Benzinové motory

BENZINOVÉ MOTORY
Počátkem dvacátého století způsobil vynález benzinového motoru revoluci v dopravě. Vozidla s benzinovými motory brzy ze silnic vytlačila vozidla na parní či plynový pohon. A ve vzduchu létala letadla poháněná benzinovými motory až do doby, kdy se objevil motor tryskový.
Benzinové motory jsou motory s vnitřním spalováním. Uvnitř těchto motorů se spaluje palivo a tím získává energie potřebná k pohybu. V benzinovém motoru se mísí benzinové páry se vzduchem a tato směs se zapaluje jiskrou. Tato směs hoří tak rychle, že vlastně vybuchuje a vzniklé plyny se velice rychle rozpínají (expandují). U většiny benzinových motorů tato expanze pohybuje pístem ve válci a pohyb pístu se používá k otáčení hřídele a tím k přeměně vratného pohybu na rotační. Rotační benzinové motory nemají jednotlivé válce, ale plyny vzniklé spalováním otáčejí přímo rotorem.

Dvoudobé motory
Nejjednodušší typ válcového benzinového motoru je dvoudobý motor používaný v některých malých autech, ve většině motocyklů a v sekačkách na trávu. Každý píst pracuje ve dvou dobách. Nejprve se pohybuje nahoru, přičemž stlačuje směs paliva a vzduchu v prostoru nad pístem. Současně je do prostoru pod pístem nasávána další dávka zápalné směsi. Stlačená směs se zapálí elektrickou jiskrou a plyny vzniklé výbuchem tlačí píst zpět do spodní části válce. Při svém pohybu dolů vytlačuje píst čerstvou dávku směsi paliva a vzduchu přepouštěcím kanálem do prostoru nad pístem. Tato čerstvá směs vytlačí výfukové plyny ven výfukovým kanálem a sama je stlačena opětným pohybem pístu nahoru.
V horní poloze zablokuje píst výfukový kanál, aby rozpínající se plyny nemohly uniknout. Jakmile dosáhne píst dolní polohy, kanál se otevře. Poloha pístu rovněž kontroluje sací kanál a přepouštěcí kanál.
Píst svým pohybem nahoru a dolů otáčí tzv. klikovou hřídelí. K ní je připevněn těžký setrvačník, který se otáčí i poté, co píst dosáhl své nejnižší polohy. Setrvačník tak převádí energii z dolů se pohybujícího pístu na plynulý, nepřetržitý pohyb a nutí píst k pohybu vzhůru v druhé části každého cyklu.
Výroba dvoudobých motorů je poměrně levná. Motory samotné jsou však málo účinné při přeměně energie paliva v energii pohybu. Proto většina velkých motorů pracuje v účinnějším čtyřdobém cyklu.

Čtyřdobé motory
U čtyřdobého motoru pracuje každý píst na čtyři doby. V první době zvané sání se píst pohybuje směrem dolů a nasává směs paliva a vzduchu do prostoru nad pístem. Potom se píst pohybuje nahoru a směs se stlačuje. Tato druhá doba se nazývá komprese. Stlačená směs se pomocí jiskry zapálí a výbuch stlačí píst dolů. Podle toho se třetí doba nazývá výbuch. Píst pak ještě jednou jde nahoru a vytlačí výfukové plyny ven z prostoru válce. Čtvrtá doba se nazývá výfuk. Potom se jednotlivé doby znovu opakují.
Čtyřdobý motor je sice účinnější než motor dvoudobý, přesto ale dokáže přeměnit pouze o něco více než třetinu energie paliva v energii pohybovou. Zbytek energie je nevyužitý. Hlavní problém spočívá ve vratném pohybu pístu tam a zpět. Píst neustále zrychluje na vysokou rychlost jedním směrem, potom směr obrátí a zrychluje druhým směrem. Každý pohyb pístu nahoru a dolů několikatisíckrát za minutu spotřebuje část energie dodávané palivem.

Rotační motory
Ve snaze zvýšit účinnost se zkoušejí různé konstrukce motoru, který by měl méně vratných částí. K nejznámějšímu z nich patří Wankelův rotační motor. Pracuje na stejném principu motor čtyřdobý pístový. Skládá se z trojstranného rotoru, který se excentricky otáčí kolem pevného ozubeného hřídele nahrazujícího klikový hřídel a tím ho roztáčí. Jak každá strana rotoru míjí sací kanál, nasává směs benzinových par se vzduchem. Rotor tuto směs následně stlačí a jiskra ji zapálí. Vybuchující plyny otáčejí rotorem a odcházejí výfukovým kanálem.
V roce 1964 se objevila první generace Mazdy RX-7, což byl první sériový vůz vybavený Wankelovým motorem s nadějemi, že právě tento druh motoru spotřebu paliva značně sníží. Ukázalo se však, že Wankelův motor má své vlastní problémy, zvláště opotřebení lišt rotoru, což vede k pronikání plynů mezi lištami rotoru a jeho skříní z komory do komory. Koncepty této japonské automobilky vybavené Wankelovými motory druhé generace však ukazují, že možnosti těchto motorů nebyly zatím zdaleka využity.