Zasada działania silnika spalinowego

O budowie silnika samochodowego pisaliśmy już bardziej szczegółowo. W skrócie, silnik tłokowy składa się z obudowy, poszczególnych mechanizmów oraz układów dolotowych, wydechowych, paliwowych, zapłonowych, chłodzenia, smarowania i sterowania. Jak więc działa połączenie tłoka, korbowodu, cylindra, wału korbowego i innych części silnika?

Cykl pracy silnika spalinowego

Cykl pracy silnika spalinowego to liczba procesów zachodzących w każdym z jego cylindrów.

Spójrzmy na zasadę działania czterosuwowego silnika benzynowego.

Cykl pracy dowolnego silnika to szereg procesów, które zachodzą sekwencyjnie w każdym cylindrze.

Proces, który ma miejsce w czasie potrzebnym tłokowi do przemieszczenia się z górnego martwego punktu do dolnego martwego punktu, nazywany jest suwem. Pełny cykl pracy odbywa się w ciągu dwóch pełnych obrotów wału korbowego, czyli czterech suwów.

Proces zachodzący w czasie, w którym tłok porusza się od górnego martwego punktu do dolnego martwego punktu, nazywany jest suwem.

1. Wejście.
   W pierwszym cyklu «dolotu» tłok z maksymalnego górnego punktu opada w dół – do dolnego punktu. Objętość przestrzeni w cylindrze nad tłokiem wzrasta (zwiększa się), powstaje rozrzedzenie, jednocześnie otwiera się zawór dolotowy i mieszanka palna jest zasysana do przestrzeni cylindra z kanału dolotowego..
2. Sprężanie.
   W ramach drugiego suwu ruchomy tłok (w wyniku pracy innych cylindrów) podnosi się do GMP, kanał jest zamykany przez zawór dolotowy, a mieszanka palna jest sprężana.
3. Ekspansja (rozprężanie).
   W suwie rozprężania iskra przeskakuje między elektrodami świecy zapłonowej umieszczonej w głowicy cylindra. Powoduje ona zapłon mieszanki palnej, co generuje falę ciśnienia, która odpycha tłok, powodując jego oddziaływanie na korbowód i przeniesienie siły mechanicznej na czopy korbowodu wału korbowego.
4. Zwalnianie.
   W ostatnim suwie zwolnienia tłok powraca do swojego pierwotnego stanu, tj. ponownie porusza się w górę. Zawór wydechowy otwiera się, a gazy spalinowe opuszczają cylinder przez odpowiedni kanał.
5. Wydech.

To kończy jeden cykl pracy silnika. W tym momencie rozpoczyna się następny.

Oprócz silników czterosuwowych istnieją również silniki dwusuwowe. W tych silnikach cykl pracy jest zakończony suwem sprężania i kolejnym suwem. Obecnie nie są one używane w przemyśle motoryzacyjnym.

Jakie są różnice między silnikami wysokoprężnymi?

Silniki wysokoprężne nie mają dyszy elektromagnetycznej. Paliwo jest zapalane bez dodatkowych urządzeń zapłonowych, a mianowicie świec zapłonowych. Zamiast układu zapłonowego w głowicy cylindrów znajduje się wtryskiwacz wysokociśnieniowy.

W suwie ssania tłok nie zasysa palnej mieszanki do cylindra, ale po prostu czyste powietrze.

W suwie sprężania powietrze jest sprężane przez tłok tak mocno, że jego temperatura przekracza 700 stopni Celsjusza. W tej temperaturze olej napędowy wtryskiwany przez wtryskiwacz (w momencie maksymalnego sprężenia powietrza) zapala się. Podobnie jak w poprzednim wariancie, eksplozja tworzy falę, która popycha tłok do dolnego martwego punktu. Ten proces to takt rozprężania (lub suw roboczy). Takt «zwolnienia» w pełni odtwarza powyższy takt w silniku benzynowym. Jeden cykl silnika jest zakończony, a następnie wszystkie cykle są powtarzane, aby utworzyć następny cykl.

Sekwencja procesów roboczych w cylindrach silnika

Różne cykle występują w różnych cylindrach w każdej chwili. Naprzemienność lub sekwencja tych samych cykli w różnych cylindrach nazywana jest sekwencją silnika. Zazwyczaj jest ona określana przez «skok roboczy». Na przykład, czterocylindrowy silnik z kolejnością pracy 1-3-4-2 to typ silnika, w którym skok (rozprężanie) w cylindrach występuje najpierw w pierwszym cylindrze, następnie w trzecim, w czwartym i na końcu – w drugim.

Istnieją silniki 4-cylindrowe z kolejnością pracy 1-2-4-3, silniki 6-cylindrowe – z kolejnością pracy 1-5-3-6-2-4, silniki 8-cylindrowe – z kolejnością pracy 1-5-4-8-6-3-7-2 i inne.

Cechy układu cylindrów

Jeśli cylindry są ułożone w jednym rzędzie, takie silniki nazywane są silnikami rzędowymi.

Jeśli dwa korbowody są umieszczone na tym samym czopie korbowym wału korbowego (zamocować dolną głowicę dzieloną) pod kątem 90° jeden do drugiego, ten rodzaj silnika nazywa się silnikiem typu V. Będzie on dwa razy krótszy. A jeśli umieścisz dwa tłoki na tych samych czopach korbowodu naprzeciwko siebie, otrzymasz silnik opozycyjny.

W rzeczywistości cykl pracy silnika i obroty wału korbowego nie są tak wolne. Na desce rozdzielczej znajduje się skala obrotomierza, która pokazuje, jak często wał korbowy obraca się w ciągu jednej minuty (wartość, którą widzimy na skali, należy pomnożyć przez 100). Na rozgrzanym silniku jest to częstotliwość obrotów około 700-900 obrotów na minutę. Jeśli silnik nie jest rozgrzany, prędkość obrotowa wynosi około 1300-1400 (tzw. obroty rozgrzewkowe). W miarę rozgrzewania się silnika spada ona do normalnego poziomu. Aby zmienić bieg z niższego na wyższy, silnik obraca się z prędkością 2500-3500 obrotów. Jeśli wciśniesz pedał gazu tak, że strzałka obrotomierza dojdzie do czerwonej linii, dopływ paliwa do wtryskiwacza po prostu się zatrzyma.

To tyle jeśli chodzi o zasadę działania – to tyle. Posłusznych samochodów i dobrych dróg! Sprawdź pełną listęwyposażenia stacji paliw w naszym katalogu.