Współczesny silnik spalinowy spala mieszankę paliwowo-powietrzną. Proces spalania wytwarza energię, która porusza tłokiem. Tłok obraca wał korbowy, a ten za pośrednictwem układu przeniesienia napędu, napędza koła samochodu. Zobacz, jak zbudowany jest współczesny silnik spalinowy.
W tym artykule przeczytasz o tym:
- jak zbudowany jest silnik spalinowy
- jak działa silnik spalinowy
- jak szybko działa Twój silnik
- jak zrobić własny silnik spalinowy
- kiedy powstał pierwszy silnik spalinowy
- jaka jest różnica pomiędzy silnikiem benzynowym a dieslem
- jak duży jest Twój silnik
Jak zbudowany jest silnik spalinowy?
Główny element silnika stanowi jego blok. Wewnątrz znajdują się cylindry oraz wał korbowy. W każdym cylindrze mieści się tłok, który łączy się z wałem korbowym za pomocą korbowodu.
Od dołu blok silnika zamyka miska olejowa, a od góry głowica. W głowicy znajdują się zawory oraz świece zapłonowe lub wtryskiwacze. Zawory dolotowe regulują ilość mieszanki paliwowo-powietrznej, która płynie z układu dolotowego. Zawory wylotowe umożliwiają spalinom ucieczkę z cylindra do układu wylotowego.
Jak działa silnik spalinowy?
Obecnie najczęściej używamy silników czterosuwowych. Są tak nazywane, ponieważ cykl pracy takiego silnika dzieli się na 4 suwy tłoka w cylindrze.
Suw ssania
Tłok porusza się w dół. Zawór dolotowy jest już otwarty. Tłok zasysa powietrze lub mieszankę paliwowo-powietrzną z układu dolotowego. Cylinder wypełnia się świeżym ładunkiem.
Suw sprężania
Zamyka się zawór dolotowy. Tłok porusza się do góry i kompresuje ładunek, który znajduje się w cylindrze. Wzrasta temperatura i ciśnienie ładunku.
Suw pracy
Tłok znajduje się w swoim maksymalnym górnym położeniu. Dochodzi do zapłonu mieszanki paliwowo-powietrznej. Powstająca energia odpycha tłok, który porusza się w dół i obraca wał korbowy.
Suw wydechu
Zawór wylotowy jest otwarty. Tłok porusza się do góry i wypycha spaliny do układu wylotowego. Cylinder się opróżnia.
Jak szybko działa Twój silnik?
Kiedy silnik wykonuje 1 cykl pracy, wał korbowy obraca się 2 razy. Jeżeli na swoim obrotomierzu widzisz 4000 obrotów na minutę, Twój silnik napełnia cylindry, spręża ładunek, wykonuje pracę i usuwa spaliny 2000 razy w ciągu jednej minuty.
Jak zrobić własny silnik spalinowy?
Weź kawałek rury zamkniętej z jednej strony. Wywierć jeden otwór od spodu, a drugi w górnej części na boku. Przez dolny otwór przeciągnij lont i przytwierdź rurę do podłoża. Wsyp do niej garść prochu strzelniczego. Od góry włóż okrągły kawałek drewna, który będzie przylegał do ścian rury. Do klocka przyczep linę, przeciągnij ją przez bloczek i opuść wzdłuż konstrukcji. Drugi koniec liny przyczep do ładunku, który chcesz unieść.
Podpal lont. Kiedy płomień dotrze do wnętrza, proch eksploduje. Gorące powietrze pod wysokim ciśnieniem ujdzie przez górny otwór. Musisz go szybko zamknąć! W rurze powstanie podciśnienie, które zassie kawałek drewna. Twój drewniany tłok poruszy się w dół i uniesie ładunek. Właśnie stworzyłeś swój własny silnik spalinowy.
Kiedy powstał pierwszy silniki spalinowy?
Pierwsze takie silniki powstały już w 17 wieku. Urządzenia tworzył między innymi Otto von Guericke. Eksperymentalne konstrukcje służyły jako pompy wody i powietrza oraz dźwigi. Technologia rozwijała się przez setki lat i obecnie mamy wiele rodzajów silników. Różnią się paliwem, które zużywają, sposobem zapłonu, konstrukcją, wielkością, mocą i przeznaczeniem. Jednak ogólna zasada działania jest wspólna dla wszystkich współczesnych silników spalinowych.
Jaka jest różnica pomiędzy silnikiem benzynowym a dieslem?
W silniku benzynowym dochodzi do zapłonu iskrowego. Przez głowicę takiego silnika przechodzi świeca zapłonowa. Gdy ładunek jest już dostatecznie skompresowany, świeca emituje iskrę, która zapala mieszankę paliwowo-powietrzną. W silnikach tego typu zwykle z układu dolotowego dostarczana jest już gotowa mieszanka. Jednak niektóre silniki benzynowe posiadają bezpośredni wtrysk paliwa. Rozwiązanie to pochodzi z silników diesla.
W silnikach diesla tłok zasysa czyste powietrze z układu dolotowego. Kiedy powietrze jest kompresowane, znacznie wzrasta jego temperatura. W głowicy silnika diesla znajduje się wtryskiwacz. W odpowiednim momencie wtryskuje on dawkę paliwa do komory spalania, pod ogromnym ciśnieniem. Paliwo miesza się z powietrzem w cylindrze. Ze względu na wysoką temperaturę dochodzi do samozapłonu mieszanki. Silnik diesla spręża powietrze dużo bardziej niż silnik benzynowy mieszankę paliwowo-powietrzną. Dlatego silniki diesla nazywane są wysokoprężnymi.
Jak duży jest Twój silnik?
Zwykle wielkość silnika podajemy w litrach. Wiemy, że silniki 1.0 z Toyoty Aygo jest mały, a 8.4 z Dodga Vipera ogromny. Wartość, którą podajemy, to pojemność skokowa cylindrów. Jeśli chcemy ją policzyć, bierzemy objętość cylindra pomiędzy maksymalnym górnym położeniem tłoka a maksymalnym dolnym położeniem i mnożymy przez ilość cylindrów. Czy więc większy silnik może mieć mniejszą pojemność?
Źródła:
Piotr Zając „Silniki Pojazdów Samochodowych 1” Wydawnictwo Komunikacji i Łączności 2009
Robert L. Galloway „The Steam Engine and Its Inventors: A Historical Sketch” Macmillan 1881
