motor, pogonski stroj koji pretvara neku vrstu energije u mehanički rad, a služi za pogon radnih strojeva, vozila, plovila i letjelica, za pokretanje električnih generatora, pumpi i dr. Energija kojom se motori pogone najčešće je toplinska, kemijska ili električna.

Toplinski motori mehanički rad dobivaju pretvorbom toplinske, odn. kemijske energije. Toplinska energija dovodi se radnim sredstvom izvana, primjerice vodenom parom u stapnome parnom stroju (→ parni stroj) i parnoj turbini, ili se razvija iz kemijske energije izgaranjem goriva. Prema mjestu izgaranja goriva razlikuju se motori s vanjskim (npr. Stirlingov motor, plinska turbina) i unutarnjim izgaranjem. Prema načinu paljenja gorive smjese u motorima s unutarnjim izgaranjem razlikuju se benzinski motor (Nikolaus August Otto, 1832−1891) s paljenjem električnom iskrom te dizelski motor (Rudolf Diesel, 1858−1913) s kompresijskim paljenjem. Mlazni motori kemijsku energiju goriva pretvaraju u kinetičku energiju mlaza plinova što velikom brzinom struje unatrag kroz mlaznicu motora, rezultirajući reakcijskom silom potiska. Takvi motori koji se rabe za pogon letjelica najčešće su u osnovi turbine, kada se nazivaju turbomlaznim motorima. Mlazni motori koji za oksidans ne koriste okolni zrak, već oksidans nose sa sobom su raketni motori.

Električni motori na temelju elektromagnetskih pojava električnu energiju pretvaraju u mehanički rad (rotacijsko gibanje). Razlikuju se prema vrsti struje kojom se koriste, izvedbi spoja ili broju polova (→ električni motor).

Hidraulični motori energiju hidrauličnoga fluida pretvaraju u mehanički rad. Primjer su klipni hidraulični motori, ali i → vodenice i vodne turbine.

Aerodinamički motori, odn. → vjetrenjače i vjetrene turbine kinetičku energiju vjetra pretvaraju u mehanički rad vrtnje rotora. Služile su za pogon pumpi i mlinova, a suvremene konstrukcije rabe se za proizvodnju električne energije.

Pneumatski motori energiju tlaka stlačenoga zraka pretvaraju u mehanički rad. Izvode se kao strujni (zračne turbine), klipni udarni i klipni rotacijski.

Opružni motori (mehanički motor, satni mehanizam) potencijalnu energiju deformacije opruge pretvaraju u kinetičku energiju vrtnje rotora motora. Rabili su se u mehaničkim satovima, glazbenim kutijama, fonografima, podizačima prozorskih roleta, igračkama i dr.

Zbog različitih namjena i potreba koje iz toga proizlaze, motori se razlikuju prema konstrukcijskoj izvedbi, vrsti pogonskoga goriva, kretnosti, broju taktova i dr. Prema konstrukcijskoj izvedbi razlikuju se turbinski (→ turbina) i stapni motori. U stapnim motorima ekspanzijom radnoga medija unutar cilindra stap se potiskuje, a djelovanje sile potiskivanja pretvara se u mehanički rad. Gibanje stapa najčešće je ravnocrtno, a rjeđe rotirajuće (npr. Wankelov motor).

Povijesni razvoj

Mehanizam iz Antikitere, složen mehanički uređaj za predviđanje položaja nebeskih tijela pokretan mehaničkim motorom (150−100. pr. Kr.) prva je zabilježena uporaba motora. Uporaba mehaničkoga rada za olakšavanje ljudskoga rada započela je korištenjem energije vode u antičko doba (vodenica) te energije vjetra u IX. st. (vjetrenjača). Primjena znanstvenih spoznaja o toplinskim procesima te iskustava u obradbi metala rezultirali su razvojem motora neovisnih o prirodnim izvorima energije. Potkraj XVIII. st. izum inačice parnoga stroja koja je ušla u uporabu u svijetu (James Watt, 1736−1819) označio je početak snažnoga napretka tehnike te korjenite promjene u načinu proizvodnje i prijevoza. Pokretan gorivom, parni je stroj omogućio mehanizaciju rada i na mjestima gdje snaga vode nije dostupna, te se smatra pokretačem industrijske revolucije. Osim u industrijskim postrojenjima, rabio se za pogon brodova (parobrod), vlakova (parna lokomotiva), a kraće vrijeme i automobila. Škot Robert Stirling (1790−1878) patentirao je 1816. motor koji mehanički rad ostvaruje na osnovi razlike rada kompresije i ekspanzije radnoga medija (plin). Zbog složenosti, Stirlingov motor nije ostvario široku primjenu, a intenzivniji razvoj pokrenula je tek 1925. nizozemska tvornica Philips. Iz želje za smanjenjem veličine i većom učinkovitošću motora, a uz sve veću dostupnost prikladnih goriva (plin za rasvjetu i derivati nafte), trud se ulagao u razvoj motora s unutarnjim izgaranjem. Njihov razvoj započeo je u XVII. st., no rješenje se tražilo s malo uspjeha sve do druge polovice XIX. st., kada se spoznalo da je za uspješan rad, važna kompresija gorive smjese prije njezina paljenja u radnome cilindru. Prvi takav motor koji je postigao komercijalni uspjeh osmislio je 1860. belgijski izumitelj Étienne Lenoir (1822−1900). Bio je to dvotaktni plinski motor snage od približno 1,5 kW, pogodan za male pogone, a stupnjem djelovanja jednak parnomu stroju (oko 4%). Na temelju toga izuma 1876. konstruirani su četverotaktni motori izumitelja N. A. Otta i Eugena Langena, te Gottlieba Daimlera i Wilhelma Maybacha. Za razliku od dotadašnjih motora u kojih se goriva smjesa palila iskrom, R. Diesel 1897. izradio je motor na načelu samozapaljenja smjese. Osim ta dva oblika paljenja gorive smjese, postojali su i motori kombiniranoga procesa (motor s užarenom glavom te Hesselmanov motor), no njihova primjena istisnuta je razvojem metalurgije, odn. dizelskih motora manjih izmjera i mase. Benzinski motori imali su tada stupanj djelovanja od približno 12%, a dizelski 25%. Motori s unutarnjim izgaranjem bili su pogonjeni tekućim ili plinskim gorivima, a danas je moguća i uporaba obiju vrsta goriva u jednom motoru. Do kraja XIX. st. motori s unutarnjim izgaranjem zauzimali su sve važnije mjesto u industriji i prijevozu, a nakon II. svj. rata parni su strojevi potisnuti u tehničku povijest. Iako je stupanj djelovanja prvih motora s unutarnjim izgaranjem bio sličan onomu parnoga stroja, veoma brzo preuzeli su prvenstvo, ne samo stupnjem djelovanja već i omjerom mase i snage te pouzdanošću. Najveći stupanj djelovanja od 52% dostiže se kod brodskih motora (dizelski, dvotaktni), a kod osobnih automobila iznosi 42% za dizelske i 36% za benzinske motore. Iako za Stirlingov motor, zbog višestruko skuplje proizvodnje u usporedbi s motorima s unutarnjim izgaranjem, praktične primjene još nema, njegov veći stupanj djelovanja, manje zagađivanje okoliša te rad uz bilo koje gorivo poticaj su entuzijastima za pronalazak njegove praktične široke primjene.

Zbog uloge toplinskih motora u onečišćenju okoliša i globalnome zatopljenju, razvoj tehnike usmjeren je prema drugim vrstama motora.

Proizvodnja motora u Hrvatskoj

U Hrvatskoj postoji duga tradicija proizvodnje i brzokretnih i sporokretnih motora s unutarnjim izgaranjem. Prije toga u Hrvatskoj su se i izrađivali parni strojevi. Riječka tvornica Stabilimento tecnico fiumano (poslije → Torpedo) gradila je velike parne strojeve od sredine 1850-ih, a prvi parni stroj u radionicama riječkoga brodogradilišta inženjera Lazarusa (danas → Brodogradilište Viktor Lenac) izgrađen je 1902. Prva parna lokomotiva (Sava) izrađena je 1939. u Prvoj jugoslavenskoj tvornici lokomotiva i mostova u Slavonskome Brodu (danas → Đuro Đaković Grupa). (→ parni stroj)







Brzokretni benzinski i dizelski motori

Početkom XX. st. motori s unutarnjim izgaranjem preuzeli su prvenstvo, a proizvodnju u Hrvatskoj poveo je Splićanin, obrtnik Petar Rossi. Dok je u svijetu prvi put parni stroj broda zamijenjen dizelskim motorom 1911. na nizozemskom jedrenjaku San Antonio, P. Rossi već je 1905. izradio jedan od prvih na svijetu brodskih dizelskih motora, koji je ugrađen na drvenu jedrilicu Neviđane. Bio je to dvotaktni, jednocilindarski motor s užarenom glavom, snage 25 KS (18,6 kW). Njegov sin Vinko naslijedio je obrt, proizvodnja je nakon II. svj. rata proširena na motore za lokomotive, a obrt je ugašen 1992.

Bjelovarska ljevaonica → Smev, utemeljena 1917., izrađivala je dizelske motore snage 26−156 kW. U tvornici je proizveden prvi industrijski dizelski motor u tadašnjoj Jugoslaviji, a prestala je s radom 1925.

U riječkoj tvornici → Torpedu 1947. započela je prva serijska proizvodnja dizelskih motora u Jugoslaviji. Tvornica je proizvodila brzokretne dizelske motore za kopnena vozila, motorne čamce, jedrenjake i jedrilice. Od 1952. serijski se proizvodio mali univerzalni četverotaktni motor Aran 7, snage 5,2−6,7 kW, koji je zbog pouzdanosti i jednostavnosti ubrzo postao najčešći pogon radnih strojeva i brodica diljem tadašnje Jugoslavije, a do 1962. više tisuća ih je izvezeno u 22 zemlje svijeta. U razdoblju 1950−53. radilo se na konstrukciji brodskoga motora za izravan pogon brodskoga vijka, a nakon toga prioritet proizvodnje postaju mali i veliki brodski motori te motori za agregate, traktore i kamione, vlastite konstrukcije ili prema stranim licencama. U suradnji s poduzećem Deutz iz Kölna, 1975. započela je proizvodnja zrakom hlađenih dizelskih motora. Godišnja proizvodnja Torpedovih motora 1982. iznosila je 6181, a 1985. od ukupno 6832 motora najviše je proizvedeno traktorskih (4415), električnih (792), višenamjenskih industrijskih (647) te motora za čamce (486). Tvornica je prestala s radom 1990-ih.







Iz ideje o domaćoj proizvodnji motocikla 1950. osnovana je → Tvornica motora Zagreb (TMZ). Ondje je Rudolf Fizir konstruirao prototip izvanbrodskoga motora Dubrava. Godine 1952. konstruiran je i pušten u proizvodnju benzinski jednocilindarski, zrakom hlađeni, dvotaktni motor Savica za pogon poljoprivrednih strojeva i vatrogasnih pumpi. Radni obujam motora bio je 285 cm³, a pri 3000 okretaja u minuti razvijao je snagu od 4,5 kW. Tvornica je zatvorena 1963.

Sporokretni brodski motori

U Hrvatskoj je značajna i proizvodnja velikih brodskih motora koji su, radi većega stupnja djelovanja te izostanka potrebe za smanjenom masom ili većim brojem okretaja, redovito dizelski. Od sredine XX. st. brodske dizelske motore proizvode brodogradilišta Uljanik i 3. maj, te tvornice dizelskih motora Jugoturbine i Brodosplita.







Dio poduzeća → Jugoturbine, osnovanoga 1949., 1954. preseljen je iz Bregane u Karlovac te je poduzeće promijenilo naziv u Jugoturbina–tvornica parnih turbina i dizel motora Karlovac (danas Adriadiesel).

Tvornica je u tom razdoblju od riječkoga Torpeda preuzela proizvodnju brodskoga motora za izravan pogon brodskoga vijka. Prvi brodski dizelski motor tvornice bio je Aran 420, četverotaktni, osmocilindarski, izravno prekretni motor, bez križne glave, snage 300 kW pri 375 okretaja u minuti, ugrađen 1954. u brod Mura. Od 1955. motori su se izrađivali prema licenci švicarskoga poduzeća Sulzer, a prvi je bio 6 TW 24, dvotaktni, šestocilindarski, neprekretni motor, bez križne glave, snage 330 kW pri 400 okretaja u minuti. Dva takva motora ugrađena su 1957. na brod Takovo. U razdoblju 1960−70. izgrađene su dizelska centrala u Tivtu te crpne stanice za rudnike i vodovode u Tuzli, Beogradu i Šibeniku. Prema vlastitim konstrukcijama i tehničkim rješenjima 1973−90. građeni su brzohodni motori za brodove, transportnu i stacionarnu primjenu te parne i plinske turbine. Proizvodnja Sulzerovih motora prestala je 1997., a od iduće godine proizvode se motori prema licenci njemačkog proizvođača MAN Diesel. Od 2010. poduzeće prema vlastitoj dokumentaciji proizvodi motore ADRIA 40, snage 6300 kW.

Godine 1953. Josip Kopinič, direktor pulskoga brodogradilišta → Uljanik, osnovao je tvornicu brodskih sporohodnih dizelskih motora Uljanik Strojogradnja, koja je proizvodnju započela na temelju licence s danskim poduzećem Burmeister & Wain. Prvi motor bio je 762-VTBF-115, veliki, sporokretni, dvotaktni, izravno prekretni motor, s križnom glavom i sedam cilindara, snage 3500 kW pri 150 okretaja u minuti, ugrađen 1956. na teretni brod Uljanik. Do 2002. izrađena su 333 motora, ukupne snage oko 2237 MW.







Tvornica dizelskih motora i palubnih dizalica riječkoga brodogradilišta → 3. maj posluje od 1954., kada je potpisan ugovor sa švicarskim proizvođačem Sulzer za licencu gradnje dizelskih motora 3. maj-Sulzer. Prvi takav brodski dizelski motor proizveden je 1961. Osim toga, prema licenci francuskoga poduzeća SEMT Pielstick izrađen je motor 12PC 3V480, prvi veliki srednjokretni, četverotaktni, izravno prekretni motor, bez križne glave, s 12 cilindara, snage 8400 kW pri 470 okretaja u minuti, ugrađen 1976. na brod Sušak. Do 2016. proizvedeno je 305 sporohodnih motora različitih tipova, snage 3500−25 000 kW. Tvornice dizelskih motora brodogradilišta 3. maj i Uljanik od 2016. zajedno posluju kao Uljanik Strojogradnja Diesel.















U Splitu je 1967. u sklopu poduzeća → Brodosplit, utemeljena Tvornica brodskih dizel motora te potpisan licencni ugovor s njemačkim koncernom MAN. Prvi motor Split-MAN snage 8390 kW proizveden je 1972. Do 2000. izgrađeno je 90 sporohodnih dvotaktnih motora ukupne snage 883 210 kW i 143 četverotaktna srednjohodna motora sveukupne snage 72 360 kW.







Visoko i srednje školstvo

Srednjoškolsko obrazovanje iz područja motora provodi se u sklopu nastave strojarstva i brodostrojarstva. Tijekom druge polovice XIX. st. nastava brodostrojarstva održavala se u vojnim pomorskim učilištima i nautičkim školama. Izobrazba strojarskih tehničara započela je u Srednjoj tehničkoj školi u Zagrebu osnutkom Škole za strojarske poslovođe 1923. i strojarskoga odjela 1931. Brodostrojarski odjel Srednje tehničke škole u Splitu osnovan je 1925., a zatim i u pomorskim školama u Bakru i Malome Lošinju. Danas se četverogodišnjim programom stječu zanimanja na razini tehničara (tehničar za vozila i vozna sredstva, za brodostrojarstvo i sl.), a trogodišnjim zanimanja na razini mehaničara, instalatera i radnika u proizvodnji. Šk. god. 2015–16. četverogodišnje programe za strojarske profile zanimanja imale su 32 škole, a trogodišnje programe za strukovno područje strojarstva 69 škola.

U području visokoga školstva, teorijske i praktične osnove gradnje parnih strojeva izučavale su se na → Mornaričkoj akademiji u Rijeci (1857−1914). Kako su motori s unutarnjim izgaranjem preuzimali prvenstvo nad parnim strojem te ključna mjesta u industriji zauzimali doseljeni strani stručnjaci, javila se želja za obrazovanjem stručnjaka u Hrvatskoj. Strojarsko i brodostrojarsko obrazovanje od 1919. moglo se stjecati na Tehničkoj visokoj školi u Zagrebu (isprva Kraljevska tehnička visoka škola).

Profesor → Leopold Sorta osnovao je 1925. Laboratorij za strojarstvo, gdje su se nalazile stanice za ispitivanje automobilskih i zrakoplovnih motora. Škola je 1926. pripojena Sveučilištu u Zagrebu kao Tehnički fakultet. Profesor → Fran Bošnjaković uveo je kolegij Teorija parnih strojeva, a → Josip Miler kolegije Tehnička termodinamika, Parne turbine i Eksplozioni motori. Nakon II. svj. rata izlazi prva stručna literatura na hrvatskome jeziku, udžbenik Stacionarni i brodski eksplozioni motori (1950) J. Milera. Razdvajanjem Tehničkoga fakulteta, 1956. nastaje Strojarsko-brodograđevni fakultet, a spajanjem s Visokom tehničkom školom u Zagrebu 1967. osnovan je Fakultet strojarstva i brodogradnje, koji i do danas prednjači u nastavi iz područja motora.

Profesor strojarstva i termodinamike Rudarsko-geološko-naftnoga fakulteta→ Ivo Kolin 1982. konstruirao je i patentirao novi plosnati tip Stirlingova motora za rad pri malim temperaturnim razlikama.







Daljnjim razvojem industrije i sve većim potrebama za obrazovanim kadrovima uspostavljaju se studiji i u drugim gradovima. Godine 1960. u Rijeci je osnovan Strojarski fakultet (danas Tehnički fakultet). Godinu dana nakon osnivanja, iz Zagreba dolazi → Miroslav Mikuličić te uvodi kolegije Osnove toplinskih stapnih strojeva, Motori s unutarnjim izgaranjem, Toplinski strojevi i parni kotlovi te Brodski pogonski strojevi.

Danas se o motorima može učiti na svim razinama sveučilišnih studija strojarstva u Zagrebu, Splitu, Rijeci i Slavonskome Brodu, te na sveučilišnim preddiplomskim studijima brodostrojarstva na Pomorskom odjelu Sveučilišta u Dubrovniku i Zadru, te na Pomorskome fakultetu u Splitu i Rijeci, gdje postoje i takvi diplomski studiji. Izučavanje motora provodi se i kroz stručni preddiplomski te specijalistički diplomski stručni studij iz strojarstva, odn. dijelova strojarstva, na veleučilištima u Velikoj Gorici, Karlovcu, Slavonskome Brodu i dr. (→ strojarstvo)

Znanstvena i stručna publicistika, udruženja

U Hrvatskoj se obrazovanje stručnjaka iz područja motora u početku odvijalo uporabom strane literature. Prema predavanju Dragutina Konića, održanome u povodu izložbe motora u zagrebačkom Trgovačko-obrtnome muzeju, 1904. objavljena je knjiga Motori i njegov rad. Među prvim sveučilišnim udžbenicima tiskanima na hrvatskom jeziku, uz već spomenuto djelo J. Milera, ističu se Popravljanje i održavanje brzohodnih motora (1944) te Klipni motori s prednabijanjem (1969) → Dragutina Krpana te udžbenik Laki motori I–II (1976–79) → Dušana Jerasa i D. Krpana. Jeras je i autor udžbenika Motori s unutrašnjim izgaranjem (1975) te Klipni motori. Uređaji (1992), a uz njih ističu se Motori s unutrašnjim izgaranjem (1959–74) i Motori I (1976) Miroslava Mikuličića, te Brodski motori s unutarnjim izgaranjem (1970) → Josipa Šretnera. Od novijih udžbenika ističu se Brodski motori s unutarnjim izgaranjem (2005) → Želimira Parata i Dieselov motor u pogonu broda (2011) → Igora Belamarića. Među udžbenicima za strukovno obrazovanje ističu se Motori i vozila (1973) Antuna Čevre i Ivana Videca, Motori i motorna vozila (1981−2003) A. Čevre, Dvotaktni benzinski motor (1984) Vladimira Mekovca te Motori s unutrašnjim izgaranjem (2004−09) Zorana Katalinića. Znanstveni radovi hrvatskih znanstvenika i stručnjaka objavljuju se u domaćim i stranim časopisima iz područja strojarstva i brodogradnje.

D. Krpan osnovao je 1993. u Rijeci Odbor za motore i vozila, danas → Hrvatsko društvo za motore i vozila. Društvo je prvotno bilo dio Jugoslavenskoga društva za motore i vozila.

Muzejske zbirke

U dvorani posvećenoj parobrodarstvu → Hrvatskoga pomorskog muzeja Split nalazi se i Zbirka brodskih strojeva u kojoj su smješteni i prvi hrvatski brodski motori koji su se izrađivali u splitskoj radionici Rossi početkom XX. st., među kojima je i jedan od prvih brodskih motora s unutarnjim izgaranjem izrađen 1922. U → Tehničkome muzeju Nikola Tesla u Zagrebu u sklopu stalnoga postava nalaze se 52 modela toplinskih strojeva autora I. Kolina, uz pomoć kojih je predstavljen povijesni razvoj toplinskih strojeva. Na temelju postava snimljen je i dokumentarni film Pokretna moć vatre.