Spalovací motory: Budoucnost, nebo přežitek?

Spalovací motory, nepostradatelní tahouni průmyslové revoluce, i dnes pohánějí drtivou většinu vozidel na našich silnicích. Jejich princip spočívá v přeměně chemické energie paliva na energii mechanickou prostřednictvím řízené exploze uvnitř válce. Tato exploze, iniciovaná zapalovací svíčkou nebo kompresním teplem, posouvá píst, jehož pohyb se následně přenáší na kola. Existuje však mnoho typů spalovacích motorů, z nichž každý má své specifické vlastnosti, výhody a nevýhody. Mezi nejrozšířenější patří zážehové motory, spoléhající na externí zapálení směsi paliva a vzduchu, a vznětové motory, kde k zapálení dochází samovznícením paliva vlivem vysoké teploty stlačeného vzduchu. Volba typu motoru pak závisí na mnoha faktorech, jako je například požadovaný výkon, spotřeba paliva, emise, ale i pořizovací a provozní náklady. V následujících kapitolách se detailněji podíváme na jednotlivé typy spalovacích motorů, rozebereme si jejich princip fungování a zhodnotíme jejich klady a zápory.

Historie spalovacích motorů

Vývoj spalovacích motorů je fascinující cesta plná inovací a vynálezů. První primitivní spalovací motory se objevily již v 17. století, ale opravdový průlom nastal až v 19. století. V roce 1860 Étienne Lenoir představil svůj spalovací motor na svítiplyn, který se stal prvním komerčně úspěšným motorem. O pár let později, v roce 1876, Nikolaus Otto sestrojil čtyřdobý spalovací motor, který se stal základem pro většinu dnešních benzínových motorů. Tento motor pracoval na principu čtyř taktů: sání, komprese, expanze a výfuk. Na přelomu 19. a 20. století se objevily i další typy spalovacích motorů, jako například vznětový motor, který vynalezl Rudolf Diesel v roce 1892. Vznětové motory se staly populární díky své vysoké účinnosti a nízké spotřebě paliva.

Princip fungování

Spalovací motory přeměňují chemickou energii paliva na mechanickou práci prostřednictvím řízeného spalování uvnitř válce. Existuje mnoho typů spalovacích motorů, ale nejběžnější jsou zážehové a vznětové motory. V zážehovém motoru se směs paliva a vzduchu nasává do válce a zažehá se jiskrou ze zapalovací svíčky. Tato exploze stlačí píst dolů, čímž se vytváří mechanická energie. Vznětové motory, na druhou stranu, nasávají pouze vzduch a stlačují ho na velmi vysoký tlak a teplotu. Poté se do válce vstřikuje palivo, které se samovolně vznítí vlivem vysoké teploty stlačeného vzduchu. Tento proces se nazývá komprese a je efektivnější než zážeh, proto jsou vznětové motory obvykle úspornější. Oba typy motorů, ať už zážehové nebo vznětové, využívají pohyb pístu k otáčení klikové hřídele, která dále pohání kola vozidla.

Vlastnost	Benzínový motor	Dieselový motor
Palivo	Benzín	Nafta
Spalování	Jiskrové zapalování	Samovznícení
Kompresní poměr	8:1 - 12:1	14:1 - 25:1

Typy spalovacích motorů

Spalovací motory, ať už se jedná o benzinové, naftové nebo plynové, se dělí do několika základních typů. Nejběžnějším typem je čtyřdobý motor, který pracuje na principu čtyř cyklů: sání, stlačení, expanze a výfuk. Tento typ motoru se používá v naprosté většině osobních a nákladních automobilů. Druhým nejrozšířenějším typem je dvoutaktní motor, který na rozdíl od čtyřdobého motoru zvládne jeden pracovní cyklus za dvě zdvihy pístu. Dvoutaktní motory jsou menší a lehčí než čtyřtaktní motory o stejném výkonu, ale mají i své nevýhody, jako je vyšší spotřeba paliva a emise. Kromě těchto dvou základních typů existují i ​​další, méně obvyklé typy spalovacích motorů, jako jsou například Wankelův motor nebo hvězdicový motor. Volba typu motoru závisí na mnoha faktorech, jako je například požadovaný výkon, hmotnost, spotřeba paliva nebo emise.

Výhody a nevýhody

Spalovací motory se dělí na různé typy, z nichž každý má své výhody a nevýhody. Benzínové motory jsou známé svou tichostí a nízkými emisemi, jsou oblíbené pro osobní automobily. Nevýhodou je jejich nižší účinnost a vyšší spotřeba paliva v porovnání s dieselovými motory. Dieselové motory jsou naopak úspornější a disponují vyšším točivým momentem, což je výhodné pro užitkové vozy a nákladní automobily. Na druhou stranu jsou hlučnější a produkují více škodlivin. Moderní technologie však emise výrazně snižují. Alternativou jsou pak hybridní motory, které kombinují spalovací motor s elektromotorem. Tato kombinace přináší nižší spotřebu a emise, zejména ve městě. Nevýhodou hybridních vozů je vyšší pořizovací cena a složitější technologie. Výběr typu motoru tak závisí na individuálních potřebách a preferencích řidiče a také na způsobu užívání vozidla.

Spalovací motor, ten zázrak techniky, který proměnil svět v pohyblivý mechanismus, se stal i symbolem naší touhy po rychlosti a nezávislosti.

Matěj Krejčí

Emise a životní prostředí

Spalovací motory, ať už benzinové, naftové nebo na LPG, jsou bohužel významným zdrojem emisí, které zatěžují životní prostředí. Mezi nejvýznamnější patří oxid uhličitý (CO2), hlavní skleníkový plyn přispívající ke globálnímu oteplování. Typ motoru má přitom na množství produkovaných emisí značný vliv. Obecně platí, že vznětové motory, často označované jako dieselové, produkují méně CO2 než benzinové motory. Na druhou stranu, vznětové motory produkují více škodlivých částic (PM) a oxidů dusíku (NOx), které mají negativní dopad na kvalitu ovzduší a lidské zdraví. Benzinové motory zase produkují více těkavých organických látek (VOC), které přispívají ke vzniku přízemního ozonu. Výrobci automobilů se snaží emise ze spalovacích motorů snižovat pomocí různých technologií, jako jsou filtry pevných částic, katalyzátory nebo systémy selektivní katalytické redukce (SCR). Stále se také vyvíjejí nové typy motorů, které jsou úspornější a ekologičtější, jako jsou hybridní nebo elektrické motory.

Budoucnost spalovacích motorů

Spalovací motory poháněly vozidla po více než století, ale jejich budoucnost je v éře rostoucích klimatických obav a přísnějších emisních norem nejistá. Přestože se elektromobily dostávají do popředí, spalovací motory se pravděpodobně v dohledné době nevzdají bez boje. Automobilový průmysl investuje do vývoje technologií, které by mohly prodloužit životnost spalovacích motorů. Jednou z takových oblastí je zvýšení účinnosti. Motory s proměnným časováním ventilů, systémy deaktivace válců a pokročilé technologie vstřikování paliva pomáhají spalovacím motorům dosáhnout lepší spotřeby paliva a snížit emise. Další slibnou oblastí je vývoj syntetických paliv. Tato paliva, vyrobená z obnovitelných zdrojů, jako je vodík nebo zachycený oxid uhličitý, by mohla spalovací motory učinit uhlíkově neutrálními. Budoucnost spalovacích motorů pravděpodobně nebude spočívat v jediné technologii, ale spíše v kombinaci inovací, které zlepší jejich účinnost a sníží jejich dopad na životní prostředí.