nisu bili konkurenti motorima sa unutrašnjim sagorevanjem

Međutim zbog velikog stepena zagađenja čovekove sredine kao i zbog negativne statistikegde se smatra da će svi izvori nafte presušiti najkasnije do 2050 godine čovek je u potrazi zaalternativnim gorivima kao i na razvijanju hibridnih vozila (vozila koja koriste minimum dvaizvora energije za svoje pokretanje) Kao posledica čovekovog istraživanja i rada konstruisanje hibridni automobil DEKA Revolt 2008 koji je još uvek u eksperimentalnoj fazi a koji zasvoje pokretanje koristi hibridni pogon u kombinaciji stirling motora i baterija

Zbog celokupne statiske mozemo očekivati da će u skorijoj budućnosti doći dounapređenja motora sa unutrašnjim sagorevanje koji će za svoje pokretanje koristiti neke odalternativnih goriva ili će doći do ekspanzije i značajne primene motora sa spoljašnjimsagorevanjem kao i sam razvoj hibridnih vozila

20

7 LITERATURA

1 Stefanović Aleksandar DRUMSKA VOZILANišCentar za motore i motornavozila Mašinskog fakulteta u Nišu i Centar za bezbednost saobraćaja Mašinskogfakulteta u Kragujevcu2010

2 Filipović Ivan MOTORI I MOTORNA VOZILATuzlaMašinski fakultetUniverziteta u Tuzli2006

3 Korbar Radoslav PNEUMATIKA I HIDRAULIKAKarlovacVeleučilište uKarlovcu2007

4 Scott Christine Scott Gable About - Hybrid Cars amp Alt Fuels 28 Februar 2013httpalternativefuelsaboutcomodfuelcellvehiclereviewsig09-Honda-FCX-Clarity-Fuel-CellFCX-Clarity-Motorhtm

5 Baumax 28 Februar 2013httpwwwbaumaxhrcUsporedba20pneumatskog20i20elektriC48Dnog20pogonacms02000366htmlpg=2

6 RollStar 28 Februar 2013 httpwwwrollstarcomenhydraulic_motorshtm

5

minus Prema načinu paljenja smeše

Motori sa prinudnim paljenjem smeše sa električnom varnicom (OTO motori) Motori sa samopaljenjem smeše (dizel motori) Motori sa paljenjem plinovitog goriva sa malom količinom tečnog goriva Motori sa prinudnim paljenjem bogate smeše u pretkomori

minus Prema ostvarenju radnog ciklusa

Skica motornog mehanizma sa svim glavnim delovima (Sl 1) Radni prostor motoraformiran je od cilindra (4) koji je sa jedne strane zatvoren cilindarskom glavom (5) a sadruge strane pomerljivim klipom (1) Radni prostor se sastoji od

Vc ndash kompresione zapremine iVh ndash hodne (radne) zapremine

1 ndash klip 2 ndash klipnjača 3 ndash kolenasto vratilo (radilica) 4 ndash cilindar 5 ndash cilindarska glava 6 ndashkarter (donji deo motorskog kućišta) 7 ndash gornji deo motornog kućišta 8 ndash usisni ventil 9 ndashizduvni ventil

Slika 1 Skica glavnog motornog mehanizma klipnog motora sa pravolinijskim oscilatornimkretanjem klipa

gdje se hodna zapremina računa kao

pri čemu je

D ndash prečnik klipas ndash hod klipa

6

Pri radu motora zapremina prostora iznad klipa se mijenja od minimalne (Vmin) domaksimalne vrijednosti (Vmax) pomoću čega se definiše jedan vrlo važan parametar motoratzv stepen kompresije (ε)

Za hod klipa vezan je i pojam ldquotaktrdquo odnosno taktnost motora

minus Prema ostvarenju radnog ciklusa motori se dijele na

Četvorotaktne motore gdje se radni ciklus obavi za četiri hoda klipa ili dva punaobrtaja radilice motora

Dvotaktne motore gdje se radni ciklus obavi za dva hoda klipa ili jedan puniobrtaj koljenastog vratila (radilice)

četverotaktni motor dvotaktni motor

a) - takt usisavanja e) - takt punjenja i ispiranjab) - takt sabijanja f) - takt sabijanjac) - takt širenja g) - takt širenjad) - takt izduvavanja h) - takt izduvavanja i početak punjenja

Slika 2 Taktovi radnog ciklusa četverotaktnog i dvotaktnog motora

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

7

minus Prema načinu regulacije

motori sa kvalitativnom regulacijom (kontroliše se ubrizgavanje goriva) tipičanpredstavnik dizel motor

motori sa kvantitativnom (količinskom) regulaciom gdje se kontrolišeubrizgavanje mešavine gorivo-vazduh - tipičan predstavnik oto motor

minus Prema brzohodosti motori se dijele na

sporohode sa Cm lt 65 ms srednje brzohode sa 65 ms lt Cm lt 10 ms brzohode motore sa Cm gt 10 ms

gdje je

Cm ndash srednja brzina klipan ndash broj okretaja radilice motora

minus Prema odnosu hoda i prečnika klipa (sD) motori mogu biti

kratkohodi sD le 1 dugohodi sD gt 1

minus Prema načinu punjenja motori dele se na

Usisne motore gde se usisavanje vazduha u motor vrši prirodnim putem na osnovurazlike pritiska u okolini i u radnom prostoru koja nastaje kretanjem klipa

Nadpunjene motore gdje se vazduh prethodno sabije i kao takav dovodi u cilindarVazduh se sabije u kompresoru koji može biti pogonjen od motora ili pogonjen odturbine koju pokreću izduvni gasovi svojom ekspanzijom (tzv turbokompresor)

minus Prema načinu hlađenja postoje

motori hlađeni tečnošću motori hlađeni vazduhom

minus Prema načinu izvođenja motornog mehanizma

Motori sa krivajnim motornim mehanizmom prikazanim na sl 1 Motori sa ukrsnom glavom (sl 3) Motori kod kojih se radni ciklus obavlja sa obe

strane klipa

8

1 ndash klip 2 ndash klipnjača 3 ndash radilica 4 ndash cilindarska košuljica 5 ndash gornja cilindarska glava6 ndash klipna poluga 7 ndash ukrsna glava 8 ndash donja cilindarska glava 9 ndash zaptivka klipne poluge

Slika 3 Skica motornog mehanizma sa ukrsnom glavom

(motori dvostrukog dejstva) moraju imati zatvorenu cilindarsku košuljicu sa obje strane iukrsnu glavu (sl 3) Uloga ukrsne glave je osim ostvarenja pravilne kinematike klipne polugei rasterećenje cilindarske košuljice od normalnih sila

minus Prema konstruktivnom načinu izvođenja sistema razvođenja radne materije

motori sa ventilskim razvodom (sl 1) motori sa zasunskim razvodom ((sl 4 a) i b) motori sa kombinovanim ventilsko-zasunskim razvodom (sl 4 c)

a) zasunski razvod pomoću klipab) zasunski razvod pomoću cilindarske košuljicec) kombinovani ventilsko- zasunski razvod

Slika 4 Skica dvotaktnog motora sa različitim izvedbama razvoda radne materije

Kod četverotaktnih motora je uvijek ventilski razvod a kod dvotaktnih zasunski ilikombinacija zasunsko-ventilskog razvoda

9

minus Po broju položaju i rasporedu cilindara motori se dijele na

1 Prema broju cilindara na jednocilindrične i višecilindrične

2 Prema položaju cilindara vertikalni-stojeći (sl 5 a) vertikalni-viseći (sl 5 b) horizontalni (ležeći) (sl 6 a) i kosi motor (sl 6 b)

Slika 5 Skica vertikalnog stojećeg (a) i vertikalnog visećeg (b) motora

Slika 6 Skica horizontalnog (a) i kosog (b) motora

3 Prema međusobnom rasporedu cilindara redni (linijski motori) (sl 6 a) V motori (sl 7 b) zvezda motori (sl 7 a) bokser motori (sl 8) W motor (sl 9) H motor (sl 10 a) X motor (sl 10 b) linijski dvoklipni motor (sl 11 a) Δ motor (sl 14 b) itd

10

Slika 7 Skica zvijezda motora (a) i V motora (b)

Slika 8 Skica bokser motora

Slika 9 Skica W motora

11

Slika 10 Skica H motora (a) i X motora (b)

Slika 11 Skica dvoklipnog linijskog motora (a) i Δ motora (b)

4 Prema rasporedu klipova motori se dijele na

jednoklipne (sl 1) protuklipne (sl 11 a)

5 Prema djelovanju radnog fluida na klip

motori jednostrukog dejstva (sl 1) motori dvostrukog dejstva (sl 3)

6 Prema kretanju klipa

sa translatornim kretanjem klipa (sl 1) sa rotacionim kretanjem klipa (karakterističan primjer Wankelov motor ndash sl 12)

[2]

12

212 Klipni motori sa rotacionim klipovima tako zvani Vankel (Wankel)motori

Posebna koncepcija motora saunutrašnjim sagorevanjem motorisa rotacionim klipom nastala je1954 godine kao patentno rešenjeFeliksa Vankela (Felix Wankel) Posvom načinu rada ova vrsta motoraSUS predstavlja prelaz izmeđuklasičnih klipnih motora i drugihvidova motora

Motori ove vrste imajukućište kroz čije središte prolaziekscentarsko vratilo Oko ekscentravratila slobodno se obrće rotor uobliku trougla čija je svaka stranadeo kružnog luka tako da njegovokretanje unutar kućišta nije pokružnici već vrhovi rotora opisujuliniju takozvanu trohoidu

Ekscentarsko vratilo je uležišteno u bočnim stranama kućišta i preko njega se vršiodvođenje snage motora Rotor je sa unutrašnje strane nazubljen i uzupčen sa centralnimzupčanikom koji je nepokretan tako da se rotor obrće oko ovog zupčanika Prenosni odnosizmeđu centralnog fiksiranog zupčanika i unutrašnjeg ozubljenja na rotoru je 2 3 Bitno jenaglasiti da se preko navedenog ozubljenja ne prenosi nikakva sila niti moment već oni služeisključivo radi vođenja rotora Vrhovi rotora su u stalnom kontaktu sa unutrašnjompovršinom kućišta koja je stoga obrađena u obliku hipotrohoide tako da se u svakomtrenutku radni proces deli u tri odvojene komore te klip okretanjem sa kućištem obrazujestalnu promenljivost zapremina unutar kojih se odigravaju radni procesi ciklusa jednogčetvorotaktnog motora Ove radne zapremine su zaptivnim elementima na svim kontaktnimpovršinama rotora sa kućištem (vrhovi rotora i bočne strane) potpuno međusobno odvojene

Istovremeno se u komori 1 završava proces usisavanja zatvaranjem usisnog kanalaprolaskom ivice rotora preko njega čime se dalje istovremeno nastavlja sledeći proces -proces usisavanja u komoru 1

Sva četiri procesa jednog radnog ciklusa obavljaju se dakle diskontinualno jedan zadrugim jasno odeljeni s tim što se za jedan obrtaj rotora obave sva četiri procesa za razlikuod klasičnih četvorotaktnih klipnih motora kod kojih kako je rečeno za ostvarenje svipojedinih procesa koristi se po jedan hod klipa dakle dva obrtaja kolenastog vratila Odatle isledi činjenica da je vankelov motor četvorotaktni ali je za obavljanje ciklusa potrebno kaokod dvotaknog jedan obrtaj vratila

13

Slika 12 Skica principa rada motora sa rotacionim klipom

a) Položaj klipa u spoljnoj tački (zatvorena komora 1) kada stranica rotora zatvara obadistributivna kanala

b) Usisni kanal je otvoren i puni se komora 1 gorivom smešom U tom trenutku u komori2 je proces sabijanja a u komori 3 kraj procesa širenja Sila se preko rotora direktnoprenosi na ekscentrično vratilo

c) Položaj klipa u trenutku paljenja smeše u komori 2 dok se u komori 3 obavlja procesizduvavanja U komori 1 se privodi kraju proces usisavanja

d) Položaj klipa na kraju usisavanja u komoru 1 početak procesa širenja u komori 2 Ukomori B traje proces izduvavanja

Trohoidne krive nastaju prilikom kotrljanja jednog kruga po drugom nepomičnom krugu te tada bilo kojatačka na pomičnom krugu opisuje neku trihoidu Razlikuju se dva slučaja

a) Pri kotrljanju kruga spolja po nepomičnom krugu nastaje epitrohoida Svaka tačka na obimupokretnog kruga tada opisuje epicikloidu

b) Ako se krug kotrlja iznutra po nepomičnom krugu njegove proizvoljne tačke opisuju hipotrohoide atačke na obimu pokretnog kruga opisuju hipocikloide

14

213 Gasno turbinski motor kao pogonski agregat vozila

Gasno turbinski motor uobičajeno nazvano gasna turbina spada u grupu toplotnihmotora sa unutrašnjim sagorevanjem stoga što se kao radni medijum koriste sagoreli gasovi atakođe ima sva četiri procesa (usisavanje sabijanje sagorevanje i ekspanzija i izduvavanje)kao i klasičan motor unutrašnjeg sagorevanja samo što se svi procesi odvijaju jednovremenoali na različitim mestima

U principu u primeni su gasne turbine sa jednim vratilom (singl shaft) i gasna turbinasa dva vratila (twin shaft) od kojih svaka ima svoje prednosti i nedostatke Međutim shodnofunkcionalnoj shemi razlikuje se princip funkcionisanja jednoosovinskog od dvoosovinskoggasno turbinskog motora (slika 13)

Kod obe vrste gasno turbinskih motora gorivo kontinualno sagoreva u komori zasagorevanje u koju se dovodi sabijeni vazduh iz radijalnih kompresora koji atmosferskivazduh sabija do pritiska od oko 4 bar pri čemu isti dostiţe temperaturu od oko 230oC

Ovako zagrejani vazduh za sagorevanje se u međuhladnjaku pre ulaska u komoru zasagorevanje hladi do oko 100 0C kako bi se povećala gustina a potom odvodi do višestepenihkompresorskih kola visokog pritiska odakle izlazi sa pritiskom od oko 16 bar i temperaturomod 330 0C Iz kola visokog pritiska vazduh se sprovodi kroz rekuperator gde se dogreva dotemperature od oko 540 0C i tek tako zagrejan uvodi u komoru za sagorevanje tako da izlaznigasovi dostižu temperaturu od oko 11000C i pritisak 4 do 5 bar Upravo stoga što sesagorevanje odvija uvek sa viškom vazduha izduvni gasovi imaju znatno manje štetnihizduvnih komponenata od klasičnih klipnih motora SUS

Slika 13 Shema funkcijonisanja gasne turbine

a) gasna turbina sa jednim vratilom b) gasna turbina sa dva vratila

15

Tabela 1 Prednosti i nedostaci gasne turbine

22 Toplotni motori sa spoljašnjim sagorevanjem (SSS ndash Motori)

Kod ove vrste motora stvaranje toplotne energije se vrši sagorevanjem u posebnomuređaju (na primer parni kotao ili zagrejač vazduha) odakle su i dobili pridev motori saspoljnim sagorevanjem Pored toga radni medijum ovih motora je uvek neki fluid (na primervodena para vazduh ili neki drugi gas) kome se predaje toplotna energija i time mi sepovećava potencijalna energija izražena pritiskom i temperaturom Radni medijum sesprovodnim i razvodnim aparatom odvodi do drugog agregata na primer cilindar sa klipnimmehanizmom u kome se vrši prevođenje ovih oblika energije u mehanički rad

Tipičan primer ovih motora je parna mašina kao prvog i davno poznatogupotrebljivog toplotnog pogonskog agregata Drugi motor iz grupe toplotnih klipnih mašinasa spoljnim sagorevanjem o kome može da se govori sa aspekta karakteristika potrebnih zaprimenu u vozilima je stirlingov motor

221 Stirling motor

Osnovni princip stirlingovog motora opisan je još 1818 godine od strane škotskogpronalazača Roberta Stirlinga po kome je motor i dobio ime No tek sa razvojem materijalaotpornih na visoke radne temperature - preko 700 0C i pritiske pritiske više od 10 MPaomogućen je i razvoj ove vrste toplotnih motora čime se postiţe povoljan stepen korisnosticelog sistema

Princip se zasniva na spoljnom kontinualnom sagorevanju u zatvorenom iregenerativnom toplotnom procesu Toplotna energija se preko izmenjivača toplote prenosi naneizmenljivi radni medijum koji je hermetički zatvoren u samom motoru Ovaj medijummoţe da bude svaki neagresivni gas koji ima malu specifičnu toplotu (to su u principu gasovičiji molekul ne sadrži atome ugljenika) kao na primer helijum ili čak vazduh

16

Slika 14 Strukturna shema eksperimentalnog stirling motora

Prednosti stirling motora

minus različitost toplotnog izvora i nezavisnost od vrste i kvaliteta goriva Postoji mogućnostda radi i sa kolektorima i koncentratorima solarne energije pa mu praktično klasičnogorivo nije ni potrebno

minus povoljna linija obrtnog momentaminus vrlo dobre karakteristike pri hladnom startuminus niska emisija izduvnih gasova kada radi sa klasičnim gorivimaminus stepen korisnosti motora je zadovoljavajući u odnosu na ostale vrste toplotnih motoraminus nizak nivo buke i vibracija

Navedene prednosti koje strirlingov motor pruža daju nade za primenu ovih motora uurbanim sredinama pre svega kao stacionarni sistemi (pumpne stanice ili geneartori struje) tese poslednjih godina intenzivira rad na razvoju ovih motora

17

3 VOZILA SA ELEKTRO POGONOM (ELEKTRO MOTOR)

Elektromotor sa akumulatorom kao izvor energije predstavlja osnovu od koje se polaziu razmatranjima elektromotornog pogona vozila Činjenica je da je ovakva kombinacija bilaprisutna u Americi još od otkrića elektromotora 1837 godine od strane Thomasa Davenporta

Takođe već 1842 godine u Engleskoj je patentiran automobil sa elektromotorom kojise napajao strujom iz akumulatora Upravo zbog skromnih kapaciteta akumulatoraelektromotorna vozila imaju relativno mali radijus kretanja Uvođenjem takozvanog hibridnogpogona dakle u kombinaciji sa klasičnim motorom SUS a uvodeći i aspekt ograničenihkoličina fosilnih goriva ovakvim vozilima se predviđa budućnost [1]

Slika 15 Elektro pogon - Honda FCX Clarity 2009 [4]

4 HIDRO MOTORI

Hidraulički motori (hidromotori aktuatori) suhidraulički izvršni elementi Oni se dele na rotacionemotore cilindrične i zakretne motore Cilindrični izakretni motori imaju hod ograničen dvema krajnjimtočkama

Suprotno pumpama motori pretvaraju energijufluida u mehanički rad Konstrukcijamotora i pumpi je u osnovi identična pa se često istisklop može prema potrebi koristiti kao pumpa ili motor(reverzibilni sklop)

Prema brzini okretanja razlikuju se

minus Sporohodni (do 1000 omin)minus Brzohodni motori (preko 1000 omin) Slika 16 Hidraulički motor [5]

18

5 PNEUMATSKI MOTORI

Pneumatski motori su rotaciono izvršni elementi kojima se ostvaruje kontinuiranokružno gibanje vratila U odnosu na kompresore u motorima se vrši suprotna pretvaranjaenergije (pretvaranje energije pritiska vazduha u mehanički rad)

Konstrukcija motora i kompresora je slična a ponekad identična tada se isti sklop možekoristiti kao motor i kompresor

U pneumatske pogonske sklopove spadaju se

minus klipni motori aksijalni radijalni

minus zupčasti motori

minus krilni motori

minus vijčani motori

minus vazdušne turbine [3]

Slika 17 Pneumatski motor [6]

ZAKLJUČAK

19

6 ZAKLJUČAK

Pronalaskom motora sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS Motori) krajem IXX veka akasnije i patentiranjem dizel motora i njihovim postepenim usavršavanjem dovelo je doporasta stepena efikasnosti a samim tim i zauzeli su značajnu poziciju u primeni kaopogonskih agregata u automobilskoj industriji koji se održao do dana današnjeg

Kada govorimo o motorima sa unutršnjim sagorevanjem (SUS motori) da bismo iskazlinjihove prednosti i mane obično ih upoređujemo sa motorima koji imaju spoljašnjesagorevanje (SSS motori)

Tabela 2 Prednosti i nedostaci motora SUS u odnosu na motore SSS

Motori sa spoljašnjim sagorevanjem nikada nisu doživeli svoju značajnu primenu uautomobilskoj industriji i nisu bili prihvaćeni javnosti zbog troškova izrade glomazneaparature a samim tim i nikada nisu bili konkurenti motorima sa unutrašnjim sagorevanjem

Međutim zbog velikog stepena zagađenja čovekove sredine kao i zbog negativne statistikegde se smatra da će svi izvori nafte presušiti najkasnije do 2050 godine čovek je u potrazi zaalternativnim gorivima kao i na razvijanju hibridnih vozila (vozila koja koriste minimum dvaizvora energije za svoje pokretanje) Kao posledica čovekovog istraživanja i rada konstruisanje hibridni automobil DEKA Revolt 2008 koji je još uvek u eksperimentalnoj fazi a koji zasvoje pokretanje koristi hibridni pogon u kombinaciji stirling motora i baterija

Zbog celokupne statiske mozemo očekivati da će u skorijoj budućnosti doći dounapređenja motora sa unutrašnjim sagorevanje koji će za svoje pokretanje koristiti neke odalternativnih goriva ili će doći do ekspanzije i značajne primene motora sa spoljašnjimsagorevanjem kao i sam razvoj hibridnih vozila

20

7 LITERATURA

1 Stefanović Aleksandar DRUMSKA VOZILANišCentar za motore i motornavozila Mašinskog fakulteta u Nišu i Centar za bezbednost saobraćaja Mašinskogfakulteta u Kragujevcu2010

2 Filipović Ivan MOTORI I MOTORNA VOZILATuzlaMašinski fakultetUniverziteta u Tuzli2006

3 Korbar Radoslav PNEUMATIKA I HIDRAULIKAKarlovacVeleučilište uKarlovcu2007

4 Scott Christine Scott Gable About - Hybrid Cars amp Alt Fuels 28 Februar 2013httpalternativefuelsaboutcomodfuelcellvehiclereviewsig09-Honda-FCX-Clarity-Fuel-CellFCX-Clarity-Motorhtm

5 Baumax 28 Februar 2013httpwwwbaumaxhrcUsporedba20pneumatskog20i20elektriC48Dnog20pogonacms02000366htmlpg=2

6 RollStar 28 Februar 2013 httpwwwrollstarcomenhydraulic_motorshtm

6

Pri radu motora zapremina prostora iznad klipa se mijenja od minimalne (Vmin) domaksimalne vrijednosti (Vmax) pomoću čega se definiše jedan vrlo važan parametar motoratzv stepen kompresije (ε)

Za hod klipa vezan je i pojam ldquotaktrdquo odnosno taktnost motora

minus Prema ostvarenju radnog ciklusa motori se dijele na

Četvorotaktne motore gdje se radni ciklus obavi za četiri hoda klipa ili dva punaobrtaja radilice motora

Dvotaktne motore gdje se radni ciklus obavi za dva hoda klipa ili jedan puniobrtaj koljenastog vratila (radilice)

četverotaktni motor dvotaktni motor

a) - takt usisavanja e) - takt punjenja i ispiranjab) - takt sabijanja f) - takt sabijanjac) - takt širenja g) - takt širenjad) - takt izduvavanja h) - takt izduvavanja i početak punjenja

Slika 2 Taktovi radnog ciklusa četverotaktnog i dvotaktnog motora

a)

b)

c)

d)

e)

f)

g)

h)

7

minus Prema načinu regulacije

motori sa kvalitativnom regulacijom (kontroliše se ubrizgavanje goriva) tipičanpredstavnik dizel motor

motori sa kvantitativnom (količinskom) regulaciom gdje se kontrolišeubrizgavanje mešavine gorivo-vazduh - tipičan predstavnik oto motor

minus Prema brzohodosti motori se dijele na

sporohode sa Cm lt 65 ms srednje brzohode sa 65 ms lt Cm lt 10 ms brzohode motore sa Cm gt 10 ms

gdje je

Cm ndash srednja brzina klipan ndash broj okretaja radilice motora

minus Prema odnosu hoda i prečnika klipa (sD) motori mogu biti

kratkohodi sD le 1 dugohodi sD gt 1

minus Prema načinu punjenja motori dele se na

Usisne motore gde se usisavanje vazduha u motor vrši prirodnim putem na osnovurazlike pritiska u okolini i u radnom prostoru koja nastaje kretanjem klipa

Nadpunjene motore gdje se vazduh prethodno sabije i kao takav dovodi u cilindarVazduh se sabije u kompresoru koji može biti pogonjen od motora ili pogonjen odturbine koju pokreću izduvni gasovi svojom ekspanzijom (tzv turbokompresor)

minus Prema načinu hlađenja postoje

motori hlađeni tečnošću motori hlađeni vazduhom

minus Prema načinu izvođenja motornog mehanizma

Motori sa krivajnim motornim mehanizmom prikazanim na sl 1 Motori sa ukrsnom glavom (sl 3) Motori kod kojih se radni ciklus obavlja sa obe

strane klipa

8

1 ndash klip 2 ndash klipnjača 3 ndash radilica 4 ndash cilindarska košuljica 5 ndash gornja cilindarska glava6 ndash klipna poluga 7 ndash ukrsna glava 8 ndash donja cilindarska glava 9 ndash zaptivka klipne poluge

Slika 3 Skica motornog mehanizma sa ukrsnom glavom

(motori dvostrukog dejstva) moraju imati zatvorenu cilindarsku košuljicu sa obje strane iukrsnu glavu (sl 3) Uloga ukrsne glave je osim ostvarenja pravilne kinematike klipne polugei rasterećenje cilindarske košuljice od normalnih sila

minus Prema konstruktivnom načinu izvođenja sistema razvođenja radne materije

motori sa ventilskim razvodom (sl 1) motori sa zasunskim razvodom ((sl 4 a) i b) motori sa kombinovanim ventilsko-zasunskim razvodom (sl 4 c)

a) zasunski razvod pomoću klipab) zasunski razvod pomoću cilindarske košuljicec) kombinovani ventilsko- zasunski razvod

Slika 4 Skica dvotaktnog motora sa različitim izvedbama razvoda radne materije

Kod četverotaktnih motora je uvijek ventilski razvod a kod dvotaktnih zasunski ilikombinacija zasunsko-ventilskog razvoda

9

minus Po broju položaju i rasporedu cilindara motori se dijele na

1 Prema broju cilindara na jednocilindrične i višecilindrične

2 Prema položaju cilindara vertikalni-stojeći (sl 5 a) vertikalni-viseći (sl 5 b) horizontalni (ležeći) (sl 6 a) i kosi motor (sl 6 b)

Slika 5 Skica vertikalnog stojećeg (a) i vertikalnog visećeg (b) motora

Slika 6 Skica horizontalnog (a) i kosog (b) motora

3 Prema međusobnom rasporedu cilindara redni (linijski motori) (sl 6 a) V motori (sl 7 b) zvezda motori (sl 7 a) bokser motori (sl 8) W motor (sl 9) H motor (sl 10 a) X motor (sl 10 b) linijski dvoklipni motor (sl 11 a) Δ motor (sl 14 b) itd

10

Slika 7 Skica zvijezda motora (a) i V motora (b)

Slika 8 Skica bokser motora

Slika 9 Skica W motora

11

Slika 10 Skica H motora (a) i X motora (b)

Slika 11 Skica dvoklipnog linijskog motora (a) i Δ motora (b)

4 Prema rasporedu klipova motori se dijele na

jednoklipne (sl 1) protuklipne (sl 11 a)

5 Prema djelovanju radnog fluida na klip

motori jednostrukog dejstva (sl 1) motori dvostrukog dejstva (sl 3)

6 Prema kretanju klipa

sa translatornim kretanjem klipa (sl 1) sa rotacionim kretanjem klipa (karakterističan primjer Wankelov motor ndash sl 12)

[2]

12

212 Klipni motori sa rotacionim klipovima tako zvani Vankel (Wankel)motori

Posebna koncepcija motora saunutrašnjim sagorevanjem motorisa rotacionim klipom nastala je1954 godine kao patentno rešenjeFeliksa Vankela (Felix Wankel) Posvom načinu rada ova vrsta motoraSUS predstavlja prelaz izmeđuklasičnih klipnih motora i drugihvidova motora

Motori ove vrste imajukućište kroz čije središte prolaziekscentarsko vratilo Oko ekscentravratila slobodno se obrće rotor uobliku trougla čija je svaka stranadeo kružnog luka tako da njegovokretanje unutar kućišta nije pokružnici već vrhovi rotora opisujuliniju takozvanu trohoidu

Ekscentarsko vratilo je uležišteno u bočnim stranama kućišta i preko njega se vršiodvođenje snage motora Rotor je sa unutrašnje strane nazubljen i uzupčen sa centralnimzupčanikom koji je nepokretan tako da se rotor obrće oko ovog zupčanika Prenosni odnosizmeđu centralnog fiksiranog zupčanika i unutrašnjeg ozubljenja na rotoru je 2 3 Bitno jenaglasiti da se preko navedenog ozubljenja ne prenosi nikakva sila niti moment već oni služeisključivo radi vođenja rotora Vrhovi rotora su u stalnom kontaktu sa unutrašnjompovršinom kućišta koja je stoga obrađena u obliku hipotrohoide tako da se u svakomtrenutku radni proces deli u tri odvojene komore te klip okretanjem sa kućištem obrazujestalnu promenljivost zapremina unutar kojih se odigravaju radni procesi ciklusa jednogčetvorotaktnog motora Ove radne zapremine su zaptivnim elementima na svim kontaktnimpovršinama rotora sa kućištem (vrhovi rotora i bočne strane) potpuno međusobno odvojene

Istovremeno se u komori 1 završava proces usisavanja zatvaranjem usisnog kanalaprolaskom ivice rotora preko njega čime se dalje istovremeno nastavlja sledeći proces -proces usisavanja u komoru 1

Sva četiri procesa jednog radnog ciklusa obavljaju se dakle diskontinualno jedan zadrugim jasno odeljeni s tim što se za jedan obrtaj rotora obave sva četiri procesa za razlikuod klasičnih četvorotaktnih klipnih motora kod kojih kako je rečeno za ostvarenje svipojedinih procesa koristi se po jedan hod klipa dakle dva obrtaja kolenastog vratila Odatle isledi činjenica da je vankelov motor četvorotaktni ali je za obavljanje ciklusa potrebno kaokod dvotaknog jedan obrtaj vratila

13

Slika 12 Skica principa rada motora sa rotacionim klipom

a) Položaj klipa u spoljnoj tački (zatvorena komora 1) kada stranica rotora zatvara obadistributivna kanala

b) Usisni kanal je otvoren i puni se komora 1 gorivom smešom U tom trenutku u komori2 je proces sabijanja a u komori 3 kraj procesa širenja Sila se preko rotora direktnoprenosi na ekscentrično vratilo

c) Položaj klipa u trenutku paljenja smeše u komori 2 dok se u komori 3 obavlja procesizduvavanja U komori 1 se privodi kraju proces usisavanja

d) Položaj klipa na kraju usisavanja u komoru 1 početak procesa širenja u komori 2 Ukomori B traje proces izduvavanja

Trohoidne krive nastaju prilikom kotrljanja jednog kruga po drugom nepomičnom krugu te tada bilo kojatačka na pomičnom krugu opisuje neku trihoidu Razlikuju se dva slučaja

a) Pri kotrljanju kruga spolja po nepomičnom krugu nastaje epitrohoida Svaka tačka na obimupokretnog kruga tada opisuje epicikloidu

b) Ako se krug kotrlja iznutra po nepomičnom krugu njegove proizvoljne tačke opisuju hipotrohoide atačke na obimu pokretnog kruga opisuju hipocikloide

14

213 Gasno turbinski motor kao pogonski agregat vozila

Gasno turbinski motor uobičajeno nazvano gasna turbina spada u grupu toplotnihmotora sa unutrašnjim sagorevanjem stoga što se kao radni medijum koriste sagoreli gasovi atakođe ima sva četiri procesa (usisavanje sabijanje sagorevanje i ekspanzija i izduvavanje)kao i klasičan motor unutrašnjeg sagorevanja samo što se svi procesi odvijaju jednovremenoali na različitim mestima

U principu u primeni su gasne turbine sa jednim vratilom (singl shaft) i gasna turbinasa dva vratila (twin shaft) od kojih svaka ima svoje prednosti i nedostatke Međutim shodnofunkcionalnoj shemi razlikuje se princip funkcionisanja jednoosovinskog od dvoosovinskoggasno turbinskog motora (slika 13)

Kod obe vrste gasno turbinskih motora gorivo kontinualno sagoreva u komori zasagorevanje u koju se dovodi sabijeni vazduh iz radijalnih kompresora koji atmosferskivazduh sabija do pritiska od oko 4 bar pri čemu isti dostiţe temperaturu od oko 230oC

Ovako zagrejani vazduh za sagorevanje se u međuhladnjaku pre ulaska u komoru zasagorevanje hladi do oko 100 0C kako bi se povećala gustina a potom odvodi do višestepenihkompresorskih kola visokog pritiska odakle izlazi sa pritiskom od oko 16 bar i temperaturomod 330 0C Iz kola visokog pritiska vazduh se sprovodi kroz rekuperator gde se dogreva dotemperature od oko 540 0C i tek tako zagrejan uvodi u komoru za sagorevanje tako da izlaznigasovi dostižu temperaturu od oko 11000C i pritisak 4 do 5 bar Upravo stoga što sesagorevanje odvija uvek sa viškom vazduha izduvni gasovi imaju znatno manje štetnihizduvnih komponenata od klasičnih klipnih motora SUS

Slika 13 Shema funkcijonisanja gasne turbine

a) gasna turbina sa jednim vratilom b) gasna turbina sa dva vratila

15

Tabela 1 Prednosti i nedostaci gasne turbine

22 Toplotni motori sa spoljašnjim sagorevanjem (SSS ndash Motori)

Kod ove vrste motora stvaranje toplotne energije se vrši sagorevanjem u posebnomuređaju (na primer parni kotao ili zagrejač vazduha) odakle su i dobili pridev motori saspoljnim sagorevanjem Pored toga radni medijum ovih motora je uvek neki fluid (na primervodena para vazduh ili neki drugi gas) kome se predaje toplotna energija i time mi sepovećava potencijalna energija izražena pritiskom i temperaturom Radni medijum sesprovodnim i razvodnim aparatom odvodi do drugog agregata na primer cilindar sa klipnimmehanizmom u kome se vrši prevođenje ovih oblika energije u mehanički rad

Tipičan primer ovih motora je parna mašina kao prvog i davno poznatogupotrebljivog toplotnog pogonskog agregata Drugi motor iz grupe toplotnih klipnih mašinasa spoljnim sagorevanjem o kome može da se govori sa aspekta karakteristika potrebnih zaprimenu u vozilima je stirlingov motor

221 Stirling motor

Osnovni princip stirlingovog motora opisan je još 1818 godine od strane škotskogpronalazača Roberta Stirlinga po kome je motor i dobio ime No tek sa razvojem materijalaotpornih na visoke radne temperature - preko 700 0C i pritiske pritiske više od 10 MPaomogućen je i razvoj ove vrste toplotnih motora čime se postiţe povoljan stepen korisnosticelog sistema

Princip se zasniva na spoljnom kontinualnom sagorevanju u zatvorenom iregenerativnom toplotnom procesu Toplotna energija se preko izmenjivača toplote prenosi naneizmenljivi radni medijum koji je hermetički zatvoren u samom motoru Ovaj medijummoţe da bude svaki neagresivni gas koji ima malu specifičnu toplotu (to su u principu gasovičiji molekul ne sadrži atome ugljenika) kao na primer helijum ili čak vazduh

16

Slika 14 Strukturna shema eksperimentalnog stirling motora

Prednosti stirling motora

minus različitost toplotnog izvora i nezavisnost od vrste i kvaliteta goriva Postoji mogućnostda radi i sa kolektorima i koncentratorima solarne energije pa mu praktično klasičnogorivo nije ni potrebno

minus povoljna linija obrtnog momentaminus vrlo dobre karakteristike pri hladnom startuminus niska emisija izduvnih gasova kada radi sa klasičnim gorivimaminus stepen korisnosti motora je zadovoljavajući u odnosu na ostale vrste toplotnih motoraminus nizak nivo buke i vibracija

Navedene prednosti koje strirlingov motor pruža daju nade za primenu ovih motora uurbanim sredinama pre svega kao stacionarni sistemi (pumpne stanice ili geneartori struje) tese poslednjih godina intenzivira rad na razvoju ovih motora

17

3 VOZILA SA ELEKTRO POGONOM (ELEKTRO MOTOR)

Elektromotor sa akumulatorom kao izvor energije predstavlja osnovu od koje se polaziu razmatranjima elektromotornog pogona vozila Činjenica je da je ovakva kombinacija bilaprisutna u Americi još od otkrića elektromotora 1837 godine od strane Thomasa Davenporta

Takođe već 1842 godine u Engleskoj je patentiran automobil sa elektromotorom kojise napajao strujom iz akumulatora Upravo zbog skromnih kapaciteta akumulatoraelektromotorna vozila imaju relativno mali radijus kretanja Uvođenjem takozvanog hibridnogpogona dakle u kombinaciji sa klasičnim motorom SUS a uvodeći i aspekt ograničenihkoličina fosilnih goriva ovakvim vozilima se predviđa budućnost [1]

Slika 15 Elektro pogon - Honda FCX Clarity 2009 [4]

4 HIDRO MOTORI

Hidraulički motori (hidromotori aktuatori) suhidraulički izvršni elementi Oni se dele na rotacionemotore cilindrične i zakretne motore Cilindrični izakretni motori imaju hod ograničen dvema krajnjimtočkama

Suprotno pumpama motori pretvaraju energijufluida u mehanički rad Konstrukcijamotora i pumpi je u osnovi identična pa se često istisklop može prema potrebi koristiti kao pumpa ili motor(reverzibilni sklop)

Prema brzini okretanja razlikuju se

minus Sporohodni (do 1000 omin)minus Brzohodni motori (preko 1000 omin) Slika 16 Hidraulički motor [5]

18

5 PNEUMATSKI MOTORI

Pneumatski motori su rotaciono izvršni elementi kojima se ostvaruje kontinuiranokružno gibanje vratila U odnosu na kompresore u motorima se vrši suprotna pretvaranjaenergije (pretvaranje energije pritiska vazduha u mehanički rad)

Konstrukcija motora i kompresora je slična a ponekad identična tada se isti sklop možekoristiti kao motor i kompresor

U pneumatske pogonske sklopove spadaju se

minus klipni motori aksijalni radijalni

minus zupčasti motori

minus krilni motori

minus vijčani motori

minus vazdušne turbine [3]

Slika 17 Pneumatski motor [6]

ZAKLJUČAK

19

6 ZAKLJUČAK

Pronalaskom motora sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS Motori) krajem IXX veka akasnije i patentiranjem dizel motora i njihovim postepenim usavršavanjem dovelo je doporasta stepena efikasnosti a samim tim i zauzeli su značajnu poziciju u primeni kaopogonskih agregata u automobilskoj industriji koji se održao do dana današnjeg

Kada govorimo o motorima sa unutršnjim sagorevanjem (SUS motori) da bismo iskazlinjihove prednosti i mane obično ih upoređujemo sa motorima koji imaju spoljašnjesagorevanje (SSS motori)

Tabela 2 Prednosti i nedostaci motora SUS u odnosu na motore SSS

Motori sa spoljašnjim sagorevanjem nikada nisu doživeli svoju značajnu primenu uautomobilskoj industriji i nisu bili prihvaćeni javnosti zbog troškova izrade glomazneaparature a samim tim i nikada nisu bili konkurenti motorima sa unutrašnjim sagorevanjem

Međutim zbog velikog stepena zagađenja čovekove sredine kao i zbog negativne statistikegde se smatra da će svi izvori nafte presušiti najkasnije do 2050 godine čovek je u potrazi zaalternativnim gorivima kao i na razvijanju hibridnih vozila (vozila koja koriste minimum dvaizvora energije za svoje pokretanje) Kao posledica čovekovog istraživanja i rada konstruisanje hibridni automobil DEKA Revolt 2008 koji je još uvek u eksperimentalnoj fazi a koji zasvoje pokretanje koristi hibridni pogon u kombinaciji stirling motora i baterija

Zbog celokupne statiske mozemo očekivati da će u skorijoj budućnosti doći dounapređenja motora sa unutrašnjim sagorevanje koji će za svoje pokretanje koristiti neke odalternativnih goriva ili će doći do ekspanzije i značajne primene motora sa spoljašnjimsagorevanjem kao i sam razvoj hibridnih vozila

20

7 LITERATURA

1 Stefanović Aleksandar DRUMSKA VOZILANišCentar za motore i motornavozila Mašinskog fakulteta u Nišu i Centar za bezbednost saobraćaja Mašinskogfakulteta u Kragujevcu2010

2 Filipović Ivan MOTORI I MOTORNA VOZILATuzlaMašinski fakultetUniverziteta u Tuzli2006

3 Korbar Radoslav PNEUMATIKA I HIDRAULIKAKarlovacVeleučilište uKarlovcu2007

4 Scott Christine Scott Gable About - Hybrid Cars amp Alt Fuels 28 Februar 2013httpalternativefuelsaboutcomodfuelcellvehiclereviewsig09-Honda-FCX-Clarity-Fuel-CellFCX-Clarity-Motorhtm

5 Baumax 28 Februar 2013httpwwwbaumaxhrcUsporedba20pneumatskog20i20elektriC48Dnog20pogonacms02000366htmlpg=2

6 RollStar 28 Februar 2013 httpwwwrollstarcomenhydraulic_motorshtm

7

minus Prema načinu regulacije

motori sa kvalitativnom regulacijom (kontroliše se ubrizgavanje goriva) tipičanpredstavnik dizel motor

motori sa kvantitativnom (količinskom) regulaciom gdje se kontrolišeubrizgavanje mešavine gorivo-vazduh - tipičan predstavnik oto motor

minus Prema brzohodosti motori se dijele na

sporohode sa Cm lt 65 ms srednje brzohode sa 65 ms lt Cm lt 10 ms brzohode motore sa Cm gt 10 ms

gdje je

Cm ndash srednja brzina klipan ndash broj okretaja radilice motora

minus Prema odnosu hoda i prečnika klipa (sD) motori mogu biti

kratkohodi sD le 1 dugohodi sD gt 1

minus Prema načinu punjenja motori dele se na

Usisne motore gde se usisavanje vazduha u motor vrši prirodnim putem na osnovurazlike pritiska u okolini i u radnom prostoru koja nastaje kretanjem klipa

Nadpunjene motore gdje se vazduh prethodno sabije i kao takav dovodi u cilindarVazduh se sabije u kompresoru koji može biti pogonjen od motora ili pogonjen odturbine koju pokreću izduvni gasovi svojom ekspanzijom (tzv turbokompresor)

minus Prema načinu hlađenja postoje

motori hlađeni tečnošću motori hlađeni vazduhom

minus Prema načinu izvođenja motornog mehanizma

Motori sa krivajnim motornim mehanizmom prikazanim na sl 1 Motori sa ukrsnom glavom (sl 3) Motori kod kojih se radni ciklus obavlja sa obe

strane klipa

8

1 ndash klip 2 ndash klipnjača 3 ndash radilica 4 ndash cilindarska košuljica 5 ndash gornja cilindarska glava6 ndash klipna poluga 7 ndash ukrsna glava 8 ndash donja cilindarska glava 9 ndash zaptivka klipne poluge

Slika 3 Skica motornog mehanizma sa ukrsnom glavom

(motori dvostrukog dejstva) moraju imati zatvorenu cilindarsku košuljicu sa obje strane iukrsnu glavu (sl 3) Uloga ukrsne glave je osim ostvarenja pravilne kinematike klipne polugei rasterećenje cilindarske košuljice od normalnih sila

minus Prema konstruktivnom načinu izvođenja sistema razvođenja radne materije

motori sa ventilskim razvodom (sl 1) motori sa zasunskim razvodom ((sl 4 a) i b) motori sa kombinovanim ventilsko-zasunskim razvodom (sl 4 c)

a) zasunski razvod pomoću klipab) zasunski razvod pomoću cilindarske košuljicec) kombinovani ventilsko- zasunski razvod

Slika 4 Skica dvotaktnog motora sa različitim izvedbama razvoda radne materije

Kod četverotaktnih motora je uvijek ventilski razvod a kod dvotaktnih zasunski ilikombinacija zasunsko-ventilskog razvoda

9

minus Po broju položaju i rasporedu cilindara motori se dijele na

1 Prema broju cilindara na jednocilindrične i višecilindrične

2 Prema položaju cilindara vertikalni-stojeći (sl 5 a) vertikalni-viseći (sl 5 b) horizontalni (ležeći) (sl 6 a) i kosi motor (sl 6 b)

Slika 5 Skica vertikalnog stojećeg (a) i vertikalnog visećeg (b) motora

Slika 6 Skica horizontalnog (a) i kosog (b) motora

3 Prema međusobnom rasporedu cilindara redni (linijski motori) (sl 6 a) V motori (sl 7 b) zvezda motori (sl 7 a) bokser motori (sl 8) W motor (sl 9) H motor (sl 10 a) X motor (sl 10 b) linijski dvoklipni motor (sl 11 a) Δ motor (sl 14 b) itd

10

Slika 7 Skica zvijezda motora (a) i V motora (b)

Slika 8 Skica bokser motora

Slika 9 Skica W motora

11

Slika 10 Skica H motora (a) i X motora (b)

Slika 11 Skica dvoklipnog linijskog motora (a) i Δ motora (b)

4 Prema rasporedu klipova motori se dijele na

jednoklipne (sl 1) protuklipne (sl 11 a)

5 Prema djelovanju radnog fluida na klip

motori jednostrukog dejstva (sl 1) motori dvostrukog dejstva (sl 3)

6 Prema kretanju klipa

sa translatornim kretanjem klipa (sl 1) sa rotacionim kretanjem klipa (karakterističan primjer Wankelov motor ndash sl 12)

[2]

12

212 Klipni motori sa rotacionim klipovima tako zvani Vankel (Wankel)motori

Posebna koncepcija motora saunutrašnjim sagorevanjem motorisa rotacionim klipom nastala je1954 godine kao patentno rešenjeFeliksa Vankela (Felix Wankel) Posvom načinu rada ova vrsta motoraSUS predstavlja prelaz izmeđuklasičnih klipnih motora i drugihvidova motora

Motori ove vrste imajukućište kroz čije središte prolaziekscentarsko vratilo Oko ekscentravratila slobodno se obrće rotor uobliku trougla čija je svaka stranadeo kružnog luka tako da njegovokretanje unutar kućišta nije pokružnici već vrhovi rotora opisujuliniju takozvanu trohoidu

Ekscentarsko vratilo je uležišteno u bočnim stranama kućišta i preko njega se vršiodvođenje snage motora Rotor je sa unutrašnje strane nazubljen i uzupčen sa centralnimzupčanikom koji je nepokretan tako da se rotor obrće oko ovog zupčanika Prenosni odnosizmeđu centralnog fiksiranog zupčanika i unutrašnjeg ozubljenja na rotoru je 2 3 Bitno jenaglasiti da se preko navedenog ozubljenja ne prenosi nikakva sila niti moment već oni služeisključivo radi vođenja rotora Vrhovi rotora su u stalnom kontaktu sa unutrašnjompovršinom kućišta koja je stoga obrađena u obliku hipotrohoide tako da se u svakomtrenutku radni proces deli u tri odvojene komore te klip okretanjem sa kućištem obrazujestalnu promenljivost zapremina unutar kojih se odigravaju radni procesi ciklusa jednogčetvorotaktnog motora Ove radne zapremine su zaptivnim elementima na svim kontaktnimpovršinama rotora sa kućištem (vrhovi rotora i bočne strane) potpuno međusobno odvojene

Istovremeno se u komori 1 završava proces usisavanja zatvaranjem usisnog kanalaprolaskom ivice rotora preko njega čime se dalje istovremeno nastavlja sledeći proces -proces usisavanja u komoru 1

Sva četiri procesa jednog radnog ciklusa obavljaju se dakle diskontinualno jedan zadrugim jasno odeljeni s tim što se za jedan obrtaj rotora obave sva četiri procesa za razlikuod klasičnih četvorotaktnih klipnih motora kod kojih kako je rečeno za ostvarenje svipojedinih procesa koristi se po jedan hod klipa dakle dva obrtaja kolenastog vratila Odatle isledi činjenica da je vankelov motor četvorotaktni ali je za obavljanje ciklusa potrebno kaokod dvotaknog jedan obrtaj vratila

13

Slika 12 Skica principa rada motora sa rotacionim klipom

a) Položaj klipa u spoljnoj tački (zatvorena komora 1) kada stranica rotora zatvara obadistributivna kanala

b) Usisni kanal je otvoren i puni se komora 1 gorivom smešom U tom trenutku u komori2 je proces sabijanja a u komori 3 kraj procesa širenja Sila se preko rotora direktnoprenosi na ekscentrično vratilo

c) Položaj klipa u trenutku paljenja smeše u komori 2 dok se u komori 3 obavlja procesizduvavanja U komori 1 se privodi kraju proces usisavanja

d) Položaj klipa na kraju usisavanja u komoru 1 početak procesa širenja u komori 2 Ukomori B traje proces izduvavanja

Trohoidne krive nastaju prilikom kotrljanja jednog kruga po drugom nepomičnom krugu te tada bilo kojatačka na pomičnom krugu opisuje neku trihoidu Razlikuju se dva slučaja

a) Pri kotrljanju kruga spolja po nepomičnom krugu nastaje epitrohoida Svaka tačka na obimupokretnog kruga tada opisuje epicikloidu

b) Ako se krug kotrlja iznutra po nepomičnom krugu njegove proizvoljne tačke opisuju hipotrohoide atačke na obimu pokretnog kruga opisuju hipocikloide

14

213 Gasno turbinski motor kao pogonski agregat vozila

Gasno turbinski motor uobičajeno nazvano gasna turbina spada u grupu toplotnihmotora sa unutrašnjim sagorevanjem stoga što se kao radni medijum koriste sagoreli gasovi atakođe ima sva četiri procesa (usisavanje sabijanje sagorevanje i ekspanzija i izduvavanje)kao i klasičan motor unutrašnjeg sagorevanja samo što se svi procesi odvijaju jednovremenoali na različitim mestima

U principu u primeni su gasne turbine sa jednim vratilom (singl shaft) i gasna turbinasa dva vratila (twin shaft) od kojih svaka ima svoje prednosti i nedostatke Međutim shodnofunkcionalnoj shemi razlikuje se princip funkcionisanja jednoosovinskog od dvoosovinskoggasno turbinskog motora (slika 13)

Kod obe vrste gasno turbinskih motora gorivo kontinualno sagoreva u komori zasagorevanje u koju se dovodi sabijeni vazduh iz radijalnih kompresora koji atmosferskivazduh sabija do pritiska od oko 4 bar pri čemu isti dostiţe temperaturu od oko 230oC

Ovako zagrejani vazduh za sagorevanje se u međuhladnjaku pre ulaska u komoru zasagorevanje hladi do oko 100 0C kako bi se povećala gustina a potom odvodi do višestepenihkompresorskih kola visokog pritiska odakle izlazi sa pritiskom od oko 16 bar i temperaturomod 330 0C Iz kola visokog pritiska vazduh se sprovodi kroz rekuperator gde se dogreva dotemperature od oko 540 0C i tek tako zagrejan uvodi u komoru za sagorevanje tako da izlaznigasovi dostižu temperaturu od oko 11000C i pritisak 4 do 5 bar Upravo stoga što sesagorevanje odvija uvek sa viškom vazduha izduvni gasovi imaju znatno manje štetnihizduvnih komponenata od klasičnih klipnih motora SUS

Slika 13 Shema funkcijonisanja gasne turbine

a) gasna turbina sa jednim vratilom b) gasna turbina sa dva vratila

15

Tabela 1 Prednosti i nedostaci gasne turbine

22 Toplotni motori sa spoljašnjim sagorevanjem (SSS ndash Motori)

Kod ove vrste motora stvaranje toplotne energije se vrši sagorevanjem u posebnomuređaju (na primer parni kotao ili zagrejač vazduha) odakle su i dobili pridev motori saspoljnim sagorevanjem Pored toga radni medijum ovih motora je uvek neki fluid (na primervodena para vazduh ili neki drugi gas) kome se predaje toplotna energija i time mi sepovećava potencijalna energija izražena pritiskom i temperaturom Radni medijum sesprovodnim i razvodnim aparatom odvodi do drugog agregata na primer cilindar sa klipnimmehanizmom u kome se vrši prevođenje ovih oblika energije u mehanički rad

Tipičan primer ovih motora je parna mašina kao prvog i davno poznatogupotrebljivog toplotnog pogonskog agregata Drugi motor iz grupe toplotnih klipnih mašinasa spoljnim sagorevanjem o kome može da se govori sa aspekta karakteristika potrebnih zaprimenu u vozilima je stirlingov motor

221 Stirling motor

Osnovni princip stirlingovog motora opisan je još 1818 godine od strane škotskogpronalazača Roberta Stirlinga po kome je motor i dobio ime No tek sa razvojem materijalaotpornih na visoke radne temperature - preko 700 0C i pritiske pritiske više od 10 MPaomogućen je i razvoj ove vrste toplotnih motora čime se postiţe povoljan stepen korisnosticelog sistema

Princip se zasniva na spoljnom kontinualnom sagorevanju u zatvorenom iregenerativnom toplotnom procesu Toplotna energija se preko izmenjivača toplote prenosi naneizmenljivi radni medijum koji je hermetički zatvoren u samom motoru Ovaj medijummoţe da bude svaki neagresivni gas koji ima malu specifičnu toplotu (to su u principu gasovičiji molekul ne sadrži atome ugljenika) kao na primer helijum ili čak vazduh

16

Slika 14 Strukturna shema eksperimentalnog stirling motora

Prednosti stirling motora

minus različitost toplotnog izvora i nezavisnost od vrste i kvaliteta goriva Postoji mogućnostda radi i sa kolektorima i koncentratorima solarne energije pa mu praktično klasičnogorivo nije ni potrebno

minus povoljna linija obrtnog momentaminus vrlo dobre karakteristike pri hladnom startuminus niska emisija izduvnih gasova kada radi sa klasičnim gorivimaminus stepen korisnosti motora je zadovoljavajući u odnosu na ostale vrste toplotnih motoraminus nizak nivo buke i vibracija

Navedene prednosti koje strirlingov motor pruža daju nade za primenu ovih motora uurbanim sredinama pre svega kao stacionarni sistemi (pumpne stanice ili geneartori struje) tese poslednjih godina intenzivira rad na razvoju ovih motora

17

3 VOZILA SA ELEKTRO POGONOM (ELEKTRO MOTOR)

Elektromotor sa akumulatorom kao izvor energije predstavlja osnovu od koje se polaziu razmatranjima elektromotornog pogona vozila Činjenica je da je ovakva kombinacija bilaprisutna u Americi još od otkrića elektromotora 1837 godine od strane Thomasa Davenporta

Takođe već 1842 godine u Engleskoj je patentiran automobil sa elektromotorom kojise napajao strujom iz akumulatora Upravo zbog skromnih kapaciteta akumulatoraelektromotorna vozila imaju relativno mali radijus kretanja Uvođenjem takozvanog hibridnogpogona dakle u kombinaciji sa klasičnim motorom SUS a uvodeći i aspekt ograničenihkoličina fosilnih goriva ovakvim vozilima se predviđa budućnost [1]

Slika 15 Elektro pogon - Honda FCX Clarity 2009 [4]

4 HIDRO MOTORI

Hidraulički motori (hidromotori aktuatori) suhidraulički izvršni elementi Oni se dele na rotacionemotore cilindrične i zakretne motore Cilindrični izakretni motori imaju hod ograničen dvema krajnjimtočkama

Suprotno pumpama motori pretvaraju energijufluida u mehanički rad Konstrukcijamotora i pumpi je u osnovi identična pa se često istisklop može prema potrebi koristiti kao pumpa ili motor(reverzibilni sklop)

Prema brzini okretanja razlikuju se

minus Sporohodni (do 1000 omin)minus Brzohodni motori (preko 1000 omin) Slika 16 Hidraulički motor [5]

18

5 PNEUMATSKI MOTORI

Pneumatski motori su rotaciono izvršni elementi kojima se ostvaruje kontinuiranokružno gibanje vratila U odnosu na kompresore u motorima se vrši suprotna pretvaranjaenergije (pretvaranje energije pritiska vazduha u mehanički rad)

Konstrukcija motora i kompresora je slična a ponekad identična tada se isti sklop možekoristiti kao motor i kompresor

U pneumatske pogonske sklopove spadaju se

minus klipni motori aksijalni radijalni

minus zupčasti motori

minus krilni motori

minus vijčani motori

minus vazdušne turbine [3]

Slika 17 Pneumatski motor [6]

ZAKLJUČAK

19

6 ZAKLJUČAK

Pronalaskom motora sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS Motori) krajem IXX veka akasnije i patentiranjem dizel motora i njihovim postepenim usavršavanjem dovelo je doporasta stepena efikasnosti a samim tim i zauzeli su značajnu poziciju u primeni kaopogonskih agregata u automobilskoj industriji koji se održao do dana današnjeg

Kada govorimo o motorima sa unutršnjim sagorevanjem (SUS motori) da bismo iskazlinjihove prednosti i mane obično ih upoređujemo sa motorima koji imaju spoljašnjesagorevanje (SSS motori)

Tabela 2 Prednosti i nedostaci motora SUS u odnosu na motore SSS

Motori sa spoljašnjim sagorevanjem nikada nisu doživeli svoju značajnu primenu uautomobilskoj industriji i nisu bili prihvaćeni javnosti zbog troškova izrade glomazneaparature a samim tim i nikada nisu bili konkurenti motorima sa unutrašnjim sagorevanjem

Međutim zbog velikog stepena zagađenja čovekove sredine kao i zbog negativne statistikegde se smatra da će svi izvori nafte presušiti najkasnije do 2050 godine čovek je u potrazi zaalternativnim gorivima kao i na razvijanju hibridnih vozila (vozila koja koriste minimum dvaizvora energije za svoje pokretanje) Kao posledica čovekovog istraživanja i rada konstruisanje hibridni automobil DEKA Revolt 2008 koji je još uvek u eksperimentalnoj fazi a koji zasvoje pokretanje koristi hibridni pogon u kombinaciji stirling motora i baterija

Zbog celokupne statiske mozemo očekivati da će u skorijoj budućnosti doći dounapređenja motora sa unutrašnjim sagorevanje koji će za svoje pokretanje koristiti neke odalternativnih goriva ili će doći do ekspanzije i značajne primene motora sa spoljašnjimsagorevanjem kao i sam razvoj hibridnih vozila

20

7 LITERATURA

1 Stefanović Aleksandar DRUMSKA VOZILANišCentar za motore i motornavozila Mašinskog fakulteta u Nišu i Centar za bezbednost saobraćaja Mašinskogfakulteta u Kragujevcu2010

2 Filipović Ivan MOTORI I MOTORNA VOZILATuzlaMašinski fakultetUniverziteta u Tuzli2006

3 Korbar Radoslav PNEUMATIKA I HIDRAULIKAKarlovacVeleučilište uKarlovcu2007

4 Scott Christine Scott Gable About - Hybrid Cars amp Alt Fuels 28 Februar 2013httpalternativefuelsaboutcomodfuelcellvehiclereviewsig09-Honda-FCX-Clarity-Fuel-CellFCX-Clarity-Motorhtm

5 Baumax 28 Februar 2013httpwwwbaumaxhrcUsporedba20pneumatskog20i20elektriC48Dnog20pogonacms02000366htmlpg=2

6 RollStar 28 Februar 2013 httpwwwrollstarcomenhydraulic_motorshtm

8

1 ndash klip 2 ndash klipnjača 3 ndash radilica 4 ndash cilindarska košuljica 5 ndash gornja cilindarska glava6 ndash klipna poluga 7 ndash ukrsna glava 8 ndash donja cilindarska glava 9 ndash zaptivka klipne poluge

Slika 3 Skica motornog mehanizma sa ukrsnom glavom

(motori dvostrukog dejstva) moraju imati zatvorenu cilindarsku košuljicu sa obje strane iukrsnu glavu (sl 3) Uloga ukrsne glave je osim ostvarenja pravilne kinematike klipne polugei rasterećenje cilindarske košuljice od normalnih sila

minus Prema konstruktivnom načinu izvođenja sistema razvođenja radne materije

motori sa ventilskim razvodom (sl 1) motori sa zasunskim razvodom ((sl 4 a) i b) motori sa kombinovanim ventilsko-zasunskim razvodom (sl 4 c)

a) zasunski razvod pomoću klipab) zasunski razvod pomoću cilindarske košuljicec) kombinovani ventilsko- zasunski razvod

Slika 4 Skica dvotaktnog motora sa različitim izvedbama razvoda radne materije

Kod četverotaktnih motora je uvijek ventilski razvod a kod dvotaktnih zasunski ilikombinacija zasunsko-ventilskog razvoda

9

minus Po broju položaju i rasporedu cilindara motori se dijele na

1 Prema broju cilindara na jednocilindrične i višecilindrične

2 Prema položaju cilindara vertikalni-stojeći (sl 5 a) vertikalni-viseći (sl 5 b) horizontalni (ležeći) (sl 6 a) i kosi motor (sl 6 b)

Slika 5 Skica vertikalnog stojećeg (a) i vertikalnog visećeg (b) motora

Slika 6 Skica horizontalnog (a) i kosog (b) motora

3 Prema međusobnom rasporedu cilindara redni (linijski motori) (sl 6 a) V motori (sl 7 b) zvezda motori (sl 7 a) bokser motori (sl 8) W motor (sl 9) H motor (sl 10 a) X motor (sl 10 b) linijski dvoklipni motor (sl 11 a) Δ motor (sl 14 b) itd

10

Slika 7 Skica zvijezda motora (a) i V motora (b)

Slika 8 Skica bokser motora

Slika 9 Skica W motora

11

Slika 10 Skica H motora (a) i X motora (b)

Slika 11 Skica dvoklipnog linijskog motora (a) i Δ motora (b)

4 Prema rasporedu klipova motori se dijele na

jednoklipne (sl 1) protuklipne (sl 11 a)

5 Prema djelovanju radnog fluida na klip

motori jednostrukog dejstva (sl 1) motori dvostrukog dejstva (sl 3)

6 Prema kretanju klipa

sa translatornim kretanjem klipa (sl 1) sa rotacionim kretanjem klipa (karakterističan primjer Wankelov motor ndash sl 12)

[2]

12

212 Klipni motori sa rotacionim klipovima tako zvani Vankel (Wankel)motori

Posebna koncepcija motora saunutrašnjim sagorevanjem motorisa rotacionim klipom nastala je1954 godine kao patentno rešenjeFeliksa Vankela (Felix Wankel) Posvom načinu rada ova vrsta motoraSUS predstavlja prelaz izmeđuklasičnih klipnih motora i drugihvidova motora

Motori ove vrste imajukućište kroz čije središte prolaziekscentarsko vratilo Oko ekscentravratila slobodno se obrće rotor uobliku trougla čija je svaka stranadeo kružnog luka tako da njegovokretanje unutar kućišta nije pokružnici već vrhovi rotora opisujuliniju takozvanu trohoidu

Ekscentarsko vratilo je uležišteno u bočnim stranama kućišta i preko njega se vršiodvođenje snage motora Rotor je sa unutrašnje strane nazubljen i uzupčen sa centralnimzupčanikom koji je nepokretan tako da se rotor obrće oko ovog zupčanika Prenosni odnosizmeđu centralnog fiksiranog zupčanika i unutrašnjeg ozubljenja na rotoru je 2 3 Bitno jenaglasiti da se preko navedenog ozubljenja ne prenosi nikakva sila niti moment već oni služeisključivo radi vođenja rotora Vrhovi rotora su u stalnom kontaktu sa unutrašnjompovršinom kućišta koja je stoga obrađena u obliku hipotrohoide tako da se u svakomtrenutku radni proces deli u tri odvojene komore te klip okretanjem sa kućištem obrazujestalnu promenljivost zapremina unutar kojih se odigravaju radni procesi ciklusa jednogčetvorotaktnog motora Ove radne zapremine su zaptivnim elementima na svim kontaktnimpovršinama rotora sa kućištem (vrhovi rotora i bočne strane) potpuno međusobno odvojene

Istovremeno se u komori 1 završava proces usisavanja zatvaranjem usisnog kanalaprolaskom ivice rotora preko njega čime se dalje istovremeno nastavlja sledeći proces -proces usisavanja u komoru 1

Sva četiri procesa jednog radnog ciklusa obavljaju se dakle diskontinualno jedan zadrugim jasno odeljeni s tim što se za jedan obrtaj rotora obave sva četiri procesa za razlikuod klasičnih četvorotaktnih klipnih motora kod kojih kako je rečeno za ostvarenje svipojedinih procesa koristi se po jedan hod klipa dakle dva obrtaja kolenastog vratila Odatle isledi činjenica da je vankelov motor četvorotaktni ali je za obavljanje ciklusa potrebno kaokod dvotaknog jedan obrtaj vratila

13

Slika 12 Skica principa rada motora sa rotacionim klipom

a) Položaj klipa u spoljnoj tački (zatvorena komora 1) kada stranica rotora zatvara obadistributivna kanala

b) Usisni kanal je otvoren i puni se komora 1 gorivom smešom U tom trenutku u komori2 je proces sabijanja a u komori 3 kraj procesa širenja Sila se preko rotora direktnoprenosi na ekscentrično vratilo

c) Položaj klipa u trenutku paljenja smeše u komori 2 dok se u komori 3 obavlja procesizduvavanja U komori 1 se privodi kraju proces usisavanja

d) Položaj klipa na kraju usisavanja u komoru 1 početak procesa širenja u komori 2 Ukomori B traje proces izduvavanja

Trohoidne krive nastaju prilikom kotrljanja jednog kruga po drugom nepomičnom krugu te tada bilo kojatačka na pomičnom krugu opisuje neku trihoidu Razlikuju se dva slučaja

a) Pri kotrljanju kruga spolja po nepomičnom krugu nastaje epitrohoida Svaka tačka na obimupokretnog kruga tada opisuje epicikloidu

b) Ako se krug kotrlja iznutra po nepomičnom krugu njegove proizvoljne tačke opisuju hipotrohoide atačke na obimu pokretnog kruga opisuju hipocikloide

14

213 Gasno turbinski motor kao pogonski agregat vozila

Gasno turbinski motor uobičajeno nazvano gasna turbina spada u grupu toplotnihmotora sa unutrašnjim sagorevanjem stoga što se kao radni medijum koriste sagoreli gasovi atakođe ima sva četiri procesa (usisavanje sabijanje sagorevanje i ekspanzija i izduvavanje)kao i klasičan motor unutrašnjeg sagorevanja samo što se svi procesi odvijaju jednovremenoali na različitim mestima

U principu u primeni su gasne turbine sa jednim vratilom (singl shaft) i gasna turbinasa dva vratila (twin shaft) od kojih svaka ima svoje prednosti i nedostatke Međutim shodnofunkcionalnoj shemi razlikuje se princip funkcionisanja jednoosovinskog od dvoosovinskoggasno turbinskog motora (slika 13)

Kod obe vrste gasno turbinskih motora gorivo kontinualno sagoreva u komori zasagorevanje u koju se dovodi sabijeni vazduh iz radijalnih kompresora koji atmosferskivazduh sabija do pritiska od oko 4 bar pri čemu isti dostiţe temperaturu od oko 230oC

Ovako zagrejani vazduh za sagorevanje se u međuhladnjaku pre ulaska u komoru zasagorevanje hladi do oko 100 0C kako bi se povećala gustina a potom odvodi do višestepenihkompresorskih kola visokog pritiska odakle izlazi sa pritiskom od oko 16 bar i temperaturomod 330 0C Iz kola visokog pritiska vazduh se sprovodi kroz rekuperator gde se dogreva dotemperature od oko 540 0C i tek tako zagrejan uvodi u komoru za sagorevanje tako da izlaznigasovi dostižu temperaturu od oko 11000C i pritisak 4 do 5 bar Upravo stoga što sesagorevanje odvija uvek sa viškom vazduha izduvni gasovi imaju znatno manje štetnihizduvnih komponenata od klasičnih klipnih motora SUS

Slika 13 Shema funkcijonisanja gasne turbine

a) gasna turbina sa jednim vratilom b) gasna turbina sa dva vratila

15

Tabela 1 Prednosti i nedostaci gasne turbine

22 Toplotni motori sa spoljašnjim sagorevanjem (SSS ndash Motori)

Kod ove vrste motora stvaranje toplotne energije se vrši sagorevanjem u posebnomuređaju (na primer parni kotao ili zagrejač vazduha) odakle su i dobili pridev motori saspoljnim sagorevanjem Pored toga radni medijum ovih motora je uvek neki fluid (na primervodena para vazduh ili neki drugi gas) kome se predaje toplotna energija i time mi sepovećava potencijalna energija izražena pritiskom i temperaturom Radni medijum sesprovodnim i razvodnim aparatom odvodi do drugog agregata na primer cilindar sa klipnimmehanizmom u kome se vrši prevođenje ovih oblika energije u mehanički rad

Tipičan primer ovih motora je parna mašina kao prvog i davno poznatogupotrebljivog toplotnog pogonskog agregata Drugi motor iz grupe toplotnih klipnih mašinasa spoljnim sagorevanjem o kome može da se govori sa aspekta karakteristika potrebnih zaprimenu u vozilima je stirlingov motor

221 Stirling motor

Osnovni princip stirlingovog motora opisan je još 1818 godine od strane škotskogpronalazača Roberta Stirlinga po kome je motor i dobio ime No tek sa razvojem materijalaotpornih na visoke radne temperature - preko 700 0C i pritiske pritiske više od 10 MPaomogućen je i razvoj ove vrste toplotnih motora čime se postiţe povoljan stepen korisnosticelog sistema

Princip se zasniva na spoljnom kontinualnom sagorevanju u zatvorenom iregenerativnom toplotnom procesu Toplotna energija se preko izmenjivača toplote prenosi naneizmenljivi radni medijum koji je hermetički zatvoren u samom motoru Ovaj medijummoţe da bude svaki neagresivni gas koji ima malu specifičnu toplotu (to su u principu gasovičiji molekul ne sadrži atome ugljenika) kao na primer helijum ili čak vazduh

16

Slika 14 Strukturna shema eksperimentalnog stirling motora

Prednosti stirling motora

minus različitost toplotnog izvora i nezavisnost od vrste i kvaliteta goriva Postoji mogućnostda radi i sa kolektorima i koncentratorima solarne energije pa mu praktično klasičnogorivo nije ni potrebno

minus povoljna linija obrtnog momentaminus vrlo dobre karakteristike pri hladnom startuminus niska emisija izduvnih gasova kada radi sa klasičnim gorivimaminus stepen korisnosti motora je zadovoljavajući u odnosu na ostale vrste toplotnih motoraminus nizak nivo buke i vibracija

Navedene prednosti koje strirlingov motor pruža daju nade za primenu ovih motora uurbanim sredinama pre svega kao stacionarni sistemi (pumpne stanice ili geneartori struje) tese poslednjih godina intenzivira rad na razvoju ovih motora

17

3 VOZILA SA ELEKTRO POGONOM (ELEKTRO MOTOR)

Elektromotor sa akumulatorom kao izvor energije predstavlja osnovu od koje se polaziu razmatranjima elektromotornog pogona vozila Činjenica je da je ovakva kombinacija bilaprisutna u Americi još od otkrića elektromotora 1837 godine od strane Thomasa Davenporta

Takođe već 1842 godine u Engleskoj je patentiran automobil sa elektromotorom kojise napajao strujom iz akumulatora Upravo zbog skromnih kapaciteta akumulatoraelektromotorna vozila imaju relativno mali radijus kretanja Uvođenjem takozvanog hibridnogpogona dakle u kombinaciji sa klasičnim motorom SUS a uvodeći i aspekt ograničenihkoličina fosilnih goriva ovakvim vozilima se predviđa budućnost [1]

Slika 15 Elektro pogon - Honda FCX Clarity 2009 [4]

4 HIDRO MOTORI

Hidraulički motori (hidromotori aktuatori) suhidraulički izvršni elementi Oni se dele na rotacionemotore cilindrične i zakretne motore Cilindrični izakretni motori imaju hod ograničen dvema krajnjimtočkama

Suprotno pumpama motori pretvaraju energijufluida u mehanički rad Konstrukcijamotora i pumpi je u osnovi identična pa se često istisklop može prema potrebi koristiti kao pumpa ili motor(reverzibilni sklop)

Prema brzini okretanja razlikuju se

minus Sporohodni (do 1000 omin)minus Brzohodni motori (preko 1000 omin) Slika 16 Hidraulički motor [5]

18

5 PNEUMATSKI MOTORI

Pneumatski motori su rotaciono izvršni elementi kojima se ostvaruje kontinuiranokružno gibanje vratila U odnosu na kompresore u motorima se vrši suprotna pretvaranjaenergije (pretvaranje energije pritiska vazduha u mehanički rad)

Konstrukcija motora i kompresora je slična a ponekad identična tada se isti sklop možekoristiti kao motor i kompresor

U pneumatske pogonske sklopove spadaju se

minus klipni motori aksijalni radijalni

minus zupčasti motori

minus krilni motori

minus vijčani motori

minus vazdušne turbine [3]

Slika 17 Pneumatski motor [6]

ZAKLJUČAK

19

6 ZAKLJUČAK

Pronalaskom motora sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS Motori) krajem IXX veka akasnije i patentiranjem dizel motora i njihovim postepenim usavršavanjem dovelo je doporasta stepena efikasnosti a samim tim i zauzeli su značajnu poziciju u primeni kaopogonskih agregata u automobilskoj industriji koji se održao do dana današnjeg

Kada govorimo o motorima sa unutršnjim sagorevanjem (SUS motori) da bismo iskazlinjihove prednosti i mane obično ih upoređujemo sa motorima koji imaju spoljašnjesagorevanje (SSS motori)

Tabela 2 Prednosti i nedostaci motora SUS u odnosu na motore SSS

Motori sa spoljašnjim sagorevanjem nikada nisu doživeli svoju značajnu primenu uautomobilskoj industriji i nisu bili prihvaćeni javnosti zbog troškova izrade glomazneaparature a samim tim i nikada nisu bili konkurenti motorima sa unutrašnjim sagorevanjem

Međutim zbog velikog stepena zagađenja čovekove sredine kao i zbog negativne statistikegde se smatra da će svi izvori nafte presušiti najkasnije do 2050 godine čovek je u potrazi zaalternativnim gorivima kao i na razvijanju hibridnih vozila (vozila koja koriste minimum dvaizvora energije za svoje pokretanje) Kao posledica čovekovog istraživanja i rada konstruisanje hibridni automobil DEKA Revolt 2008 koji je još uvek u eksperimentalnoj fazi a koji zasvoje pokretanje koristi hibridni pogon u kombinaciji stirling motora i baterija

Zbog celokupne statiske mozemo očekivati da će u skorijoj budućnosti doći dounapređenja motora sa unutrašnjim sagorevanje koji će za svoje pokretanje koristiti neke odalternativnih goriva ili će doći do ekspanzije i značajne primene motora sa spoljašnjimsagorevanjem kao i sam razvoj hibridnih vozila

20

7 LITERATURA

1 Stefanović Aleksandar DRUMSKA VOZILANišCentar za motore i motornavozila Mašinskog fakulteta u Nišu i Centar za bezbednost saobraćaja Mašinskogfakulteta u Kragujevcu2010

2 Filipović Ivan MOTORI I MOTORNA VOZILATuzlaMašinski fakultetUniverziteta u Tuzli2006

3 Korbar Radoslav PNEUMATIKA I HIDRAULIKAKarlovacVeleučilište uKarlovcu2007

4 Scott Christine Scott Gable About - Hybrid Cars amp Alt Fuels 28 Februar 2013httpalternativefuelsaboutcomodfuelcellvehiclereviewsig09-Honda-FCX-Clarity-Fuel-CellFCX-Clarity-Motorhtm

5 Baumax 28 Februar 2013httpwwwbaumaxhrcUsporedba20pneumatskog20i20elektriC48Dnog20pogonacms02000366htmlpg=2

6 RollStar 28 Februar 2013 httpwwwrollstarcomenhydraulic_motorshtm

9

minus Po broju položaju i rasporedu cilindara motori se dijele na

1 Prema broju cilindara na jednocilindrične i višecilindrične

2 Prema položaju cilindara vertikalni-stojeći (sl 5 a) vertikalni-viseći (sl 5 b) horizontalni (ležeći) (sl 6 a) i kosi motor (sl 6 b)

Slika 5 Skica vertikalnog stojećeg (a) i vertikalnog visećeg (b) motora

Slika 6 Skica horizontalnog (a) i kosog (b) motora

3 Prema međusobnom rasporedu cilindara redni (linijski motori) (sl 6 a) V motori (sl 7 b) zvezda motori (sl 7 a) bokser motori (sl 8) W motor (sl 9) H motor (sl 10 a) X motor (sl 10 b) linijski dvoklipni motor (sl 11 a) Δ motor (sl 14 b) itd

10

Slika 7 Skica zvijezda motora (a) i V motora (b)

Slika 8 Skica bokser motora

Slika 9 Skica W motora

11

Slika 10 Skica H motora (a) i X motora (b)

Slika 11 Skica dvoklipnog linijskog motora (a) i Δ motora (b)

4 Prema rasporedu klipova motori se dijele na

jednoklipne (sl 1) protuklipne (sl 11 a)

5 Prema djelovanju radnog fluida na klip

motori jednostrukog dejstva (sl 1) motori dvostrukog dejstva (sl 3)

6 Prema kretanju klipa

sa translatornim kretanjem klipa (sl 1) sa rotacionim kretanjem klipa (karakterističan primjer Wankelov motor ndash sl 12)

[2]

12

212 Klipni motori sa rotacionim klipovima tako zvani Vankel (Wankel)motori

Posebna koncepcija motora saunutrašnjim sagorevanjem motorisa rotacionim klipom nastala je1954 godine kao patentno rešenjeFeliksa Vankela (Felix Wankel) Posvom načinu rada ova vrsta motoraSUS predstavlja prelaz izmeđuklasičnih klipnih motora i drugihvidova motora

Motori ove vrste imajukućište kroz čije središte prolaziekscentarsko vratilo Oko ekscentravratila slobodno se obrće rotor uobliku trougla čija je svaka stranadeo kružnog luka tako da njegovokretanje unutar kućišta nije pokružnici već vrhovi rotora opisujuliniju takozvanu trohoidu

Ekscentarsko vratilo je uležišteno u bočnim stranama kućišta i preko njega se vršiodvođenje snage motora Rotor je sa unutrašnje strane nazubljen i uzupčen sa centralnimzupčanikom koji je nepokretan tako da se rotor obrće oko ovog zupčanika Prenosni odnosizmeđu centralnog fiksiranog zupčanika i unutrašnjeg ozubljenja na rotoru je 2 3 Bitno jenaglasiti da se preko navedenog ozubljenja ne prenosi nikakva sila niti moment već oni služeisključivo radi vođenja rotora Vrhovi rotora su u stalnom kontaktu sa unutrašnjompovršinom kućišta koja je stoga obrađena u obliku hipotrohoide tako da se u svakomtrenutku radni proces deli u tri odvojene komore te klip okretanjem sa kućištem obrazujestalnu promenljivost zapremina unutar kojih se odigravaju radni procesi ciklusa jednogčetvorotaktnog motora Ove radne zapremine su zaptivnim elementima na svim kontaktnimpovršinama rotora sa kućištem (vrhovi rotora i bočne strane) potpuno međusobno odvojene

Istovremeno se u komori 1 završava proces usisavanja zatvaranjem usisnog kanalaprolaskom ivice rotora preko njega čime se dalje istovremeno nastavlja sledeći proces -proces usisavanja u komoru 1

Sva četiri procesa jednog radnog ciklusa obavljaju se dakle diskontinualno jedan zadrugim jasno odeljeni s tim što se za jedan obrtaj rotora obave sva četiri procesa za razlikuod klasičnih četvorotaktnih klipnih motora kod kojih kako je rečeno za ostvarenje svipojedinih procesa koristi se po jedan hod klipa dakle dva obrtaja kolenastog vratila Odatle isledi činjenica da je vankelov motor četvorotaktni ali je za obavljanje ciklusa potrebno kaokod dvotaknog jedan obrtaj vratila

13

Slika 12 Skica principa rada motora sa rotacionim klipom

a) Položaj klipa u spoljnoj tački (zatvorena komora 1) kada stranica rotora zatvara obadistributivna kanala

b) Usisni kanal je otvoren i puni se komora 1 gorivom smešom U tom trenutku u komori2 je proces sabijanja a u komori 3 kraj procesa širenja Sila se preko rotora direktnoprenosi na ekscentrično vratilo

c) Položaj klipa u trenutku paljenja smeše u komori 2 dok se u komori 3 obavlja procesizduvavanja U komori 1 se privodi kraju proces usisavanja

d) Položaj klipa na kraju usisavanja u komoru 1 početak procesa širenja u komori 2 Ukomori B traje proces izduvavanja

Trohoidne krive nastaju prilikom kotrljanja jednog kruga po drugom nepomičnom krugu te tada bilo kojatačka na pomičnom krugu opisuje neku trihoidu Razlikuju se dva slučaja

a) Pri kotrljanju kruga spolja po nepomičnom krugu nastaje epitrohoida Svaka tačka na obimupokretnog kruga tada opisuje epicikloidu

b) Ako se krug kotrlja iznutra po nepomičnom krugu njegove proizvoljne tačke opisuju hipotrohoide atačke na obimu pokretnog kruga opisuju hipocikloide

14

213 Gasno turbinski motor kao pogonski agregat vozila

Gasno turbinski motor uobičajeno nazvano gasna turbina spada u grupu toplotnihmotora sa unutrašnjim sagorevanjem stoga što se kao radni medijum koriste sagoreli gasovi atakođe ima sva četiri procesa (usisavanje sabijanje sagorevanje i ekspanzija i izduvavanje)kao i klasičan motor unutrašnjeg sagorevanja samo što se svi procesi odvijaju jednovremenoali na različitim mestima

U principu u primeni su gasne turbine sa jednim vratilom (singl shaft) i gasna turbinasa dva vratila (twin shaft) od kojih svaka ima svoje prednosti i nedostatke Međutim shodnofunkcionalnoj shemi razlikuje se princip funkcionisanja jednoosovinskog od dvoosovinskoggasno turbinskog motora (slika 13)

Kod obe vrste gasno turbinskih motora gorivo kontinualno sagoreva u komori zasagorevanje u koju se dovodi sabijeni vazduh iz radijalnih kompresora koji atmosferskivazduh sabija do pritiska od oko 4 bar pri čemu isti dostiţe temperaturu od oko 230oC

Ovako zagrejani vazduh za sagorevanje se u međuhladnjaku pre ulaska u komoru zasagorevanje hladi do oko 100 0C kako bi se povećala gustina a potom odvodi do višestepenihkompresorskih kola visokog pritiska odakle izlazi sa pritiskom od oko 16 bar i temperaturomod 330 0C Iz kola visokog pritiska vazduh se sprovodi kroz rekuperator gde se dogreva dotemperature od oko 540 0C i tek tako zagrejan uvodi u komoru za sagorevanje tako da izlaznigasovi dostižu temperaturu od oko 11000C i pritisak 4 do 5 bar Upravo stoga što sesagorevanje odvija uvek sa viškom vazduha izduvni gasovi imaju znatno manje štetnihizduvnih komponenata od klasičnih klipnih motora SUS

Slika 13 Shema funkcijonisanja gasne turbine

a) gasna turbina sa jednim vratilom b) gasna turbina sa dva vratila

15

Tabela 1 Prednosti i nedostaci gasne turbine

22 Toplotni motori sa spoljašnjim sagorevanjem (SSS ndash Motori)

Kod ove vrste motora stvaranje toplotne energije se vrši sagorevanjem u posebnomuređaju (na primer parni kotao ili zagrejač vazduha) odakle su i dobili pridev motori saspoljnim sagorevanjem Pored toga radni medijum ovih motora je uvek neki fluid (na primervodena para vazduh ili neki drugi gas) kome se predaje toplotna energija i time mi sepovećava potencijalna energija izražena pritiskom i temperaturom Radni medijum sesprovodnim i razvodnim aparatom odvodi do drugog agregata na primer cilindar sa klipnimmehanizmom u kome se vrši prevođenje ovih oblika energije u mehanički rad

Tipičan primer ovih motora je parna mašina kao prvog i davno poznatogupotrebljivog toplotnog pogonskog agregata Drugi motor iz grupe toplotnih klipnih mašinasa spoljnim sagorevanjem o kome može da se govori sa aspekta karakteristika potrebnih zaprimenu u vozilima je stirlingov motor

221 Stirling motor

Osnovni princip stirlingovog motora opisan je još 1818 godine od strane škotskogpronalazača Roberta Stirlinga po kome je motor i dobio ime No tek sa razvojem materijalaotpornih na visoke radne temperature - preko 700 0C i pritiske pritiske više od 10 MPaomogućen je i razvoj ove vrste toplotnih motora čime se postiţe povoljan stepen korisnosticelog sistema

Princip se zasniva na spoljnom kontinualnom sagorevanju u zatvorenom iregenerativnom toplotnom procesu Toplotna energija se preko izmenjivača toplote prenosi naneizmenljivi radni medijum koji je hermetički zatvoren u samom motoru Ovaj medijummoţe da bude svaki neagresivni gas koji ima malu specifičnu toplotu (to su u principu gasovičiji molekul ne sadrži atome ugljenika) kao na primer helijum ili čak vazduh

16

Slika 14 Strukturna shema eksperimentalnog stirling motora

Prednosti stirling motora

minus različitost toplotnog izvora i nezavisnost od vrste i kvaliteta goriva Postoji mogućnostda radi i sa kolektorima i koncentratorima solarne energije pa mu praktično klasičnogorivo nije ni potrebno

minus povoljna linija obrtnog momentaminus vrlo dobre karakteristike pri hladnom startuminus niska emisija izduvnih gasova kada radi sa klasičnim gorivimaminus stepen korisnosti motora je zadovoljavajući u odnosu na ostale vrste toplotnih motoraminus nizak nivo buke i vibracija

Navedene prednosti koje strirlingov motor pruža daju nade za primenu ovih motora uurbanim sredinama pre svega kao stacionarni sistemi (pumpne stanice ili geneartori struje) tese poslednjih godina intenzivira rad na razvoju ovih motora

17

3 VOZILA SA ELEKTRO POGONOM (ELEKTRO MOTOR)

Elektromotor sa akumulatorom kao izvor energije predstavlja osnovu od koje se polaziu razmatranjima elektromotornog pogona vozila Činjenica je da je ovakva kombinacija bilaprisutna u Americi još od otkrića elektromotora 1837 godine od strane Thomasa Davenporta

Takođe već 1842 godine u Engleskoj je patentiran automobil sa elektromotorom kojise napajao strujom iz akumulatora Upravo zbog skromnih kapaciteta akumulatoraelektromotorna vozila imaju relativno mali radijus kretanja Uvođenjem takozvanog hibridnogpogona dakle u kombinaciji sa klasičnim motorom SUS a uvodeći i aspekt ograničenihkoličina fosilnih goriva ovakvim vozilima se predviđa budućnost [1]

Slika 15 Elektro pogon - Honda FCX Clarity 2009 [4]

4 HIDRO MOTORI

Hidraulički motori (hidromotori aktuatori) suhidraulički izvršni elementi Oni se dele na rotacionemotore cilindrične i zakretne motore Cilindrični izakretni motori imaju hod ograničen dvema krajnjimtočkama

Suprotno pumpama motori pretvaraju energijufluida u mehanički rad Konstrukcijamotora i pumpi je u osnovi identična pa se često istisklop može prema potrebi koristiti kao pumpa ili motor(reverzibilni sklop)

Prema brzini okretanja razlikuju se

minus Sporohodni (do 1000 omin)minus Brzohodni motori (preko 1000 omin) Slika 16 Hidraulički motor [5]

18

5 PNEUMATSKI MOTORI

Pneumatski motori su rotaciono izvršni elementi kojima se ostvaruje kontinuiranokružno gibanje vratila U odnosu na kompresore u motorima se vrši suprotna pretvaranjaenergije (pretvaranje energije pritiska vazduha u mehanički rad)

Konstrukcija motora i kompresora je slična a ponekad identična tada se isti sklop možekoristiti kao motor i kompresor

U pneumatske pogonske sklopove spadaju se

minus klipni motori aksijalni radijalni

minus zupčasti motori

minus krilni motori

minus vijčani motori

minus vazdušne turbine [3]

Slika 17 Pneumatski motor [6]

ZAKLJUČAK

19

6 ZAKLJUČAK

Pronalaskom motora sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS Motori) krajem IXX veka akasnije i patentiranjem dizel motora i njihovim postepenim usavršavanjem dovelo je doporasta stepena efikasnosti a samim tim i zauzeli su značajnu poziciju u primeni kaopogonskih agregata u automobilskoj industriji koji se održao do dana današnjeg

Kada govorimo o motorima sa unutršnjim sagorevanjem (SUS motori) da bismo iskazlinjihove prednosti i mane obično ih upoređujemo sa motorima koji imaju spoljašnjesagorevanje (SSS motori)

Tabela 2 Prednosti i nedostaci motora SUS u odnosu na motore SSS

Motori sa spoljašnjim sagorevanjem nikada nisu doživeli svoju značajnu primenu uautomobilskoj industriji i nisu bili prihvaćeni javnosti zbog troškova izrade glomazneaparature a samim tim i nikada nisu bili konkurenti motorima sa unutrašnjim sagorevanjem

Međutim zbog velikog stepena zagađenja čovekove sredine kao i zbog negativne statistikegde se smatra da će svi izvori nafte presušiti najkasnije do 2050 godine čovek je u potrazi zaalternativnim gorivima kao i na razvijanju hibridnih vozila (vozila koja koriste minimum dvaizvora energije za svoje pokretanje) Kao posledica čovekovog istraživanja i rada konstruisanje hibridni automobil DEKA Revolt 2008 koji je još uvek u eksperimentalnoj fazi a koji zasvoje pokretanje koristi hibridni pogon u kombinaciji stirling motora i baterija

Zbog celokupne statiske mozemo očekivati da će u skorijoj budućnosti doći dounapređenja motora sa unutrašnjim sagorevanje koji će za svoje pokretanje koristiti neke odalternativnih goriva ili će doći do ekspanzije i značajne primene motora sa spoljašnjimsagorevanjem kao i sam razvoj hibridnih vozila

20

7 LITERATURA

1 Stefanović Aleksandar DRUMSKA VOZILANišCentar za motore i motornavozila Mašinskog fakulteta u Nišu i Centar za bezbednost saobraćaja Mašinskogfakulteta u Kragujevcu2010

2 Filipović Ivan MOTORI I MOTORNA VOZILATuzlaMašinski fakultetUniverziteta u Tuzli2006

3 Korbar Radoslav PNEUMATIKA I HIDRAULIKAKarlovacVeleučilište uKarlovcu2007

4 Scott Christine Scott Gable About - Hybrid Cars amp Alt Fuels 28 Februar 2013httpalternativefuelsaboutcomodfuelcellvehiclereviewsig09-Honda-FCX-Clarity-Fuel-CellFCX-Clarity-Motorhtm

5 Baumax 28 Februar 2013httpwwwbaumaxhrcUsporedba20pneumatskog20i20elektriC48Dnog20pogonacms02000366htmlpg=2

6 RollStar 28 Februar 2013 httpwwwrollstarcomenhydraulic_motorshtm

10

Slika 7 Skica zvijezda motora (a) i V motora (b)

Slika 8 Skica bokser motora

Slika 9 Skica W motora

11

Slika 10 Skica H motora (a) i X motora (b)

Slika 11 Skica dvoklipnog linijskog motora (a) i Δ motora (b)

4 Prema rasporedu klipova motori se dijele na

jednoklipne (sl 1) protuklipne (sl 11 a)

5 Prema djelovanju radnog fluida na klip

motori jednostrukog dejstva (sl 1) motori dvostrukog dejstva (sl 3)

6 Prema kretanju klipa

sa translatornim kretanjem klipa (sl 1) sa rotacionim kretanjem klipa (karakterističan primjer Wankelov motor ndash sl 12)

[2]

12

212 Klipni motori sa rotacionim klipovima tako zvani Vankel (Wankel)motori

Posebna koncepcija motora saunutrašnjim sagorevanjem motorisa rotacionim klipom nastala je1954 godine kao patentno rešenjeFeliksa Vankela (Felix Wankel) Posvom načinu rada ova vrsta motoraSUS predstavlja prelaz izmeđuklasičnih klipnih motora i drugihvidova motora

Motori ove vrste imajukućište kroz čije središte prolaziekscentarsko vratilo Oko ekscentravratila slobodno se obrće rotor uobliku trougla čija je svaka stranadeo kružnog luka tako da njegovokretanje unutar kućišta nije pokružnici već vrhovi rotora opisujuliniju takozvanu trohoidu

Ekscentarsko vratilo je uležišteno u bočnim stranama kućišta i preko njega se vršiodvođenje snage motora Rotor je sa unutrašnje strane nazubljen i uzupčen sa centralnimzupčanikom koji je nepokretan tako da se rotor obrće oko ovog zupčanika Prenosni odnosizmeđu centralnog fiksiranog zupčanika i unutrašnjeg ozubljenja na rotoru je 2 3 Bitno jenaglasiti da se preko navedenog ozubljenja ne prenosi nikakva sila niti moment već oni služeisključivo radi vođenja rotora Vrhovi rotora su u stalnom kontaktu sa unutrašnjompovršinom kućišta koja je stoga obrađena u obliku hipotrohoide tako da se u svakomtrenutku radni proces deli u tri odvojene komore te klip okretanjem sa kućištem obrazujestalnu promenljivost zapremina unutar kojih se odigravaju radni procesi ciklusa jednogčetvorotaktnog motora Ove radne zapremine su zaptivnim elementima na svim kontaktnimpovršinama rotora sa kućištem (vrhovi rotora i bočne strane) potpuno međusobno odvojene

Istovremeno se u komori 1 završava proces usisavanja zatvaranjem usisnog kanalaprolaskom ivice rotora preko njega čime se dalje istovremeno nastavlja sledeći proces -proces usisavanja u komoru 1

Sva četiri procesa jednog radnog ciklusa obavljaju se dakle diskontinualno jedan zadrugim jasno odeljeni s tim što se za jedan obrtaj rotora obave sva četiri procesa za razlikuod klasičnih četvorotaktnih klipnih motora kod kojih kako je rečeno za ostvarenje svipojedinih procesa koristi se po jedan hod klipa dakle dva obrtaja kolenastog vratila Odatle isledi činjenica da je vankelov motor četvorotaktni ali je za obavljanje ciklusa potrebno kaokod dvotaknog jedan obrtaj vratila

13

Slika 12 Skica principa rada motora sa rotacionim klipom

a) Položaj klipa u spoljnoj tački (zatvorena komora 1) kada stranica rotora zatvara obadistributivna kanala

b) Usisni kanal je otvoren i puni se komora 1 gorivom smešom U tom trenutku u komori2 je proces sabijanja a u komori 3 kraj procesa širenja Sila se preko rotora direktnoprenosi na ekscentrično vratilo

c) Položaj klipa u trenutku paljenja smeše u komori 2 dok se u komori 3 obavlja procesizduvavanja U komori 1 se privodi kraju proces usisavanja

d) Položaj klipa na kraju usisavanja u komoru 1 početak procesa širenja u komori 2 Ukomori B traje proces izduvavanja

Trohoidne krive nastaju prilikom kotrljanja jednog kruga po drugom nepomičnom krugu te tada bilo kojatačka na pomičnom krugu opisuje neku trihoidu Razlikuju se dva slučaja

a) Pri kotrljanju kruga spolja po nepomičnom krugu nastaje epitrohoida Svaka tačka na obimupokretnog kruga tada opisuje epicikloidu

b) Ako se krug kotrlja iznutra po nepomičnom krugu njegove proizvoljne tačke opisuju hipotrohoide atačke na obimu pokretnog kruga opisuju hipocikloide

14

213 Gasno turbinski motor kao pogonski agregat vozila

Gasno turbinski motor uobičajeno nazvano gasna turbina spada u grupu toplotnihmotora sa unutrašnjim sagorevanjem stoga što se kao radni medijum koriste sagoreli gasovi atakođe ima sva četiri procesa (usisavanje sabijanje sagorevanje i ekspanzija i izduvavanje)kao i klasičan motor unutrašnjeg sagorevanja samo što se svi procesi odvijaju jednovremenoali na različitim mestima

U principu u primeni su gasne turbine sa jednim vratilom (singl shaft) i gasna turbinasa dva vratila (twin shaft) od kojih svaka ima svoje prednosti i nedostatke Međutim shodnofunkcionalnoj shemi razlikuje se princip funkcionisanja jednoosovinskog od dvoosovinskoggasno turbinskog motora (slika 13)

Kod obe vrste gasno turbinskih motora gorivo kontinualno sagoreva u komori zasagorevanje u koju se dovodi sabijeni vazduh iz radijalnih kompresora koji atmosferskivazduh sabija do pritiska od oko 4 bar pri čemu isti dostiţe temperaturu od oko 230oC

Ovako zagrejani vazduh za sagorevanje se u međuhladnjaku pre ulaska u komoru zasagorevanje hladi do oko 100 0C kako bi se povećala gustina a potom odvodi do višestepenihkompresorskih kola visokog pritiska odakle izlazi sa pritiskom od oko 16 bar i temperaturomod 330 0C Iz kola visokog pritiska vazduh se sprovodi kroz rekuperator gde se dogreva dotemperature od oko 540 0C i tek tako zagrejan uvodi u komoru za sagorevanje tako da izlaznigasovi dostižu temperaturu od oko 11000C i pritisak 4 do 5 bar Upravo stoga što sesagorevanje odvija uvek sa viškom vazduha izduvni gasovi imaju znatno manje štetnihizduvnih komponenata od klasičnih klipnih motora SUS

Slika 13 Shema funkcijonisanja gasne turbine

a) gasna turbina sa jednim vratilom b) gasna turbina sa dva vratila

15

Tabela 1 Prednosti i nedostaci gasne turbine

22 Toplotni motori sa spoljašnjim sagorevanjem (SSS ndash Motori)

Kod ove vrste motora stvaranje toplotne energije se vrši sagorevanjem u posebnomuređaju (na primer parni kotao ili zagrejač vazduha) odakle su i dobili pridev motori saspoljnim sagorevanjem Pored toga radni medijum ovih motora je uvek neki fluid (na primervodena para vazduh ili neki drugi gas) kome se predaje toplotna energija i time mi sepovećava potencijalna energija izražena pritiskom i temperaturom Radni medijum sesprovodnim i razvodnim aparatom odvodi do drugog agregata na primer cilindar sa klipnimmehanizmom u kome se vrši prevođenje ovih oblika energije u mehanički rad

Tipičan primer ovih motora je parna mašina kao prvog i davno poznatogupotrebljivog toplotnog pogonskog agregata Drugi motor iz grupe toplotnih klipnih mašinasa spoljnim sagorevanjem o kome može da se govori sa aspekta karakteristika potrebnih zaprimenu u vozilima je stirlingov motor

221 Stirling motor

Osnovni princip stirlingovog motora opisan je još 1818 godine od strane škotskogpronalazača Roberta Stirlinga po kome je motor i dobio ime No tek sa razvojem materijalaotpornih na visoke radne temperature - preko 700 0C i pritiske pritiske više od 10 MPaomogućen je i razvoj ove vrste toplotnih motora čime se postiţe povoljan stepen korisnosticelog sistema

Princip se zasniva na spoljnom kontinualnom sagorevanju u zatvorenom iregenerativnom toplotnom procesu Toplotna energija se preko izmenjivača toplote prenosi naneizmenljivi radni medijum koji je hermetički zatvoren u samom motoru Ovaj medijummoţe da bude svaki neagresivni gas koji ima malu specifičnu toplotu (to su u principu gasovičiji molekul ne sadrži atome ugljenika) kao na primer helijum ili čak vazduh

16

Slika 14 Strukturna shema eksperimentalnog stirling motora

Prednosti stirling motora

minus različitost toplotnog izvora i nezavisnost od vrste i kvaliteta goriva Postoji mogućnostda radi i sa kolektorima i koncentratorima solarne energije pa mu praktično klasičnogorivo nije ni potrebno

minus povoljna linija obrtnog momentaminus vrlo dobre karakteristike pri hladnom startuminus niska emisija izduvnih gasova kada radi sa klasičnim gorivimaminus stepen korisnosti motora je zadovoljavajući u odnosu na ostale vrste toplotnih motoraminus nizak nivo buke i vibracija

Navedene prednosti koje strirlingov motor pruža daju nade za primenu ovih motora uurbanim sredinama pre svega kao stacionarni sistemi (pumpne stanice ili geneartori struje) tese poslednjih godina intenzivira rad na razvoju ovih motora

17

3 VOZILA SA ELEKTRO POGONOM (ELEKTRO MOTOR)

Elektromotor sa akumulatorom kao izvor energije predstavlja osnovu od koje se polaziu razmatranjima elektromotornog pogona vozila Činjenica je da je ovakva kombinacija bilaprisutna u Americi još od otkrića elektromotora 1837 godine od strane Thomasa Davenporta

Takođe već 1842 godine u Engleskoj je patentiran automobil sa elektromotorom kojise napajao strujom iz akumulatora Upravo zbog skromnih kapaciteta akumulatoraelektromotorna vozila imaju relativno mali radijus kretanja Uvođenjem takozvanog hibridnogpogona dakle u kombinaciji sa klasičnim motorom SUS a uvodeći i aspekt ograničenihkoličina fosilnih goriva ovakvim vozilima se predviđa budućnost [1]

Slika 15 Elektro pogon - Honda FCX Clarity 2009 [4]

4 HIDRO MOTORI

Hidraulički motori (hidromotori aktuatori) suhidraulički izvršni elementi Oni se dele na rotacionemotore cilindrične i zakretne motore Cilindrični izakretni motori imaju hod ograničen dvema krajnjimtočkama

Suprotno pumpama motori pretvaraju energijufluida u mehanički rad Konstrukcijamotora i pumpi je u osnovi identična pa se često istisklop može prema potrebi koristiti kao pumpa ili motor(reverzibilni sklop)

Prema brzini okretanja razlikuju se

minus Sporohodni (do 1000 omin)minus Brzohodni motori (preko 1000 omin) Slika 16 Hidraulički motor [5]

18

5 PNEUMATSKI MOTORI

Pneumatski motori su rotaciono izvršni elementi kojima se ostvaruje kontinuiranokružno gibanje vratila U odnosu na kompresore u motorima se vrši suprotna pretvaranjaenergije (pretvaranje energije pritiska vazduha u mehanički rad)

Konstrukcija motora i kompresora je slična a ponekad identična tada se isti sklop možekoristiti kao motor i kompresor

U pneumatske pogonske sklopove spadaju se

minus klipni motori aksijalni radijalni

minus zupčasti motori

minus krilni motori

minus vijčani motori

minus vazdušne turbine [3]

Slika 17 Pneumatski motor [6]

ZAKLJUČAK

19

6 ZAKLJUČAK

Pronalaskom motora sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS Motori) krajem IXX veka akasnije i patentiranjem dizel motora i njihovim postepenim usavršavanjem dovelo je doporasta stepena efikasnosti a samim tim i zauzeli su značajnu poziciju u primeni kaopogonskih agregata u automobilskoj industriji koji se održao do dana današnjeg

Kada govorimo o motorima sa unutršnjim sagorevanjem (SUS motori) da bismo iskazlinjihove prednosti i mane obično ih upoređujemo sa motorima koji imaju spoljašnjesagorevanje (SSS motori)

Tabela 2 Prednosti i nedostaci motora SUS u odnosu na motore SSS

Motori sa spoljašnjim sagorevanjem nikada nisu doživeli svoju značajnu primenu uautomobilskoj industriji i nisu bili prihvaćeni javnosti zbog troškova izrade glomazneaparature a samim tim i nikada nisu bili konkurenti motorima sa unutrašnjim sagorevanjem

Međutim zbog velikog stepena zagađenja čovekove sredine kao i zbog negativne statistikegde se smatra da će svi izvori nafte presušiti najkasnije do 2050 godine čovek je u potrazi zaalternativnim gorivima kao i na razvijanju hibridnih vozila (vozila koja koriste minimum dvaizvora energije za svoje pokretanje) Kao posledica čovekovog istraživanja i rada konstruisanje hibridni automobil DEKA Revolt 2008 koji je još uvek u eksperimentalnoj fazi a koji zasvoje pokretanje koristi hibridni pogon u kombinaciji stirling motora i baterija

Zbog celokupne statiske mozemo očekivati da će u skorijoj budućnosti doći dounapređenja motora sa unutrašnjim sagorevanje koji će za svoje pokretanje koristiti neke odalternativnih goriva ili će doći do ekspanzije i značajne primene motora sa spoljašnjimsagorevanjem kao i sam razvoj hibridnih vozila

20

7 LITERATURA

1 Stefanović Aleksandar DRUMSKA VOZILANišCentar za motore i motornavozila Mašinskog fakulteta u Nišu i Centar za bezbednost saobraćaja Mašinskogfakulteta u Kragujevcu2010

2 Filipović Ivan MOTORI I MOTORNA VOZILATuzlaMašinski fakultetUniverziteta u Tuzli2006

3 Korbar Radoslav PNEUMATIKA I HIDRAULIKAKarlovacVeleučilište uKarlovcu2007

4 Scott Christine Scott Gable About - Hybrid Cars amp Alt Fuels 28 Februar 2013httpalternativefuelsaboutcomodfuelcellvehiclereviewsig09-Honda-FCX-Clarity-Fuel-CellFCX-Clarity-Motorhtm

5 Baumax 28 Februar 2013httpwwwbaumaxhrcUsporedba20pneumatskog20i20elektriC48Dnog20pogonacms02000366htmlpg=2

6 RollStar 28 Februar 2013 httpwwwrollstarcomenhydraulic_motorshtm

11

Slika 10 Skica H motora (a) i X motora (b)

Slika 11 Skica dvoklipnog linijskog motora (a) i Δ motora (b)

4 Prema rasporedu klipova motori se dijele na

jednoklipne (sl 1) protuklipne (sl 11 a)

5 Prema djelovanju radnog fluida na klip

motori jednostrukog dejstva (sl 1) motori dvostrukog dejstva (sl 3)

6 Prema kretanju klipa

sa translatornim kretanjem klipa (sl 1) sa rotacionim kretanjem klipa (karakterističan primjer Wankelov motor ndash sl 12)

[2]

12

212 Klipni motori sa rotacionim klipovima tako zvani Vankel (Wankel)motori

Posebna koncepcija motora saunutrašnjim sagorevanjem motorisa rotacionim klipom nastala je1954 godine kao patentno rešenjeFeliksa Vankela (Felix Wankel) Posvom načinu rada ova vrsta motoraSUS predstavlja prelaz izmeđuklasičnih klipnih motora i drugihvidova motora

Motori ove vrste imajukućište kroz čije središte prolaziekscentarsko vratilo Oko ekscentravratila slobodno se obrće rotor uobliku trougla čija je svaka stranadeo kružnog luka tako da njegovokretanje unutar kućišta nije pokružnici već vrhovi rotora opisujuliniju takozvanu trohoidu

Ekscentarsko vratilo je uležišteno u bočnim stranama kućišta i preko njega se vršiodvođenje snage motora Rotor je sa unutrašnje strane nazubljen i uzupčen sa centralnimzupčanikom koji je nepokretan tako da se rotor obrće oko ovog zupčanika Prenosni odnosizmeđu centralnog fiksiranog zupčanika i unutrašnjeg ozubljenja na rotoru je 2 3 Bitno jenaglasiti da se preko navedenog ozubljenja ne prenosi nikakva sila niti moment već oni služeisključivo radi vođenja rotora Vrhovi rotora su u stalnom kontaktu sa unutrašnjompovršinom kućišta koja je stoga obrađena u obliku hipotrohoide tako da se u svakomtrenutku radni proces deli u tri odvojene komore te klip okretanjem sa kućištem obrazujestalnu promenljivost zapremina unutar kojih se odigravaju radni procesi ciklusa jednogčetvorotaktnog motora Ove radne zapremine su zaptivnim elementima na svim kontaktnimpovršinama rotora sa kućištem (vrhovi rotora i bočne strane) potpuno međusobno odvojene

Istovremeno se u komori 1 završava proces usisavanja zatvaranjem usisnog kanalaprolaskom ivice rotora preko njega čime se dalje istovremeno nastavlja sledeći proces -proces usisavanja u komoru 1

Sva četiri procesa jednog radnog ciklusa obavljaju se dakle diskontinualno jedan zadrugim jasno odeljeni s tim što se za jedan obrtaj rotora obave sva četiri procesa za razlikuod klasičnih četvorotaktnih klipnih motora kod kojih kako je rečeno za ostvarenje svipojedinih procesa koristi se po jedan hod klipa dakle dva obrtaja kolenastog vratila Odatle isledi činjenica da je vankelov motor četvorotaktni ali je za obavljanje ciklusa potrebno kaokod dvotaknog jedan obrtaj vratila

13

Slika 12 Skica principa rada motora sa rotacionim klipom

a) Položaj klipa u spoljnoj tački (zatvorena komora 1) kada stranica rotora zatvara obadistributivna kanala

b) Usisni kanal je otvoren i puni se komora 1 gorivom smešom U tom trenutku u komori2 je proces sabijanja a u komori 3 kraj procesa širenja Sila se preko rotora direktnoprenosi na ekscentrično vratilo

c) Položaj klipa u trenutku paljenja smeše u komori 2 dok se u komori 3 obavlja procesizduvavanja U komori 1 se privodi kraju proces usisavanja

d) Položaj klipa na kraju usisavanja u komoru 1 početak procesa širenja u komori 2 Ukomori B traje proces izduvavanja

Trohoidne krive nastaju prilikom kotrljanja jednog kruga po drugom nepomičnom krugu te tada bilo kojatačka na pomičnom krugu opisuje neku trihoidu Razlikuju se dva slučaja

a) Pri kotrljanju kruga spolja po nepomičnom krugu nastaje epitrohoida Svaka tačka na obimupokretnog kruga tada opisuje epicikloidu

b) Ako se krug kotrlja iznutra po nepomičnom krugu njegove proizvoljne tačke opisuju hipotrohoide atačke na obimu pokretnog kruga opisuju hipocikloide

14

213 Gasno turbinski motor kao pogonski agregat vozila

Gasno turbinski motor uobičajeno nazvano gasna turbina spada u grupu toplotnihmotora sa unutrašnjim sagorevanjem stoga što se kao radni medijum koriste sagoreli gasovi atakođe ima sva četiri procesa (usisavanje sabijanje sagorevanje i ekspanzija i izduvavanje)kao i klasičan motor unutrašnjeg sagorevanja samo što se svi procesi odvijaju jednovremenoali na različitim mestima

U principu u primeni su gasne turbine sa jednim vratilom (singl shaft) i gasna turbinasa dva vratila (twin shaft) od kojih svaka ima svoje prednosti i nedostatke Međutim shodnofunkcionalnoj shemi razlikuje se princip funkcionisanja jednoosovinskog od dvoosovinskoggasno turbinskog motora (slika 13)

Kod obe vrste gasno turbinskih motora gorivo kontinualno sagoreva u komori zasagorevanje u koju se dovodi sabijeni vazduh iz radijalnih kompresora koji atmosferskivazduh sabija do pritiska od oko 4 bar pri čemu isti dostiţe temperaturu od oko 230oC

Ovako zagrejani vazduh za sagorevanje se u međuhladnjaku pre ulaska u komoru zasagorevanje hladi do oko 100 0C kako bi se povećala gustina a potom odvodi do višestepenihkompresorskih kola visokog pritiska odakle izlazi sa pritiskom od oko 16 bar i temperaturomod 330 0C Iz kola visokog pritiska vazduh se sprovodi kroz rekuperator gde se dogreva dotemperature od oko 540 0C i tek tako zagrejan uvodi u komoru za sagorevanje tako da izlaznigasovi dostižu temperaturu od oko 11000C i pritisak 4 do 5 bar Upravo stoga što sesagorevanje odvija uvek sa viškom vazduha izduvni gasovi imaju znatno manje štetnihizduvnih komponenata od klasičnih klipnih motora SUS

Slika 13 Shema funkcijonisanja gasne turbine

a) gasna turbina sa jednim vratilom b) gasna turbina sa dva vratila

15

Tabela 1 Prednosti i nedostaci gasne turbine

22 Toplotni motori sa spoljašnjim sagorevanjem (SSS ndash Motori)

Kod ove vrste motora stvaranje toplotne energije se vrši sagorevanjem u posebnomuređaju (na primer parni kotao ili zagrejač vazduha) odakle su i dobili pridev motori saspoljnim sagorevanjem Pored toga radni medijum ovih motora je uvek neki fluid (na primervodena para vazduh ili neki drugi gas) kome se predaje toplotna energija i time mi sepovećava potencijalna energija izražena pritiskom i temperaturom Radni medijum sesprovodnim i razvodnim aparatom odvodi do drugog agregata na primer cilindar sa klipnimmehanizmom u kome se vrši prevođenje ovih oblika energije u mehanički rad

Tipičan primer ovih motora je parna mašina kao prvog i davno poznatogupotrebljivog toplotnog pogonskog agregata Drugi motor iz grupe toplotnih klipnih mašinasa spoljnim sagorevanjem o kome može da se govori sa aspekta karakteristika potrebnih zaprimenu u vozilima je stirlingov motor

221 Stirling motor

Osnovni princip stirlingovog motora opisan je još 1818 godine od strane škotskogpronalazača Roberta Stirlinga po kome je motor i dobio ime No tek sa razvojem materijalaotpornih na visoke radne temperature - preko 700 0C i pritiske pritiske više od 10 MPaomogućen je i razvoj ove vrste toplotnih motora čime se postiţe povoljan stepen korisnosticelog sistema

Princip se zasniva na spoljnom kontinualnom sagorevanju u zatvorenom iregenerativnom toplotnom procesu Toplotna energija se preko izmenjivača toplote prenosi naneizmenljivi radni medijum koji je hermetički zatvoren u samom motoru Ovaj medijummoţe da bude svaki neagresivni gas koji ima malu specifičnu toplotu (to su u principu gasovičiji molekul ne sadrži atome ugljenika) kao na primer helijum ili čak vazduh

16

Slika 14 Strukturna shema eksperimentalnog stirling motora

Prednosti stirling motora

minus različitost toplotnog izvora i nezavisnost od vrste i kvaliteta goriva Postoji mogućnostda radi i sa kolektorima i koncentratorima solarne energije pa mu praktično klasičnogorivo nije ni potrebno

minus povoljna linija obrtnog momentaminus vrlo dobre karakteristike pri hladnom startuminus niska emisija izduvnih gasova kada radi sa klasičnim gorivimaminus stepen korisnosti motora je zadovoljavajući u odnosu na ostale vrste toplotnih motoraminus nizak nivo buke i vibracija

Navedene prednosti koje strirlingov motor pruža daju nade za primenu ovih motora uurbanim sredinama pre svega kao stacionarni sistemi (pumpne stanice ili geneartori struje) tese poslednjih godina intenzivira rad na razvoju ovih motora

17

3 VOZILA SA ELEKTRO POGONOM (ELEKTRO MOTOR)

Elektromotor sa akumulatorom kao izvor energije predstavlja osnovu od koje se polaziu razmatranjima elektromotornog pogona vozila Činjenica je da je ovakva kombinacija bilaprisutna u Americi još od otkrića elektromotora 1837 godine od strane Thomasa Davenporta

Takođe već 1842 godine u Engleskoj je patentiran automobil sa elektromotorom kojise napajao strujom iz akumulatora Upravo zbog skromnih kapaciteta akumulatoraelektromotorna vozila imaju relativno mali radijus kretanja Uvođenjem takozvanog hibridnogpogona dakle u kombinaciji sa klasičnim motorom SUS a uvodeći i aspekt ograničenihkoličina fosilnih goriva ovakvim vozilima se predviđa budućnost [1]

Slika 15 Elektro pogon - Honda FCX Clarity 2009 [4]

4 HIDRO MOTORI

Hidraulički motori (hidromotori aktuatori) suhidraulički izvršni elementi Oni se dele na rotacionemotore cilindrične i zakretne motore Cilindrični izakretni motori imaju hod ograničen dvema krajnjimtočkama

Suprotno pumpama motori pretvaraju energijufluida u mehanički rad Konstrukcijamotora i pumpi je u osnovi identična pa se često istisklop može prema potrebi koristiti kao pumpa ili motor(reverzibilni sklop)

Prema brzini okretanja razlikuju se

minus Sporohodni (do 1000 omin)minus Brzohodni motori (preko 1000 omin) Slika 16 Hidraulički motor [5]

18

5 PNEUMATSKI MOTORI

Pneumatski motori su rotaciono izvršni elementi kojima se ostvaruje kontinuiranokružno gibanje vratila U odnosu na kompresore u motorima se vrši suprotna pretvaranjaenergije (pretvaranje energije pritiska vazduha u mehanički rad)

Konstrukcija motora i kompresora je slična a ponekad identična tada se isti sklop možekoristiti kao motor i kompresor

U pneumatske pogonske sklopove spadaju se

minus klipni motori aksijalni radijalni

minus zupčasti motori

minus krilni motori

minus vijčani motori

minus vazdušne turbine [3]

Slika 17 Pneumatski motor [6]

ZAKLJUČAK

19

6 ZAKLJUČAK

Pronalaskom motora sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS Motori) krajem IXX veka akasnije i patentiranjem dizel motora i njihovim postepenim usavršavanjem dovelo je doporasta stepena efikasnosti a samim tim i zauzeli su značajnu poziciju u primeni kaopogonskih agregata u automobilskoj industriji koji se održao do dana današnjeg

Kada govorimo o motorima sa unutršnjim sagorevanjem (SUS motori) da bismo iskazlinjihove prednosti i mane obično ih upoređujemo sa motorima koji imaju spoljašnjesagorevanje (SSS motori)

Tabela 2 Prednosti i nedostaci motora SUS u odnosu na motore SSS

Motori sa spoljašnjim sagorevanjem nikada nisu doživeli svoju značajnu primenu uautomobilskoj industriji i nisu bili prihvaćeni javnosti zbog troškova izrade glomazneaparature a samim tim i nikada nisu bili konkurenti motorima sa unutrašnjim sagorevanjem

Međutim zbog velikog stepena zagađenja čovekove sredine kao i zbog negativne statistikegde se smatra da će svi izvori nafte presušiti najkasnije do 2050 godine čovek je u potrazi zaalternativnim gorivima kao i na razvijanju hibridnih vozila (vozila koja koriste minimum dvaizvora energije za svoje pokretanje) Kao posledica čovekovog istraživanja i rada konstruisanje hibridni automobil DEKA Revolt 2008 koji je još uvek u eksperimentalnoj fazi a koji zasvoje pokretanje koristi hibridni pogon u kombinaciji stirling motora i baterija

Zbog celokupne statiske mozemo očekivati da će u skorijoj budućnosti doći dounapređenja motora sa unutrašnjim sagorevanje koji će za svoje pokretanje koristiti neke odalternativnih goriva ili će doći do ekspanzije i značajne primene motora sa spoljašnjimsagorevanjem kao i sam razvoj hibridnih vozila

20

7 LITERATURA

1 Stefanović Aleksandar DRUMSKA VOZILANišCentar za motore i motornavozila Mašinskog fakulteta u Nišu i Centar za bezbednost saobraćaja Mašinskogfakulteta u Kragujevcu2010

2 Filipović Ivan MOTORI I MOTORNA VOZILATuzlaMašinski fakultetUniverziteta u Tuzli2006

3 Korbar Radoslav PNEUMATIKA I HIDRAULIKAKarlovacVeleučilište uKarlovcu2007

4 Scott Christine Scott Gable About - Hybrid Cars amp Alt Fuels 28 Februar 2013httpalternativefuelsaboutcomodfuelcellvehiclereviewsig09-Honda-FCX-Clarity-Fuel-CellFCX-Clarity-Motorhtm

5 Baumax 28 Februar 2013httpwwwbaumaxhrcUsporedba20pneumatskog20i20elektriC48Dnog20pogonacms02000366htmlpg=2

6 RollStar 28 Februar 2013 httpwwwrollstarcomenhydraulic_motorshtm

12

212 Klipni motori sa rotacionim klipovima tako zvani Vankel (Wankel)motori

Posebna koncepcija motora saunutrašnjim sagorevanjem motorisa rotacionim klipom nastala je1954 godine kao patentno rešenjeFeliksa Vankela (Felix Wankel) Posvom načinu rada ova vrsta motoraSUS predstavlja prelaz izmeđuklasičnih klipnih motora i drugihvidova motora

Motori ove vrste imajukućište kroz čije središte prolaziekscentarsko vratilo Oko ekscentravratila slobodno se obrće rotor uobliku trougla čija je svaka stranadeo kružnog luka tako da njegovokretanje unutar kućišta nije pokružnici već vrhovi rotora opisujuliniju takozvanu trohoidu

Ekscentarsko vratilo je uležišteno u bočnim stranama kućišta i preko njega se vršiodvođenje snage motora Rotor je sa unutrašnje strane nazubljen i uzupčen sa centralnimzupčanikom koji je nepokretan tako da se rotor obrće oko ovog zupčanika Prenosni odnosizmeđu centralnog fiksiranog zupčanika i unutrašnjeg ozubljenja na rotoru je 2 3 Bitno jenaglasiti da se preko navedenog ozubljenja ne prenosi nikakva sila niti moment već oni služeisključivo radi vođenja rotora Vrhovi rotora su u stalnom kontaktu sa unutrašnjompovršinom kućišta koja je stoga obrađena u obliku hipotrohoide tako da se u svakomtrenutku radni proces deli u tri odvojene komore te klip okretanjem sa kućištem obrazujestalnu promenljivost zapremina unutar kojih se odigravaju radni procesi ciklusa jednogčetvorotaktnog motora Ove radne zapremine su zaptivnim elementima na svim kontaktnimpovršinama rotora sa kućištem (vrhovi rotora i bočne strane) potpuno međusobno odvojene

Istovremeno se u komori 1 završava proces usisavanja zatvaranjem usisnog kanalaprolaskom ivice rotora preko njega čime se dalje istovremeno nastavlja sledeći proces -proces usisavanja u komoru 1

Sva četiri procesa jednog radnog ciklusa obavljaju se dakle diskontinualno jedan zadrugim jasno odeljeni s tim što se za jedan obrtaj rotora obave sva četiri procesa za razlikuod klasičnih četvorotaktnih klipnih motora kod kojih kako je rečeno za ostvarenje svipojedinih procesa koristi se po jedan hod klipa dakle dva obrtaja kolenastog vratila Odatle isledi činjenica da je vankelov motor četvorotaktni ali je za obavljanje ciklusa potrebno kaokod dvotaknog jedan obrtaj vratila

13

Slika 12 Skica principa rada motora sa rotacionim klipom

a) Položaj klipa u spoljnoj tački (zatvorena komora 1) kada stranica rotora zatvara obadistributivna kanala

b) Usisni kanal je otvoren i puni se komora 1 gorivom smešom U tom trenutku u komori2 je proces sabijanja a u komori 3 kraj procesa širenja Sila se preko rotora direktnoprenosi na ekscentrično vratilo

c) Položaj klipa u trenutku paljenja smeše u komori 2 dok se u komori 3 obavlja procesizduvavanja U komori 1 se privodi kraju proces usisavanja

d) Položaj klipa na kraju usisavanja u komoru 1 početak procesa širenja u komori 2 Ukomori B traje proces izduvavanja

Trohoidne krive nastaju prilikom kotrljanja jednog kruga po drugom nepomičnom krugu te tada bilo kojatačka na pomičnom krugu opisuje neku trihoidu Razlikuju se dva slučaja

a) Pri kotrljanju kruga spolja po nepomičnom krugu nastaje epitrohoida Svaka tačka na obimupokretnog kruga tada opisuje epicikloidu

b) Ako se krug kotrlja iznutra po nepomičnom krugu njegove proizvoljne tačke opisuju hipotrohoide atačke na obimu pokretnog kruga opisuju hipocikloide

14

213 Gasno turbinski motor kao pogonski agregat vozila

Gasno turbinski motor uobičajeno nazvano gasna turbina spada u grupu toplotnihmotora sa unutrašnjim sagorevanjem stoga što se kao radni medijum koriste sagoreli gasovi atakođe ima sva četiri procesa (usisavanje sabijanje sagorevanje i ekspanzija i izduvavanje)kao i klasičan motor unutrašnjeg sagorevanja samo što se svi procesi odvijaju jednovremenoali na različitim mestima

U principu u primeni su gasne turbine sa jednim vratilom (singl shaft) i gasna turbinasa dva vratila (twin shaft) od kojih svaka ima svoje prednosti i nedostatke Međutim shodnofunkcionalnoj shemi razlikuje se princip funkcionisanja jednoosovinskog od dvoosovinskoggasno turbinskog motora (slika 13)

Kod obe vrste gasno turbinskih motora gorivo kontinualno sagoreva u komori zasagorevanje u koju se dovodi sabijeni vazduh iz radijalnih kompresora koji atmosferskivazduh sabija do pritiska od oko 4 bar pri čemu isti dostiţe temperaturu od oko 230oC

Ovako zagrejani vazduh za sagorevanje se u međuhladnjaku pre ulaska u komoru zasagorevanje hladi do oko 100 0C kako bi se povećala gustina a potom odvodi do višestepenihkompresorskih kola visokog pritiska odakle izlazi sa pritiskom od oko 16 bar i temperaturomod 330 0C Iz kola visokog pritiska vazduh se sprovodi kroz rekuperator gde se dogreva dotemperature od oko 540 0C i tek tako zagrejan uvodi u komoru za sagorevanje tako da izlaznigasovi dostižu temperaturu od oko 11000C i pritisak 4 do 5 bar Upravo stoga što sesagorevanje odvija uvek sa viškom vazduha izduvni gasovi imaju znatno manje štetnihizduvnih komponenata od klasičnih klipnih motora SUS

Slika 13 Shema funkcijonisanja gasne turbine

a) gasna turbina sa jednim vratilom b) gasna turbina sa dva vratila

15

Tabela 1 Prednosti i nedostaci gasne turbine

22 Toplotni motori sa spoljašnjim sagorevanjem (SSS ndash Motori)

Kod ove vrste motora stvaranje toplotne energije se vrši sagorevanjem u posebnomuređaju (na primer parni kotao ili zagrejač vazduha) odakle su i dobili pridev motori saspoljnim sagorevanjem Pored toga radni medijum ovih motora je uvek neki fluid (na primervodena para vazduh ili neki drugi gas) kome se predaje toplotna energija i time mi sepovećava potencijalna energija izražena pritiskom i temperaturom Radni medijum sesprovodnim i razvodnim aparatom odvodi do drugog agregata na primer cilindar sa klipnimmehanizmom u kome se vrši prevođenje ovih oblika energije u mehanički rad

Tipičan primer ovih motora je parna mašina kao prvog i davno poznatogupotrebljivog toplotnog pogonskog agregata Drugi motor iz grupe toplotnih klipnih mašinasa spoljnim sagorevanjem o kome može da se govori sa aspekta karakteristika potrebnih zaprimenu u vozilima je stirlingov motor

221 Stirling motor

Osnovni princip stirlingovog motora opisan je još 1818 godine od strane škotskogpronalazača Roberta Stirlinga po kome je motor i dobio ime No tek sa razvojem materijalaotpornih na visoke radne temperature - preko 700 0C i pritiske pritiske više od 10 MPaomogućen je i razvoj ove vrste toplotnih motora čime se postiţe povoljan stepen korisnosticelog sistema

Princip se zasniva na spoljnom kontinualnom sagorevanju u zatvorenom iregenerativnom toplotnom procesu Toplotna energija se preko izmenjivača toplote prenosi naneizmenljivi radni medijum koji je hermetički zatvoren u samom motoru Ovaj medijummoţe da bude svaki neagresivni gas koji ima malu specifičnu toplotu (to su u principu gasovičiji molekul ne sadrži atome ugljenika) kao na primer helijum ili čak vazduh

16

Slika 14 Strukturna shema eksperimentalnog stirling motora

Prednosti stirling motora

minus različitost toplotnog izvora i nezavisnost od vrste i kvaliteta goriva Postoji mogućnostda radi i sa kolektorima i koncentratorima solarne energije pa mu praktično klasičnogorivo nije ni potrebno

minus povoljna linija obrtnog momentaminus vrlo dobre karakteristike pri hladnom startuminus niska emisija izduvnih gasova kada radi sa klasičnim gorivimaminus stepen korisnosti motora je zadovoljavajući u odnosu na ostale vrste toplotnih motoraminus nizak nivo buke i vibracija

Navedene prednosti koje strirlingov motor pruža daju nade za primenu ovih motora uurbanim sredinama pre svega kao stacionarni sistemi (pumpne stanice ili geneartori struje) tese poslednjih godina intenzivira rad na razvoju ovih motora

17

3 VOZILA SA ELEKTRO POGONOM (ELEKTRO MOTOR)

Elektromotor sa akumulatorom kao izvor energije predstavlja osnovu od koje se polaziu razmatranjima elektromotornog pogona vozila Činjenica je da je ovakva kombinacija bilaprisutna u Americi još od otkrića elektromotora 1837 godine od strane Thomasa Davenporta

Takođe već 1842 godine u Engleskoj je patentiran automobil sa elektromotorom kojise napajao strujom iz akumulatora Upravo zbog skromnih kapaciteta akumulatoraelektromotorna vozila imaju relativno mali radijus kretanja Uvođenjem takozvanog hibridnogpogona dakle u kombinaciji sa klasičnim motorom SUS a uvodeći i aspekt ograničenihkoličina fosilnih goriva ovakvim vozilima se predviđa budućnost [1]

Slika 15 Elektro pogon - Honda FCX Clarity 2009 [4]

4 HIDRO MOTORI

Hidraulički motori (hidromotori aktuatori) suhidraulički izvršni elementi Oni se dele na rotacionemotore cilindrične i zakretne motore Cilindrični izakretni motori imaju hod ograničen dvema krajnjimtočkama

Suprotno pumpama motori pretvaraju energijufluida u mehanički rad Konstrukcijamotora i pumpi je u osnovi identična pa se često istisklop može prema potrebi koristiti kao pumpa ili motor(reverzibilni sklop)

Prema brzini okretanja razlikuju se

minus Sporohodni (do 1000 omin)minus Brzohodni motori (preko 1000 omin) Slika 16 Hidraulički motor [5]

18

5 PNEUMATSKI MOTORI

Pneumatski motori su rotaciono izvršni elementi kojima se ostvaruje kontinuiranokružno gibanje vratila U odnosu na kompresore u motorima se vrši suprotna pretvaranjaenergije (pretvaranje energije pritiska vazduha u mehanički rad)

Konstrukcija motora i kompresora je slična a ponekad identična tada se isti sklop možekoristiti kao motor i kompresor

U pneumatske pogonske sklopove spadaju se

minus klipni motori aksijalni radijalni

minus zupčasti motori

minus krilni motori

minus vijčani motori

minus vazdušne turbine [3]

Slika 17 Pneumatski motor [6]

ZAKLJUČAK

19

6 ZAKLJUČAK

Pronalaskom motora sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS Motori) krajem IXX veka akasnije i patentiranjem dizel motora i njihovim postepenim usavršavanjem dovelo je doporasta stepena efikasnosti a samim tim i zauzeli su značajnu poziciju u primeni kaopogonskih agregata u automobilskoj industriji koji se održao do dana današnjeg

Kada govorimo o motorima sa unutršnjim sagorevanjem (SUS motori) da bismo iskazlinjihove prednosti i mane obično ih upoređujemo sa motorima koji imaju spoljašnjesagorevanje (SSS motori)

Tabela 2 Prednosti i nedostaci motora SUS u odnosu na motore SSS

Motori sa spoljašnjim sagorevanjem nikada nisu doživeli svoju značajnu primenu uautomobilskoj industriji i nisu bili prihvaćeni javnosti zbog troškova izrade glomazneaparature a samim tim i nikada nisu bili konkurenti motorima sa unutrašnjim sagorevanjem

Međutim zbog velikog stepena zagađenja čovekove sredine kao i zbog negativne statistikegde se smatra da će svi izvori nafte presušiti najkasnije do 2050 godine čovek je u potrazi zaalternativnim gorivima kao i na razvijanju hibridnih vozila (vozila koja koriste minimum dvaizvora energije za svoje pokretanje) Kao posledica čovekovog istraživanja i rada konstruisanje hibridni automobil DEKA Revolt 2008 koji je još uvek u eksperimentalnoj fazi a koji zasvoje pokretanje koristi hibridni pogon u kombinaciji stirling motora i baterija

Zbog celokupne statiske mozemo očekivati da će u skorijoj budućnosti doći dounapređenja motora sa unutrašnjim sagorevanje koji će za svoje pokretanje koristiti neke odalternativnih goriva ili će doći do ekspanzije i značajne primene motora sa spoljašnjimsagorevanjem kao i sam razvoj hibridnih vozila

20

7 LITERATURA

1 Stefanović Aleksandar DRUMSKA VOZILANišCentar za motore i motornavozila Mašinskog fakulteta u Nišu i Centar za bezbednost saobraćaja Mašinskogfakulteta u Kragujevcu2010

2 Filipović Ivan MOTORI I MOTORNA VOZILATuzlaMašinski fakultetUniverziteta u Tuzli2006

3 Korbar Radoslav PNEUMATIKA I HIDRAULIKAKarlovacVeleučilište uKarlovcu2007

4 Scott Christine Scott Gable About - Hybrid Cars amp Alt Fuels 28 Februar 2013httpalternativefuelsaboutcomodfuelcellvehiclereviewsig09-Honda-FCX-Clarity-Fuel-CellFCX-Clarity-Motorhtm

5 Baumax 28 Februar 2013httpwwwbaumaxhrcUsporedba20pneumatskog20i20elektriC48Dnog20pogonacms02000366htmlpg=2

6 RollStar 28 Februar 2013 httpwwwrollstarcomenhydraulic_motorshtm

13

Slika 12 Skica principa rada motora sa rotacionim klipom

a) Položaj klipa u spoljnoj tački (zatvorena komora 1) kada stranica rotora zatvara obadistributivna kanala

b) Usisni kanal je otvoren i puni se komora 1 gorivom smešom U tom trenutku u komori2 je proces sabijanja a u komori 3 kraj procesa širenja Sila se preko rotora direktnoprenosi na ekscentrično vratilo

c) Položaj klipa u trenutku paljenja smeše u komori 2 dok se u komori 3 obavlja procesizduvavanja U komori 1 se privodi kraju proces usisavanja

d) Položaj klipa na kraju usisavanja u komoru 1 početak procesa širenja u komori 2 Ukomori B traje proces izduvavanja

Trohoidne krive nastaju prilikom kotrljanja jednog kruga po drugom nepomičnom krugu te tada bilo kojatačka na pomičnom krugu opisuje neku trihoidu Razlikuju se dva slučaja

a) Pri kotrljanju kruga spolja po nepomičnom krugu nastaje epitrohoida Svaka tačka na obimupokretnog kruga tada opisuje epicikloidu

b) Ako se krug kotrlja iznutra po nepomičnom krugu njegove proizvoljne tačke opisuju hipotrohoide atačke na obimu pokretnog kruga opisuju hipocikloide

14

213 Gasno turbinski motor kao pogonski agregat vozila

Gasno turbinski motor uobičajeno nazvano gasna turbina spada u grupu toplotnihmotora sa unutrašnjim sagorevanjem stoga što se kao radni medijum koriste sagoreli gasovi atakođe ima sva četiri procesa (usisavanje sabijanje sagorevanje i ekspanzija i izduvavanje)kao i klasičan motor unutrašnjeg sagorevanja samo što se svi procesi odvijaju jednovremenoali na različitim mestima

U principu u primeni su gasne turbine sa jednim vratilom (singl shaft) i gasna turbinasa dva vratila (twin shaft) od kojih svaka ima svoje prednosti i nedostatke Međutim shodnofunkcionalnoj shemi razlikuje se princip funkcionisanja jednoosovinskog od dvoosovinskoggasno turbinskog motora (slika 13)

Kod obe vrste gasno turbinskih motora gorivo kontinualno sagoreva u komori zasagorevanje u koju se dovodi sabijeni vazduh iz radijalnih kompresora koji atmosferskivazduh sabija do pritiska od oko 4 bar pri čemu isti dostiţe temperaturu od oko 230oC

Ovako zagrejani vazduh za sagorevanje se u međuhladnjaku pre ulaska u komoru zasagorevanje hladi do oko 100 0C kako bi se povećala gustina a potom odvodi do višestepenihkompresorskih kola visokog pritiska odakle izlazi sa pritiskom od oko 16 bar i temperaturomod 330 0C Iz kola visokog pritiska vazduh se sprovodi kroz rekuperator gde se dogreva dotemperature od oko 540 0C i tek tako zagrejan uvodi u komoru za sagorevanje tako da izlaznigasovi dostižu temperaturu od oko 11000C i pritisak 4 do 5 bar Upravo stoga što sesagorevanje odvija uvek sa viškom vazduha izduvni gasovi imaju znatno manje štetnihizduvnih komponenata od klasičnih klipnih motora SUS

Slika 13 Shema funkcijonisanja gasne turbine

a) gasna turbina sa jednim vratilom b) gasna turbina sa dva vratila

15

Tabela 1 Prednosti i nedostaci gasne turbine

22 Toplotni motori sa spoljašnjim sagorevanjem (SSS ndash Motori)

Kod ove vrste motora stvaranje toplotne energije se vrši sagorevanjem u posebnomuređaju (na primer parni kotao ili zagrejač vazduha) odakle su i dobili pridev motori saspoljnim sagorevanjem Pored toga radni medijum ovih motora je uvek neki fluid (na primervodena para vazduh ili neki drugi gas) kome se predaje toplotna energija i time mi sepovećava potencijalna energija izražena pritiskom i temperaturom Radni medijum sesprovodnim i razvodnim aparatom odvodi do drugog agregata na primer cilindar sa klipnimmehanizmom u kome se vrši prevođenje ovih oblika energije u mehanički rad

Tipičan primer ovih motora je parna mašina kao prvog i davno poznatogupotrebljivog toplotnog pogonskog agregata Drugi motor iz grupe toplotnih klipnih mašinasa spoljnim sagorevanjem o kome može da se govori sa aspekta karakteristika potrebnih zaprimenu u vozilima je stirlingov motor

221 Stirling motor

Osnovni princip stirlingovog motora opisan je još 1818 godine od strane škotskogpronalazača Roberta Stirlinga po kome je motor i dobio ime No tek sa razvojem materijalaotpornih na visoke radne temperature - preko 700 0C i pritiske pritiske više od 10 MPaomogućen je i razvoj ove vrste toplotnih motora čime se postiţe povoljan stepen korisnosticelog sistema

Princip se zasniva na spoljnom kontinualnom sagorevanju u zatvorenom iregenerativnom toplotnom procesu Toplotna energija se preko izmenjivača toplote prenosi naneizmenljivi radni medijum koji je hermetički zatvoren u samom motoru Ovaj medijummoţe da bude svaki neagresivni gas koji ima malu specifičnu toplotu (to su u principu gasovičiji molekul ne sadrži atome ugljenika) kao na primer helijum ili čak vazduh

16

Slika 14 Strukturna shema eksperimentalnog stirling motora

Prednosti stirling motora

minus različitost toplotnog izvora i nezavisnost od vrste i kvaliteta goriva Postoji mogućnostda radi i sa kolektorima i koncentratorima solarne energije pa mu praktično klasičnogorivo nije ni potrebno

minus povoljna linija obrtnog momentaminus vrlo dobre karakteristike pri hladnom startuminus niska emisija izduvnih gasova kada radi sa klasičnim gorivimaminus stepen korisnosti motora je zadovoljavajući u odnosu na ostale vrste toplotnih motoraminus nizak nivo buke i vibracija

Navedene prednosti koje strirlingov motor pruža daju nade za primenu ovih motora uurbanim sredinama pre svega kao stacionarni sistemi (pumpne stanice ili geneartori struje) tese poslednjih godina intenzivira rad na razvoju ovih motora

17

3 VOZILA SA ELEKTRO POGONOM (ELEKTRO MOTOR)

Elektromotor sa akumulatorom kao izvor energije predstavlja osnovu od koje se polaziu razmatranjima elektromotornog pogona vozila Činjenica je da je ovakva kombinacija bilaprisutna u Americi još od otkrića elektromotora 1837 godine od strane Thomasa Davenporta

Takođe već 1842 godine u Engleskoj je patentiran automobil sa elektromotorom kojise napajao strujom iz akumulatora Upravo zbog skromnih kapaciteta akumulatoraelektromotorna vozila imaju relativno mali radijus kretanja Uvođenjem takozvanog hibridnogpogona dakle u kombinaciji sa klasičnim motorom SUS a uvodeći i aspekt ograničenihkoličina fosilnih goriva ovakvim vozilima se predviđa budućnost [1]

Slika 15 Elektro pogon - Honda FCX Clarity 2009 [4]

4 HIDRO MOTORI

Hidraulički motori (hidromotori aktuatori) suhidraulički izvršni elementi Oni se dele na rotacionemotore cilindrične i zakretne motore Cilindrični izakretni motori imaju hod ograničen dvema krajnjimtočkama

Suprotno pumpama motori pretvaraju energijufluida u mehanički rad Konstrukcijamotora i pumpi je u osnovi identična pa se često istisklop može prema potrebi koristiti kao pumpa ili motor(reverzibilni sklop)

Prema brzini okretanja razlikuju se

minus Sporohodni (do 1000 omin)minus Brzohodni motori (preko 1000 omin) Slika 16 Hidraulički motor [5]

18

5 PNEUMATSKI MOTORI

Pneumatski motori su rotaciono izvršni elementi kojima se ostvaruje kontinuiranokružno gibanje vratila U odnosu na kompresore u motorima se vrši suprotna pretvaranjaenergije (pretvaranje energije pritiska vazduha u mehanički rad)

Konstrukcija motora i kompresora je slična a ponekad identična tada se isti sklop možekoristiti kao motor i kompresor

U pneumatske pogonske sklopove spadaju se

minus klipni motori aksijalni radijalni

minus zupčasti motori

minus krilni motori

minus vijčani motori

minus vazdušne turbine [3]

Slika 17 Pneumatski motor [6]

ZAKLJUČAK

19

6 ZAKLJUČAK

Pronalaskom motora sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS Motori) krajem IXX veka akasnije i patentiranjem dizel motora i njihovim postepenim usavršavanjem dovelo je doporasta stepena efikasnosti a samim tim i zauzeli su značajnu poziciju u primeni kaopogonskih agregata u automobilskoj industriji koji se održao do dana današnjeg

Kada govorimo o motorima sa unutršnjim sagorevanjem (SUS motori) da bismo iskazlinjihove prednosti i mane obično ih upoređujemo sa motorima koji imaju spoljašnjesagorevanje (SSS motori)

Tabela 2 Prednosti i nedostaci motora SUS u odnosu na motore SSS

Motori sa spoljašnjim sagorevanjem nikada nisu doživeli svoju značajnu primenu uautomobilskoj industriji i nisu bili prihvaćeni javnosti zbog troškova izrade glomazneaparature a samim tim i nikada nisu bili konkurenti motorima sa unutrašnjim sagorevanjem

Međutim zbog velikog stepena zagađenja čovekove sredine kao i zbog negativne statistikegde se smatra da će svi izvori nafte presušiti najkasnije do 2050 godine čovek je u potrazi zaalternativnim gorivima kao i na razvijanju hibridnih vozila (vozila koja koriste minimum dvaizvora energije za svoje pokretanje) Kao posledica čovekovog istraživanja i rada konstruisanje hibridni automobil DEKA Revolt 2008 koji je još uvek u eksperimentalnoj fazi a koji zasvoje pokretanje koristi hibridni pogon u kombinaciji stirling motora i baterija

Zbog celokupne statiske mozemo očekivati da će u skorijoj budućnosti doći dounapređenja motora sa unutrašnjim sagorevanje koji će za svoje pokretanje koristiti neke odalternativnih goriva ili će doći do ekspanzije i značajne primene motora sa spoljašnjimsagorevanjem kao i sam razvoj hibridnih vozila

20

7 LITERATURA

1 Stefanović Aleksandar DRUMSKA VOZILANišCentar za motore i motornavozila Mašinskog fakulteta u Nišu i Centar za bezbednost saobraćaja Mašinskogfakulteta u Kragujevcu2010

2 Filipović Ivan MOTORI I MOTORNA VOZILATuzlaMašinski fakultetUniverziteta u Tuzli2006

3 Korbar Radoslav PNEUMATIKA I HIDRAULIKAKarlovacVeleučilište uKarlovcu2007

4 Scott Christine Scott Gable About - Hybrid Cars amp Alt Fuels 28 Februar 2013httpalternativefuelsaboutcomodfuelcellvehiclereviewsig09-Honda-FCX-Clarity-Fuel-CellFCX-Clarity-Motorhtm

5 Baumax 28 Februar 2013httpwwwbaumaxhrcUsporedba20pneumatskog20i20elektriC48Dnog20pogonacms02000366htmlpg=2

6 RollStar 28 Februar 2013 httpwwwrollstarcomenhydraulic_motorshtm

14

213 Gasno turbinski motor kao pogonski agregat vozila

Gasno turbinski motor uobičajeno nazvano gasna turbina spada u grupu toplotnihmotora sa unutrašnjim sagorevanjem stoga što se kao radni medijum koriste sagoreli gasovi atakođe ima sva četiri procesa (usisavanje sabijanje sagorevanje i ekspanzija i izduvavanje)kao i klasičan motor unutrašnjeg sagorevanja samo što se svi procesi odvijaju jednovremenoali na različitim mestima

U principu u primeni su gasne turbine sa jednim vratilom (singl shaft) i gasna turbinasa dva vratila (twin shaft) od kojih svaka ima svoje prednosti i nedostatke Međutim shodnofunkcionalnoj shemi razlikuje se princip funkcionisanja jednoosovinskog od dvoosovinskoggasno turbinskog motora (slika 13)

Kod obe vrste gasno turbinskih motora gorivo kontinualno sagoreva u komori zasagorevanje u koju se dovodi sabijeni vazduh iz radijalnih kompresora koji atmosferskivazduh sabija do pritiska od oko 4 bar pri čemu isti dostiţe temperaturu od oko 230oC

Ovako zagrejani vazduh za sagorevanje se u međuhladnjaku pre ulaska u komoru zasagorevanje hladi do oko 100 0C kako bi se povećala gustina a potom odvodi do višestepenihkompresorskih kola visokog pritiska odakle izlazi sa pritiskom od oko 16 bar i temperaturomod 330 0C Iz kola visokog pritiska vazduh se sprovodi kroz rekuperator gde se dogreva dotemperature od oko 540 0C i tek tako zagrejan uvodi u komoru za sagorevanje tako da izlaznigasovi dostižu temperaturu od oko 11000C i pritisak 4 do 5 bar Upravo stoga što sesagorevanje odvija uvek sa viškom vazduha izduvni gasovi imaju znatno manje štetnihizduvnih komponenata od klasičnih klipnih motora SUS

Slika 13 Shema funkcijonisanja gasne turbine

a) gasna turbina sa jednim vratilom b) gasna turbina sa dva vratila

15

Tabela 1 Prednosti i nedostaci gasne turbine

22 Toplotni motori sa spoljašnjim sagorevanjem (SSS ndash Motori)

Kod ove vrste motora stvaranje toplotne energije se vrši sagorevanjem u posebnomuređaju (na primer parni kotao ili zagrejač vazduha) odakle su i dobili pridev motori saspoljnim sagorevanjem Pored toga radni medijum ovih motora je uvek neki fluid (na primervodena para vazduh ili neki drugi gas) kome se predaje toplotna energija i time mi sepovećava potencijalna energija izražena pritiskom i temperaturom Radni medijum sesprovodnim i razvodnim aparatom odvodi do drugog agregata na primer cilindar sa klipnimmehanizmom u kome se vrši prevođenje ovih oblika energije u mehanički rad

Tipičan primer ovih motora je parna mašina kao prvog i davno poznatogupotrebljivog toplotnog pogonskog agregata Drugi motor iz grupe toplotnih klipnih mašinasa spoljnim sagorevanjem o kome može da se govori sa aspekta karakteristika potrebnih zaprimenu u vozilima je stirlingov motor

221 Stirling motor

Osnovni princip stirlingovog motora opisan je još 1818 godine od strane škotskogpronalazača Roberta Stirlinga po kome je motor i dobio ime No tek sa razvojem materijalaotpornih na visoke radne temperature - preko 700 0C i pritiske pritiske više od 10 MPaomogućen je i razvoj ove vrste toplotnih motora čime se postiţe povoljan stepen korisnosticelog sistema

Princip se zasniva na spoljnom kontinualnom sagorevanju u zatvorenom iregenerativnom toplotnom procesu Toplotna energija se preko izmenjivača toplote prenosi naneizmenljivi radni medijum koji je hermetički zatvoren u samom motoru Ovaj medijummoţe da bude svaki neagresivni gas koji ima malu specifičnu toplotu (to su u principu gasovičiji molekul ne sadrži atome ugljenika) kao na primer helijum ili čak vazduh

16

Slika 14 Strukturna shema eksperimentalnog stirling motora

Prednosti stirling motora

minus različitost toplotnog izvora i nezavisnost od vrste i kvaliteta goriva Postoji mogućnostda radi i sa kolektorima i koncentratorima solarne energije pa mu praktično klasičnogorivo nije ni potrebno

minus povoljna linija obrtnog momentaminus vrlo dobre karakteristike pri hladnom startuminus niska emisija izduvnih gasova kada radi sa klasičnim gorivimaminus stepen korisnosti motora je zadovoljavajući u odnosu na ostale vrste toplotnih motoraminus nizak nivo buke i vibracija

Navedene prednosti koje strirlingov motor pruža daju nade za primenu ovih motora uurbanim sredinama pre svega kao stacionarni sistemi (pumpne stanice ili geneartori struje) tese poslednjih godina intenzivira rad na razvoju ovih motora

17

3 VOZILA SA ELEKTRO POGONOM (ELEKTRO MOTOR)

Elektromotor sa akumulatorom kao izvor energije predstavlja osnovu od koje se polaziu razmatranjima elektromotornog pogona vozila Činjenica je da je ovakva kombinacija bilaprisutna u Americi još od otkrića elektromotora 1837 godine od strane Thomasa Davenporta

Takođe već 1842 godine u Engleskoj je patentiran automobil sa elektromotorom kojise napajao strujom iz akumulatora Upravo zbog skromnih kapaciteta akumulatoraelektromotorna vozila imaju relativno mali radijus kretanja Uvođenjem takozvanog hibridnogpogona dakle u kombinaciji sa klasičnim motorom SUS a uvodeći i aspekt ograničenihkoličina fosilnih goriva ovakvim vozilima se predviđa budućnost [1]

Slika 15 Elektro pogon - Honda FCX Clarity 2009 [4]

4 HIDRO MOTORI

Hidraulički motori (hidromotori aktuatori) suhidraulički izvršni elementi Oni se dele na rotacionemotore cilindrične i zakretne motore Cilindrični izakretni motori imaju hod ograničen dvema krajnjimtočkama

Suprotno pumpama motori pretvaraju energijufluida u mehanički rad Konstrukcijamotora i pumpi je u osnovi identična pa se često istisklop može prema potrebi koristiti kao pumpa ili motor(reverzibilni sklop)

Prema brzini okretanja razlikuju se

minus Sporohodni (do 1000 omin)minus Brzohodni motori (preko 1000 omin) Slika 16 Hidraulički motor [5]

18

5 PNEUMATSKI MOTORI

Pneumatski motori su rotaciono izvršni elementi kojima se ostvaruje kontinuiranokružno gibanje vratila U odnosu na kompresore u motorima se vrši suprotna pretvaranjaenergije (pretvaranje energije pritiska vazduha u mehanički rad)

Konstrukcija motora i kompresora je slična a ponekad identična tada se isti sklop možekoristiti kao motor i kompresor

U pneumatske pogonske sklopove spadaju se

minus klipni motori aksijalni radijalni

minus zupčasti motori

minus krilni motori

minus vijčani motori

minus vazdušne turbine [3]

Slika 17 Pneumatski motor [6]

ZAKLJUČAK

19

6 ZAKLJUČAK

Pronalaskom motora sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS Motori) krajem IXX veka akasnije i patentiranjem dizel motora i njihovim postepenim usavršavanjem dovelo je doporasta stepena efikasnosti a samim tim i zauzeli su značajnu poziciju u primeni kaopogonskih agregata u automobilskoj industriji koji se održao do dana današnjeg

Kada govorimo o motorima sa unutršnjim sagorevanjem (SUS motori) da bismo iskazlinjihove prednosti i mane obično ih upoređujemo sa motorima koji imaju spoljašnjesagorevanje (SSS motori)

Tabela 2 Prednosti i nedostaci motora SUS u odnosu na motore SSS

Motori sa spoljašnjim sagorevanjem nikada nisu doživeli svoju značajnu primenu uautomobilskoj industriji i nisu bili prihvaćeni javnosti zbog troškova izrade glomazneaparature a samim tim i nikada nisu bili konkurenti motorima sa unutrašnjim sagorevanjem

Međutim zbog velikog stepena zagađenja čovekove sredine kao i zbog negativne statistikegde se smatra da će svi izvori nafte presušiti najkasnije do 2050 godine čovek je u potrazi zaalternativnim gorivima kao i na razvijanju hibridnih vozila (vozila koja koriste minimum dvaizvora energije za svoje pokretanje) Kao posledica čovekovog istraživanja i rada konstruisanje hibridni automobil DEKA Revolt 2008 koji je još uvek u eksperimentalnoj fazi a koji zasvoje pokretanje koristi hibridni pogon u kombinaciji stirling motora i baterija

Zbog celokupne statiske mozemo očekivati da će u skorijoj budućnosti doći dounapređenja motora sa unutrašnjim sagorevanje koji će za svoje pokretanje koristiti neke odalternativnih goriva ili će doći do ekspanzije i značajne primene motora sa spoljašnjimsagorevanjem kao i sam razvoj hibridnih vozila

20

7 LITERATURA

1 Stefanović Aleksandar DRUMSKA VOZILANišCentar za motore i motornavozila Mašinskog fakulteta u Nišu i Centar za bezbednost saobraćaja Mašinskogfakulteta u Kragujevcu2010

2 Filipović Ivan MOTORI I MOTORNA VOZILATuzlaMašinski fakultetUniverziteta u Tuzli2006

3 Korbar Radoslav PNEUMATIKA I HIDRAULIKAKarlovacVeleučilište uKarlovcu2007

4 Scott Christine Scott Gable About - Hybrid Cars amp Alt Fuels 28 Februar 2013httpalternativefuelsaboutcomodfuelcellvehiclereviewsig09-Honda-FCX-Clarity-Fuel-CellFCX-Clarity-Motorhtm

5 Baumax 28 Februar 2013httpwwwbaumaxhrcUsporedba20pneumatskog20i20elektriC48Dnog20pogonacms02000366htmlpg=2

6 RollStar 28 Februar 2013 httpwwwrollstarcomenhydraulic_motorshtm

15

Tabela 1 Prednosti i nedostaci gasne turbine

22 Toplotni motori sa spoljašnjim sagorevanjem (SSS ndash Motori)

Kod ove vrste motora stvaranje toplotne energije se vrši sagorevanjem u posebnomuređaju (na primer parni kotao ili zagrejač vazduha) odakle su i dobili pridev motori saspoljnim sagorevanjem Pored toga radni medijum ovih motora je uvek neki fluid (na primervodena para vazduh ili neki drugi gas) kome se predaje toplotna energija i time mi sepovećava potencijalna energija izražena pritiskom i temperaturom Radni medijum sesprovodnim i razvodnim aparatom odvodi do drugog agregata na primer cilindar sa klipnimmehanizmom u kome se vrši prevođenje ovih oblika energije u mehanički rad

Tipičan primer ovih motora je parna mašina kao prvog i davno poznatogupotrebljivog toplotnog pogonskog agregata Drugi motor iz grupe toplotnih klipnih mašinasa spoljnim sagorevanjem o kome može da se govori sa aspekta karakteristika potrebnih zaprimenu u vozilima je stirlingov motor

221 Stirling motor

Osnovni princip stirlingovog motora opisan je još 1818 godine od strane škotskogpronalazača Roberta Stirlinga po kome je motor i dobio ime No tek sa razvojem materijalaotpornih na visoke radne temperature - preko 700 0C i pritiske pritiske više od 10 MPaomogućen je i razvoj ove vrste toplotnih motora čime se postiţe povoljan stepen korisnosticelog sistema

Princip se zasniva na spoljnom kontinualnom sagorevanju u zatvorenom iregenerativnom toplotnom procesu Toplotna energija se preko izmenjivača toplote prenosi naneizmenljivi radni medijum koji je hermetički zatvoren u samom motoru Ovaj medijummoţe da bude svaki neagresivni gas koji ima malu specifičnu toplotu (to su u principu gasovičiji molekul ne sadrži atome ugljenika) kao na primer helijum ili čak vazduh

16

Slika 14 Strukturna shema eksperimentalnog stirling motora

Prednosti stirling motora

minus različitost toplotnog izvora i nezavisnost od vrste i kvaliteta goriva Postoji mogućnostda radi i sa kolektorima i koncentratorima solarne energije pa mu praktično klasičnogorivo nije ni potrebno

minus povoljna linija obrtnog momentaminus vrlo dobre karakteristike pri hladnom startuminus niska emisija izduvnih gasova kada radi sa klasičnim gorivimaminus stepen korisnosti motora je zadovoljavajući u odnosu na ostale vrste toplotnih motoraminus nizak nivo buke i vibracija

Navedene prednosti koje strirlingov motor pruža daju nade za primenu ovih motora uurbanim sredinama pre svega kao stacionarni sistemi (pumpne stanice ili geneartori struje) tese poslednjih godina intenzivira rad na razvoju ovih motora

17

3 VOZILA SA ELEKTRO POGONOM (ELEKTRO MOTOR)

Elektromotor sa akumulatorom kao izvor energije predstavlja osnovu od koje se polaziu razmatranjima elektromotornog pogona vozila Činjenica je da je ovakva kombinacija bilaprisutna u Americi još od otkrića elektromotora 1837 godine od strane Thomasa Davenporta

Takođe već 1842 godine u Engleskoj je patentiran automobil sa elektromotorom kojise napajao strujom iz akumulatora Upravo zbog skromnih kapaciteta akumulatoraelektromotorna vozila imaju relativno mali radijus kretanja Uvođenjem takozvanog hibridnogpogona dakle u kombinaciji sa klasičnim motorom SUS a uvodeći i aspekt ograničenihkoličina fosilnih goriva ovakvim vozilima se predviđa budućnost [1]

Slika 15 Elektro pogon - Honda FCX Clarity 2009 [4]

4 HIDRO MOTORI

Hidraulički motori (hidromotori aktuatori) suhidraulički izvršni elementi Oni se dele na rotacionemotore cilindrične i zakretne motore Cilindrični izakretni motori imaju hod ograničen dvema krajnjimtočkama

Suprotno pumpama motori pretvaraju energijufluida u mehanički rad Konstrukcijamotora i pumpi je u osnovi identična pa se često istisklop može prema potrebi koristiti kao pumpa ili motor(reverzibilni sklop)

Prema brzini okretanja razlikuju se

minus Sporohodni (do 1000 omin)minus Brzohodni motori (preko 1000 omin) Slika 16 Hidraulički motor [5]

18

5 PNEUMATSKI MOTORI

Pneumatski motori su rotaciono izvršni elementi kojima se ostvaruje kontinuiranokružno gibanje vratila U odnosu na kompresore u motorima se vrši suprotna pretvaranjaenergije (pretvaranje energije pritiska vazduha u mehanički rad)

Konstrukcija motora i kompresora je slična a ponekad identična tada se isti sklop možekoristiti kao motor i kompresor

U pneumatske pogonske sklopove spadaju se

minus klipni motori aksijalni radijalni

minus zupčasti motori

minus krilni motori

minus vijčani motori

minus vazdušne turbine [3]

Slika 17 Pneumatski motor [6]

ZAKLJUČAK

19

6 ZAKLJUČAK

Pronalaskom motora sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS Motori) krajem IXX veka akasnije i patentiranjem dizel motora i njihovim postepenim usavršavanjem dovelo je doporasta stepena efikasnosti a samim tim i zauzeli su značajnu poziciju u primeni kaopogonskih agregata u automobilskoj industriji koji se održao do dana današnjeg

Kada govorimo o motorima sa unutršnjim sagorevanjem (SUS motori) da bismo iskazlinjihove prednosti i mane obično ih upoređujemo sa motorima koji imaju spoljašnjesagorevanje (SSS motori)

Tabela 2 Prednosti i nedostaci motora SUS u odnosu na motore SSS

Motori sa spoljašnjim sagorevanjem nikada nisu doživeli svoju značajnu primenu uautomobilskoj industriji i nisu bili prihvaćeni javnosti zbog troškova izrade glomazneaparature a samim tim i nikada nisu bili konkurenti motorima sa unutrašnjim sagorevanjem

Međutim zbog velikog stepena zagađenja čovekove sredine kao i zbog negativne statistikegde se smatra da će svi izvori nafte presušiti najkasnije do 2050 godine čovek je u potrazi zaalternativnim gorivima kao i na razvijanju hibridnih vozila (vozila koja koriste minimum dvaizvora energije za svoje pokretanje) Kao posledica čovekovog istraživanja i rada konstruisanje hibridni automobil DEKA Revolt 2008 koji je još uvek u eksperimentalnoj fazi a koji zasvoje pokretanje koristi hibridni pogon u kombinaciji stirling motora i baterija

Zbog celokupne statiske mozemo očekivati da će u skorijoj budućnosti doći dounapređenja motora sa unutrašnjim sagorevanje koji će za svoje pokretanje koristiti neke odalternativnih goriva ili će doći do ekspanzije i značajne primene motora sa spoljašnjimsagorevanjem kao i sam razvoj hibridnih vozila

20

7 LITERATURA

1 Stefanović Aleksandar DRUMSKA VOZILANišCentar za motore i motornavozila Mašinskog fakulteta u Nišu i Centar za bezbednost saobraćaja Mašinskogfakulteta u Kragujevcu2010

2 Filipović Ivan MOTORI I MOTORNA VOZILATuzlaMašinski fakultetUniverziteta u Tuzli2006

3 Korbar Radoslav PNEUMATIKA I HIDRAULIKAKarlovacVeleučilište uKarlovcu2007

4 Scott Christine Scott Gable About - Hybrid Cars amp Alt Fuels 28 Februar 2013httpalternativefuelsaboutcomodfuelcellvehiclereviewsig09-Honda-FCX-Clarity-Fuel-CellFCX-Clarity-Motorhtm

5 Baumax 28 Februar 2013httpwwwbaumaxhrcUsporedba20pneumatskog20i20elektriC48Dnog20pogonacms02000366htmlpg=2

6 RollStar 28 Februar 2013 httpwwwrollstarcomenhydraulic_motorshtm

16

Slika 14 Strukturna shema eksperimentalnog stirling motora

Prednosti stirling motora

minus različitost toplotnog izvora i nezavisnost od vrste i kvaliteta goriva Postoji mogućnostda radi i sa kolektorima i koncentratorima solarne energije pa mu praktično klasičnogorivo nije ni potrebno

minus povoljna linija obrtnog momentaminus vrlo dobre karakteristike pri hladnom startuminus niska emisija izduvnih gasova kada radi sa klasičnim gorivimaminus stepen korisnosti motora je zadovoljavajući u odnosu na ostale vrste toplotnih motoraminus nizak nivo buke i vibracija

Navedene prednosti koje strirlingov motor pruža daju nade za primenu ovih motora uurbanim sredinama pre svega kao stacionarni sistemi (pumpne stanice ili geneartori struje) tese poslednjih godina intenzivira rad na razvoju ovih motora

17

3 VOZILA SA ELEKTRO POGONOM (ELEKTRO MOTOR)

Elektromotor sa akumulatorom kao izvor energije predstavlja osnovu od koje se polaziu razmatranjima elektromotornog pogona vozila Činjenica je da je ovakva kombinacija bilaprisutna u Americi još od otkrića elektromotora 1837 godine od strane Thomasa Davenporta

Takođe već 1842 godine u Engleskoj je patentiran automobil sa elektromotorom kojise napajao strujom iz akumulatora Upravo zbog skromnih kapaciteta akumulatoraelektromotorna vozila imaju relativno mali radijus kretanja Uvođenjem takozvanog hibridnogpogona dakle u kombinaciji sa klasičnim motorom SUS a uvodeći i aspekt ograničenihkoličina fosilnih goriva ovakvim vozilima se predviđa budućnost [1]

Slika 15 Elektro pogon - Honda FCX Clarity 2009 [4]

4 HIDRO MOTORI

Hidraulički motori (hidromotori aktuatori) suhidraulički izvršni elementi Oni se dele na rotacionemotore cilindrične i zakretne motore Cilindrični izakretni motori imaju hod ograničen dvema krajnjimtočkama

Suprotno pumpama motori pretvaraju energijufluida u mehanički rad Konstrukcijamotora i pumpi je u osnovi identična pa se često istisklop može prema potrebi koristiti kao pumpa ili motor(reverzibilni sklop)

Prema brzini okretanja razlikuju se

minus Sporohodni (do 1000 omin)minus Brzohodni motori (preko 1000 omin) Slika 16 Hidraulički motor [5]

18

5 PNEUMATSKI MOTORI

Pneumatski motori su rotaciono izvršni elementi kojima se ostvaruje kontinuiranokružno gibanje vratila U odnosu na kompresore u motorima se vrši suprotna pretvaranjaenergije (pretvaranje energije pritiska vazduha u mehanički rad)

Konstrukcija motora i kompresora je slična a ponekad identična tada se isti sklop možekoristiti kao motor i kompresor

U pneumatske pogonske sklopove spadaju se

minus klipni motori aksijalni radijalni

minus zupčasti motori

minus krilni motori

minus vijčani motori

minus vazdušne turbine [3]

Slika 17 Pneumatski motor [6]

ZAKLJUČAK

19

6 ZAKLJUČAK

Pronalaskom motora sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS Motori) krajem IXX veka akasnije i patentiranjem dizel motora i njihovim postepenim usavršavanjem dovelo je doporasta stepena efikasnosti a samim tim i zauzeli su značajnu poziciju u primeni kaopogonskih agregata u automobilskoj industriji koji se održao do dana današnjeg

Kada govorimo o motorima sa unutršnjim sagorevanjem (SUS motori) da bismo iskazlinjihove prednosti i mane obično ih upoređujemo sa motorima koji imaju spoljašnjesagorevanje (SSS motori)

Tabela 2 Prednosti i nedostaci motora SUS u odnosu na motore SSS

Motori sa spoljašnjim sagorevanjem nikada nisu doživeli svoju značajnu primenu uautomobilskoj industriji i nisu bili prihvaćeni javnosti zbog troškova izrade glomazneaparature a samim tim i nikada nisu bili konkurenti motorima sa unutrašnjim sagorevanjem

Međutim zbog velikog stepena zagađenja čovekove sredine kao i zbog negativne statistikegde se smatra da će svi izvori nafte presušiti najkasnije do 2050 godine čovek je u potrazi zaalternativnim gorivima kao i na razvijanju hibridnih vozila (vozila koja koriste minimum dvaizvora energije za svoje pokretanje) Kao posledica čovekovog istraživanja i rada konstruisanje hibridni automobil DEKA Revolt 2008 koji je još uvek u eksperimentalnoj fazi a koji zasvoje pokretanje koristi hibridni pogon u kombinaciji stirling motora i baterija

Zbog celokupne statiske mozemo očekivati da će u skorijoj budućnosti doći dounapređenja motora sa unutrašnjim sagorevanje koji će za svoje pokretanje koristiti neke odalternativnih goriva ili će doći do ekspanzije i značajne primene motora sa spoljašnjimsagorevanjem kao i sam razvoj hibridnih vozila

20

7 LITERATURA

1 Stefanović Aleksandar DRUMSKA VOZILANišCentar za motore i motornavozila Mašinskog fakulteta u Nišu i Centar za bezbednost saobraćaja Mašinskogfakulteta u Kragujevcu2010

2 Filipović Ivan MOTORI I MOTORNA VOZILATuzlaMašinski fakultetUniverziteta u Tuzli2006

3 Korbar Radoslav PNEUMATIKA I HIDRAULIKAKarlovacVeleučilište uKarlovcu2007

4 Scott Christine Scott Gable About - Hybrid Cars amp Alt Fuels 28 Februar 2013httpalternativefuelsaboutcomodfuelcellvehiclereviewsig09-Honda-FCX-Clarity-Fuel-CellFCX-Clarity-Motorhtm

5 Baumax 28 Februar 2013httpwwwbaumaxhrcUsporedba20pneumatskog20i20elektriC48Dnog20pogonacms02000366htmlpg=2

6 RollStar 28 Februar 2013 httpwwwrollstarcomenhydraulic_motorshtm

17

3 VOZILA SA ELEKTRO POGONOM (ELEKTRO MOTOR)

Elektromotor sa akumulatorom kao izvor energije predstavlja osnovu od koje se polaziu razmatranjima elektromotornog pogona vozila Činjenica je da je ovakva kombinacija bilaprisutna u Americi još od otkrića elektromotora 1837 godine od strane Thomasa Davenporta

Takođe već 1842 godine u Engleskoj je patentiran automobil sa elektromotorom kojise napajao strujom iz akumulatora Upravo zbog skromnih kapaciteta akumulatoraelektromotorna vozila imaju relativno mali radijus kretanja Uvođenjem takozvanog hibridnogpogona dakle u kombinaciji sa klasičnim motorom SUS a uvodeći i aspekt ograničenihkoličina fosilnih goriva ovakvim vozilima se predviđa budućnost [1]

Slika 15 Elektro pogon - Honda FCX Clarity 2009 [4]

4 HIDRO MOTORI

Hidraulički motori (hidromotori aktuatori) suhidraulički izvršni elementi Oni se dele na rotacionemotore cilindrične i zakretne motore Cilindrični izakretni motori imaju hod ograničen dvema krajnjimtočkama

Suprotno pumpama motori pretvaraju energijufluida u mehanički rad Konstrukcijamotora i pumpi je u osnovi identična pa se često istisklop može prema potrebi koristiti kao pumpa ili motor(reverzibilni sklop)

Prema brzini okretanja razlikuju se

minus Sporohodni (do 1000 omin)minus Brzohodni motori (preko 1000 omin) Slika 16 Hidraulički motor [5]

18

5 PNEUMATSKI MOTORI

Pneumatski motori su rotaciono izvršni elementi kojima se ostvaruje kontinuiranokružno gibanje vratila U odnosu na kompresore u motorima se vrši suprotna pretvaranjaenergije (pretvaranje energije pritiska vazduha u mehanički rad)

Konstrukcija motora i kompresora je slična a ponekad identična tada se isti sklop možekoristiti kao motor i kompresor

U pneumatske pogonske sklopove spadaju se

minus klipni motori aksijalni radijalni

minus zupčasti motori

minus krilni motori

minus vijčani motori

minus vazdušne turbine [3]

Slika 17 Pneumatski motor [6]

ZAKLJUČAK

19

6 ZAKLJUČAK

Pronalaskom motora sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS Motori) krajem IXX veka akasnije i patentiranjem dizel motora i njihovim postepenim usavršavanjem dovelo je doporasta stepena efikasnosti a samim tim i zauzeli su značajnu poziciju u primeni kaopogonskih agregata u automobilskoj industriji koji se održao do dana današnjeg

Kada govorimo o motorima sa unutršnjim sagorevanjem (SUS motori) da bismo iskazlinjihove prednosti i mane obično ih upoređujemo sa motorima koji imaju spoljašnjesagorevanje (SSS motori)

Tabela 2 Prednosti i nedostaci motora SUS u odnosu na motore SSS

Motori sa spoljašnjim sagorevanjem nikada nisu doživeli svoju značajnu primenu uautomobilskoj industriji i nisu bili prihvaćeni javnosti zbog troškova izrade glomazneaparature a samim tim i nikada nisu bili konkurenti motorima sa unutrašnjim sagorevanjem

Međutim zbog velikog stepena zagađenja čovekove sredine kao i zbog negativne statistikegde se smatra da će svi izvori nafte presušiti najkasnije do 2050 godine čovek je u potrazi zaalternativnim gorivima kao i na razvijanju hibridnih vozila (vozila koja koriste minimum dvaizvora energije za svoje pokretanje) Kao posledica čovekovog istraživanja i rada konstruisanje hibridni automobil DEKA Revolt 2008 koji je još uvek u eksperimentalnoj fazi a koji zasvoje pokretanje koristi hibridni pogon u kombinaciji stirling motora i baterija

Zbog celokupne statiske mozemo očekivati da će u skorijoj budućnosti doći dounapređenja motora sa unutrašnjim sagorevanje koji će za svoje pokretanje koristiti neke odalternativnih goriva ili će doći do ekspanzije i značajne primene motora sa spoljašnjimsagorevanjem kao i sam razvoj hibridnih vozila

20

7 LITERATURA

1 Stefanović Aleksandar DRUMSKA VOZILANišCentar za motore i motornavozila Mašinskog fakulteta u Nišu i Centar za bezbednost saobraćaja Mašinskogfakulteta u Kragujevcu2010

2 Filipović Ivan MOTORI I MOTORNA VOZILATuzlaMašinski fakultetUniverziteta u Tuzli2006

3 Korbar Radoslav PNEUMATIKA I HIDRAULIKAKarlovacVeleučilište uKarlovcu2007

4 Scott Christine Scott Gable About - Hybrid Cars amp Alt Fuels 28 Februar 2013httpalternativefuelsaboutcomodfuelcellvehiclereviewsig09-Honda-FCX-Clarity-Fuel-CellFCX-Clarity-Motorhtm

5 Baumax 28 Februar 2013httpwwwbaumaxhrcUsporedba20pneumatskog20i20elektriC48Dnog20pogonacms02000366htmlpg=2

6 RollStar 28 Februar 2013 httpwwwrollstarcomenhydraulic_motorshtm

18

5 PNEUMATSKI MOTORI

Pneumatski motori su rotaciono izvršni elementi kojima se ostvaruje kontinuiranokružno gibanje vratila U odnosu na kompresore u motorima se vrši suprotna pretvaranjaenergije (pretvaranje energije pritiska vazduha u mehanički rad)

Konstrukcija motora i kompresora je slična a ponekad identična tada se isti sklop možekoristiti kao motor i kompresor

U pneumatske pogonske sklopove spadaju se

minus klipni motori aksijalni radijalni

minus zupčasti motori

minus krilni motori

minus vijčani motori

minus vazdušne turbine [3]

Slika 17 Pneumatski motor [6]

ZAKLJUČAK

19

6 ZAKLJUČAK

Pronalaskom motora sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS Motori) krajem IXX veka akasnije i patentiranjem dizel motora i njihovim postepenim usavršavanjem dovelo je doporasta stepena efikasnosti a samim tim i zauzeli su značajnu poziciju u primeni kaopogonskih agregata u automobilskoj industriji koji se održao do dana današnjeg

Kada govorimo o motorima sa unutršnjim sagorevanjem (SUS motori) da bismo iskazlinjihove prednosti i mane obično ih upoređujemo sa motorima koji imaju spoljašnjesagorevanje (SSS motori)

Tabela 2 Prednosti i nedostaci motora SUS u odnosu na motore SSS

Motori sa spoljašnjim sagorevanjem nikada nisu doživeli svoju značajnu primenu uautomobilskoj industriji i nisu bili prihvaćeni javnosti zbog troškova izrade glomazneaparature a samim tim i nikada nisu bili konkurenti motorima sa unutrašnjim sagorevanjem

Međutim zbog velikog stepena zagađenja čovekove sredine kao i zbog negativne statistikegde se smatra da će svi izvori nafte presušiti najkasnije do 2050 godine čovek je u potrazi zaalternativnim gorivima kao i na razvijanju hibridnih vozila (vozila koja koriste minimum dvaizvora energije za svoje pokretanje) Kao posledica čovekovog istraživanja i rada konstruisanje hibridni automobil DEKA Revolt 2008 koji je još uvek u eksperimentalnoj fazi a koji zasvoje pokretanje koristi hibridni pogon u kombinaciji stirling motora i baterija

Zbog celokupne statiske mozemo očekivati da će u skorijoj budućnosti doći dounapređenja motora sa unutrašnjim sagorevanje koji će za svoje pokretanje koristiti neke odalternativnih goriva ili će doći do ekspanzije i značajne primene motora sa spoljašnjimsagorevanjem kao i sam razvoj hibridnih vozila

20

7 LITERATURA

1 Stefanović Aleksandar DRUMSKA VOZILANišCentar za motore i motornavozila Mašinskog fakulteta u Nišu i Centar za bezbednost saobraćaja Mašinskogfakulteta u Kragujevcu2010

2 Filipović Ivan MOTORI I MOTORNA VOZILATuzlaMašinski fakultetUniverziteta u Tuzli2006

3 Korbar Radoslav PNEUMATIKA I HIDRAULIKAKarlovacVeleučilište uKarlovcu2007

4 Scott Christine Scott Gable About - Hybrid Cars amp Alt Fuels 28 Februar 2013httpalternativefuelsaboutcomodfuelcellvehiclereviewsig09-Honda-FCX-Clarity-Fuel-CellFCX-Clarity-Motorhtm

5 Baumax 28 Februar 2013httpwwwbaumaxhrcUsporedba20pneumatskog20i20elektriC48Dnog20pogonacms02000366htmlpg=2

6 RollStar 28 Februar 2013 httpwwwrollstarcomenhydraulic_motorshtm

19

6 ZAKLJUČAK

Pronalaskom motora sa unutrašnjim sagorevanjem (SUS Motori) krajem IXX veka akasnije i patentiranjem dizel motora i njihovim postepenim usavršavanjem dovelo je doporasta stepena efikasnosti a samim tim i zauzeli su značajnu poziciju u primeni kaopogonskih agregata u automobilskoj industriji koji se održao do dana današnjeg

Kada govorimo o motorima sa unutršnjim sagorevanjem (SUS motori) da bismo iskazlinjihove prednosti i mane obično ih upoređujemo sa motorima koji imaju spoljašnjesagorevanje (SSS motori)

Tabela 2 Prednosti i nedostaci motora SUS u odnosu na motore SSS

Motori sa spoljašnjim sagorevanjem nikada nisu doživeli svoju značajnu primenu uautomobilskoj industriji i nisu bili prihvaćeni javnosti zbog troškova izrade glomazneaparature a samim tim i nikada nisu bili konkurenti motorima sa unutrašnjim sagorevanjem

Međutim zbog velikog stepena zagađenja čovekove sredine kao i zbog negativne statistikegde se smatra da će svi izvori nafte presušiti najkasnije do 2050 godine čovek je u potrazi zaalternativnim gorivima kao i na razvijanju hibridnih vozila (vozila koja koriste minimum dvaizvora energije za svoje pokretanje) Kao posledica čovekovog istraživanja i rada konstruisanje hibridni automobil DEKA Revolt 2008 koji je još uvek u eksperimentalnoj fazi a koji zasvoje pokretanje koristi hibridni pogon u kombinaciji stirling motora i baterija

Zbog celokupne statiske mozemo očekivati da će u skorijoj budućnosti doći dounapređenja motora sa unutrašnjim sagorevanje koji će za svoje pokretanje koristiti neke odalternativnih goriva ili će doći do ekspanzije i značajne primene motora sa spoljašnjimsagorevanjem kao i sam razvoj hibridnih vozila

20

7 LITERATURA

1 Stefanović Aleksandar DRUMSKA VOZILANišCentar za motore i motornavozila Mašinskog fakulteta u Nišu i Centar za bezbednost saobraćaja Mašinskogfakulteta u Kragujevcu2010

2 Filipović Ivan MOTORI I MOTORNA VOZILATuzlaMašinski fakultetUniverziteta u Tuzli2006

3 Korbar Radoslav PNEUMATIKA I HIDRAULIKAKarlovacVeleučilište uKarlovcu2007

4 Scott Christine Scott Gable About - Hybrid Cars amp Alt Fuels 28 Februar 2013httpalternativefuelsaboutcomodfuelcellvehiclereviewsig09-Honda-FCX-Clarity-Fuel-CellFCX-Clarity-Motorhtm

5 Baumax 28 Februar 2013httpwwwbaumaxhrcUsporedba20pneumatskog20i20elektriC48Dnog20pogonacms02000366htmlpg=2

6 RollStar 28 Februar 2013 httpwwwrollstarcomenhydraulic_motorshtm

20

7 LITERATURA

1 Stefanović Aleksandar DRUMSKA VOZILANišCentar za motore i motornavozila Mašinskog fakulteta u Nišu i Centar za bezbednost saobraćaja Mašinskogfakulteta u Kragujevcu2010

2 Filipović Ivan MOTORI I MOTORNA VOZILATuzlaMašinski fakultetUniverziteta u Tuzli2006

3 Korbar Radoslav PNEUMATIKA I HIDRAULIKAKarlovacVeleučilište uKarlovcu2007

4 Scott Christine Scott Gable About - Hybrid Cars amp Alt Fuels 28 Februar 2013httpalternativefuelsaboutcomodfuelcellvehiclereviewsig09-Honda-FCX-Clarity-Fuel-CellFCX-Clarity-Motorhtm

5 Baumax 28 Februar 2013httpwwwbaumaxhrcUsporedba20pneumatskog20i20elektriC48Dnog20pogonacms02000366htmlpg=2

6 RollStar 28 Februar 2013 httpwwwrollstarcomenhydraulic_motorshtm