Serce silnika spalinowego. Mieszanka robocza silnika spalinowego

Aby zapoznać się z główną i integralną częścią każdego pojazdu, rozważ z czego składa się silnik? Aby w pełni zrozumieć jego znaczenie, silnik jest zawsze porównywany z ludzkim sercem. Dopóki serce działa, człowiek żyje. Podobnie silnik, gdy tylko się zatrzyma lub nie uruchomi - samochód ze wszystkimi jego systemami i mechanizmami zamienia się w kupę bezużytecznego żelaza.

Podczas modernizacji i ulepszania samochodów silniki bardzo zmieniły swoją konstrukcję w kierunku kompaktowości, wydajności, bezgłośności, trwałości itp. Ale zasada działania pozostała niezmieniona - każdy samochód ma silnik spalinowy (ICE). Jedynymi wyjątkami są silniki elektryczne jako alternatywna metoda wytwarzania energii.

Urządzenie silnika samochodowego przedstawione w sekcji poświęconej Rysunek 2.

Nazwa „silnik spalinowy” wywodzi się właśnie z zasady pozyskiwania energii. Mieszanka paliwowo-powietrzna, spalając się wewnątrz cylindra silnika, uwalnia ogromną ilość energii i zmusza samochód osobowy do ostatecznego przemieszczenia się przez liczne łańcuchy węzłów i mechanizmów.

To opary paliwa, zmieszane z powietrzem, po zapaleniu dają taki efekt w zamkniętej przestrzeni.

Dla jasności, włącz Rysunek 3 przedstawia urządzenie jednocylindrowego silnika samochodowego.

Siłownik roboczy to zamknięta przestrzeń od wewnątrz. Tłok, połączony korbowodem z wałem korbowym, jest jedynym ruchomym elementem w cylindrze. Gdy opary paliwa i powietrza ulegają zapłonowi, cała uwolniona energia naciska na ściany cylindra i tłok, powodując jego ruch w dół.

Konstrukcja wału korbowego jest wykonana w taki sposób, że ruch tłoka przez korbowód wytwarza moment obrotowy, zmuszając sam wał do obracania się i odbierania energii obrotowej. W ten sposób uwolniona energia ze spalania mieszaniny roboczej jest zamieniana na energię mechaniczną.

Do przygotowania mieszanki paliwowo-powietrznej stosuje się dwie metody: tworzenie mieszanki wewnętrznej lub zewnętrznej. Obie metody nadal różnią się składem mieszaniny roboczej i sposobami jej zapłonu.

Aby mieć jasny pogląd, warto wiedzieć, że w silnikach stosowane są dwa rodzaje paliwa: benzyna i olej napędowy. Oba rodzaje nośników energii uzyskuje się na bazie rafinacji ropy naftowej. Benzyna bardzo dobrze odparowuje w powietrzu.

Dlatego w przypadku silników napędzanych benzyną do uzyskania mieszanki paliwowo-powietrznej stosuje się urządzenie takie jak gaźnik.

W gaźniku strumień powietrza jest mieszany z kroplami benzyny i podawany do cylindra. Tam powstała mieszanka paliwowo-powietrzna jest zapalana, gdy iskra jest dostarczana przez świecę zapłonową.

Olej napędowy (DF) ma niską lotność w zwykłych temperaturach, ale po zmieszaniu z powietrzem pod ogromnym ciśnieniem, powstała mieszanina zapala się samoczynnie. To jest podstawa zasady działania silników Diesla.

Olej napędowy jest wtryskiwany do cylindra oddzielnie od powietrza przez dyszę. Wąskie dysze wtryskiwaczy w połączeniu z wysokim ciśnieniem podczas wtryskiwania do cylindra przekształcają olej napędowy w drobne kropelki, które mieszają się z powietrzem.

W przypadku prezentacji wizualnej jest to podobne do naciskania wieczka puszki z perfumami lub wodą kolońską: wyciśnięty płyn natychmiast miesza się z powietrzem, tworząc drobno zdyspergowaną mieszaninę, która jest natychmiast rozpylana, pozostawiając przyjemny zapach. Ten sam efekt natrysku występuje w cylindrze. Tłok poruszając się w górę ściska przestrzeń powietrzną, zwiększając ciśnienie, a mieszanina zapala się samoczynnie, zmuszając tłok do ruchu w przeciwnym kierunku.

W obu przypadkach jakość przygotowanej mieszanki roboczej ma duży wpływ na pełną pracę silnika. W przypadku braku paliwa lub powietrza mieszanina robocza nie wypala się całkowicie, a generowana moc silnika jest znacznie zmniejszona.

Jak i jakimi środkami dostarczana jest do butli mieszanina robocza?

Na Rysunek 3 widać, że z cylindra wystają w górę dwa pręty z dużymi kołpakami. To jest wlot i
zawory wydechowe, które zamykają się i otwierają w określonych momentach, umożliwiając procesy robocze w cylindrze. Oba mogą być zamknięte, ale obu nie można otworzyć. Zostanie to omówione nieco później.

W silniku benzynowym w cylindrze znajduje się ta sama świeca zapłonowa, która zapala mieszankę paliwowo-powietrzną. Wynika to z wytworzenia iskry pod wpływem wyładowania elektrycznego. Zasada działania i działanie będą brane pod uwagę podczas nauki

Zawór wlotowy zapewnia terminowy przepływ mieszaniny roboczej do cylindra, a zawór wydechowy zapewnia terminowe uwalnianie spalin, które nie są już potrzebne. Zawory działają w pewnym momencie, w którym porusza się tłok. Cały proces zamiany energii ze spalania na energię mechaniczną nazywamy cyklem pracy, który składa się z czterech suwów: wlotu mieszanki, sprężania, suwu mocy i wylotu spalin. Stąd nazwa - silnik czterosuwowy.

Zobaczmy, jak to się dzieje dalej Rysunek 4.

Tłok w cylindrze wykonuje tylko ruchy posuwisto-zwrotne, czyli w górę iw dół. Nazywa się to skokiem tłoka. Skrajne punkty, pomiędzy którymi porusza się tłok, nazywane są punktami martwymi: górnym (TDC) i dolnym (BDC). Nazwa „martwy” wzięła się stąd, że w pewnym momencie tłok, zmieniając kierunek o 180 stopni, „zastyga” w dolnym lub górnym położeniu na tysięczne sekundy.

GMP znajduje się w pewnej odległości od górnej granicy cylindra. Ten obszar w cylindrze nazywa się komorą spalania. Obszar o skoku tłoka nazywany jest objętością roboczą cylindra. Zapewne słyszałeś tę koncepcję, wymieniając charakterystykę dowolnego silnika samochodowego. Otóż ​​suma objętości roboczej i komory spalania tworzy pełną objętość cylindra.

Stosunek całkowitej objętości cylindra do objętości komory spalania nazywany jest stopniem sprężania mieszaniny roboczej. to
dość ważny wskaźnik dla każdego silnika samochodowego. Im bardziej mieszanka jest ściśnięta, tym większy odrzut podczas spalania, który zamieniany jest na energię mechaniczną.

Z drugiej strony nadmierne sprężenie mieszanki paliwowo-powietrznej prowadzi raczej do jej eksplozji niż spalania. Zjawisko to nazywa się „detonacją”. Prowadzi to do utraty mocy i zniszczenia lub nadmiernego zużycia całego silnika.

Aby tego uniknąć, nowoczesna produkcja paliw wytwarza benzynę odporną na wysokie stopnie sprężania. Na stacji benzynowej wszyscy widzieli znaki takie jak AI-92 lub AI-95. Liczba wskazuje liczbę oktanową. Im wyższa jego wartość, tym odpowiednio większa odporność paliwa na detonację, może być stosowana z wyższym stopniem sprężania.

Silniki samochodowe są niezwykle różnorodne. Technologia wykorzystywana przy opracowywaniu i uruchamianiu produkcji układów napędowych ma bogatą historię. Współczesne wymagania wymuszają na producentach coroczne wprowadzanie usprawnień i unowocześnianie istniejących technologii w swoich projektach.

Silnik spalinowy posiada urządzenie i zasadę działania, które są w stanie zapewnić dużą moc i długi okres eksploatacji – od użytkownika wymaga się jedynie minimalnej niezbędnej konserwacji i terminowych drobnych napraw.

Na pierwszy rzut oka trudno sobie wyobrazić, jak działa silnik: zbyt wiele połączonych ze sobą mechanizmów jest zebranych na jednej małej przestrzeni. Ale dzięki szczegółowemu badaniu i analizie połączeń w tym systemie działanie silnika samochodowego okazuje się niezwykle proste i zrozumiałe.

Silnik samochodu zawiera szereg elementów, które są ważne i zapewniają wykonanie funkcji roboczych całego układu.

Blok cylindrów jest czasami nazywany obudową lub ramą całego systemu. Opis silnika nie jest kompletny bez przestudiowania tego elementu konstrukcyjnego. To w tej części silnika znajduje się system połączonych kanałów, przeznaczony do smarowania i wytworzenia wymaganej temperatury silnika spalinowego.

W górnej części korpusu tłoka znajdują się kanały na pierścienie. Same pierścienie tłokowe są podzielone na górne i dolne. Na podstawie wykonywanych funkcji pierścienie te nazywane są pierścieniami kompresyjnymi. Moment obrotowy silnika zależy od wytrzymałości i osiągów rozważanych elementów.

Dolne pierścienie tłokowe odgrywają ważną rolę w trwałości silnika. Pierścienie dolne pełnią 2 role: utrzymują szczelność komory spalania oraz są uszczelkami, które zapobiegają przedostawaniu się oleju do komory spalania.

Silnik samochodowy to układ, w którym energia jest przekazywana pomiędzy mechanizmami z minimalnymi stratami jej wartości na różnych etapach. Dlatego mechanizm korbowy staje się jednym z najważniejszych elementów systemu. Przenosi energię posuwisto-zwrotną z tłoka na wał korbowy.

Ogólnie zasada działania silnika jest dość prosta i przeszła kilka zasadniczych zmian w okresie swojego istnienia. To po prostu nie jest konieczne – pewne usprawnienia i optymalizacje pozwalają osiągać lepsze wyniki w pracy. Koncepcja całego systemu pozostaje niezmieniona.

Moment obrotowy silnika jest generowany przez energię uwalnianą podczas spalania paliwa, która jest przekazywana z komory spalania na koła poprzez elementy łączące. We wtryskiwaczach paliwo przekazywane jest do komory spalania, gdzie zostaje wzbogacone powietrzem. Świeca zapłonowa wytwarza iskrę, która natychmiast zapala powstałą mieszaninę. To niewielka eksplozja, która podtrzymuje pracę silnika.

W wyniku tego działania powstaje duża objętość gazów, stymulujących ruchy do przodu. W ten sposób generowany jest moment obrotowy silnika. Energia z tłoka przekazywana jest na wał korbowy, który przenosi ruch na skrzynię biegów, a następnie specjalny układ przekładni przenosi ruch na koła.

Procedura obsługi pracującego silnika jest prosta i przy dobrych elementach łączących gwarantuje minimalne straty energii. Schemat pracy i budowa każdego mechanizmu opiera się na przekształceniu wytworzonego impulsu w praktycznie użyteczną ilość energii. Zasób silnika zależy od odporności na zużycie każdego ogniwa.

Zasada działania silnika spalinowego

Silnik samochodu osobowego wykonany jest w postaci jednego z rodzajów układów spalania wewnętrznego. Zasada działania silnika może się różnić pod pewnymi względami, co służy jako podstawa do podziału silników na różne typy i modyfikacje.

Poniżej znajdują się parametry definiujące podział bloków energetycznych na kategorie:

• objętość robocza,
• Liczba cylindrów,
• moc systemu,
• prędkość obrotowa węzłów,
• paliwo używane do pracy itp.

Zrozumienie działania silnika jest proste. Ale w miarę studiowania pojawiają się nowe wskaźniki, które rodzą pytania. Tak więc często można znaleźć podział silników według liczby suwów. Co to jest i jak wpływa na działanie maszyny?

Urządzenie silnika samochodowego oparte jest na układzie czterosuwowym. Te 4 skoki są jednakowe w czasie - przez cały cykl tłok unosi się dwukrotnie w cylindrze i dwukrotnie opada. Skok rozpoczyna się, gdy tłok znajduje się na górze lub na dole. Mechanicy nazywają te punkty TDC i BDC - odpowiednio górnym i dolnym martwym punktem.

Skok numer 1 - wlot. Podczas ruchu w dół tłok wciąga napełnioną paliwem mieszankę do cylindra. System działa, gdy zawór wlotowy jest otwarty. Moc silnika samochodu zależy od ilości, rozmiaru i czasu otwarcia zaworu.

W niektórych modelach naciśnięcie pedału gazu wydłuża okres otwarcia zaworu, co pozwala na zwiększenie ilości paliwa dostającego się do układu. Taki układ silników spalinowych zapewnia mocne przyspieszenie układu.

Pręt nr 2 - kompresja. Na tym etapie tłok rozpoczyna ruch w górę, co prowadzi do ściśnięcia mieszanki przyjmowanej do cylindra. Kurczy się dokładnie do objętości komory spalania paliwa. Ta komora to przestrzeń między górną częścią tłoka a górną częścią cylindra, gdy tłok znajduje się w GMP. Zawory wlotowe są w tym momencie mocno zamknięte.

Jakość kompresji mieszanki zależy od szczelności zamknięcia. Jeśli sam tłok lub cylinder lub pierścienie tłokowe są postrzępione i nie są w odpowiednim stanie, to jakość pracy i zasoby silnika ulegną znacznemu zmniejszeniu.

Cykl numer 3 to skok roboczy. Ten etap zaczyna się od TDC. Układ zapłonowy zapewnia zapłon mieszanki paliwowej i dostarcza energię. Mieszanina eksploduje, uwalniając energię. A ze względu na wzrost objętości tłok jest popychany w dół. Jednocześnie zawory są zamknięte. Charakterystyki techniczne silnika w dużej mierze zależą od przebiegu trzeciego suwu silnika.

Takt nr 4 - zwolnienie. Koniec cyklu pracy. Ruch tłoka w górę wyrzuca gazy. W ten sposób przeprowadzana jest wentylacja butli. Ten skok jest ważny dla zapewnienia żywotności silnika.

Silnik ma zasadę działania opartą na dystrybucji energii z wybuchów gazu, wymaga dbałości o tworzenie wszystkich podzespołów.

Praca silnika spalinowego ma charakter cykliczny. Cała energia, która powstaje w procesie wykonywania pracy na wszystkich 4 suwach tłoków, jest kierowana na organizację pracy samochodu.

Opcje konstrukcji silnika wewnętrznego

Charakterystyka silnika zależy od cech jego konstrukcji. Spalanie wewnętrzne jest głównym rodzajem procesu fizycznego zachodzącego w układzie silnika w nowoczesnych samochodach. W okresie rozwoju inżynierii mechanicznej z powodzeniem wdrożono kilka typów silników spalinowych.

Urządzenie z silnikiem benzynowym dzieli system na 2 typy - silniki wtryskowe i modele gaźników. W produkcji jest również kilka rodzajów gaźników i układów wtryskowych. Podstawą pracy jest spalanie benzyny.

Lepiej wyglądają osiągi silnika benzynowego. Chociaż każdy użytkownik ma swoje osobiste priorytety i korzyści z działania każdego silnika. Benzynowy silnik spalinowy jest jednym z najczęstszych we współczesnym przemyśle motoryzacyjnym. Działanie silnika jest proste i nie odbiega od klasycznej interpretacji.

Silniki Diesla bazują na wykorzystaniu przygotowanego oleju napędowego. Wchodzi do cylindrów przez wtryskiwacze. Główną zaletą silnika wysokoprężnego jest to, że do spalania paliwa nie jest potrzebny prąd. Wymagane jest tylko uruchomienie silnika.

Silnik gazowy wykorzystuje do pracy gazy skroplone i sprężone, a także niektóre inne rodzaje gazów.

Dowiedz się, jaki zasób silnika w Twoim samochodzie jest najlepszy od producenta. Twórcy podają przybliżoną liczbę w dokumentach towarzyszących pojazdowi. Zawiera wszystkie aktualne i dokładne informacje o silniku. W paszporcie znajdziesz parametry techniczne silnika, ile waży silnik oraz wszystkie informacje o jednostce napędowej.

Żywotność silnika zależy od jakości obsługi i intensywności użytkowania. Żywotność ustalona przez dewelopera oznacza uważne i ostrożne podejście do maszyny.

Co oznacza silnik? To kluczowy element samochodu, który utrzymuje go w ruchu. Niezawodność i dokładność wszystkich elementów systemu gwarantuje jakość ruchu i bezpieczną pracę maszyny.

Charakterystyki silników są jednak bardzo zróżnicowane. Że zasada wewnętrznego spalania paliwa pozostaje niezmieniona. W ten sposób deweloperom udaje się wyjść naprzeciw potrzebom klientów i realizować projekty mające na celu ogólną poprawę osiągów pojazdów.

Przeciętny zasób silnika spalinowego to kilkaset tysięcy kilometrów. Pod takim obciążeniem od wszystkich elementów systemu wymagana jest siła i precyzyjna współpraca. Dlatego dobrze znana i dokładnie przestudiowana koncepcja spalania wewnętrznego jest stale udoskonalana i wprowadzane są nowe podejścia.

Żywotność silników zmienia się w szerokim zakresie. Kolejność prac jest przy tym ogólna (z niewielkimi odchyleniami od normy). Masa silnika i indywidualne cechy mogą się nieznacznie różnić.

Nowoczesny silnik spalinowy ma klasyczną konstrukcję i dokładnie przemyślaną zasadę działania. Dlatego mechanikom nie jest trudno rozwiązać jakikolwiek problem w jak najkrótszym czasie.

Prace naprawcze stają się trudniejsze, jeśli awaria nie została natychmiast wyeliminowana. W takich sytuacjach kolejność działania mechanizmów może zostać całkowicie zakłócona i konieczne będą poważne prace przy odbudowie. Zasoby silnika nie ucierpią po prawidłowej naprawie.

Silnik spalinowy lub ICE to najczęstszy typ silnika spotykany w samochodach. Pomimo tego, że silnik spalinowy we współczesnych samochodach składa się z wielu części, jego zasada działania jest niezwykle prosta. Przyjrzyjmy się bliżej, czym jest silnik spalinowy i jak funkcjonuje w samochodzie.

ICE co to jest?

Silnik spalinowy to rodzaj silnika cieplnego, w którym część energii chemicznej uzyskanej podczas spalania paliwa jest zamieniana na energię mechaniczną wprawiającą w ruch mechanizmy.

ICE są podzielone na kategorie w oparciu o cykle pracy: dwu- i czterosuwowy. Wyróżnia je również sposób przygotowania mieszanki paliwowo-powietrznej: z formowaniem mieszanki zewnętrznej (wtryskiwacze i gaźniki) i wewnętrznej (agregaty diesla). W zależności od sposobu przetwarzania energii w silnikach dzieli się je na tłokowe, odrzutowe, turbinowe i połączone.

Główne mechanizmy silnika spalinowego

Silnik spalinowy składa się z ogromnej liczby elementów. Ale są podstawowe, które charakteryzują jego działanie. Przyjrzyjmy się budowie silnika spalinowego i jego głównym mechanizmom.

1. Cylinder jest najważniejszą częścią układu napędowego. Silniki samochodowe mają zazwyczaj cztery lub więcej cylindrów, do szesnastu w supersamochodach produkcyjnych. Rozmieszczenie cylindrów w takich silnikach może być w jednym z trzech porządków: liniowym, w kształcie litery V i przeciwstawnym.

2. Świeca zapłonowa wytwarza iskrę, która zapala mieszankę paliwowo-powietrzną. Dzięki temu następuje proces spalania. Aby silnik pracował „jak zegar”, iskra musi być doprowadzona dokładnie we właściwym czasie.

3. Zawory wlotowe i wylotowe również działają tylko w określonych godzinach. Jeden otwiera się, gdy trzeba wpuścić następną porcję paliwa, drugi, gdy trzeba wypuścić spaliny. Oba zawory są szczelnie zamknięte, gdy silnik przechodzi suwy sprężania i spalania. Zapewnia to wymaganą całkowitą szczelność.

4. Tłok to metalowy element w kształcie cylindra. Tłok porusza się w górę iw dół wewnątrz cylindra.

5. Pierścienie tłokowe służą jako uszczelnienia ślizgowe na zewnętrznej krawędzi tłoka i wewnętrznej powierzchni cylindra. Ich użycie wynika z dwóch celów:

Nie pozwalają na przedostawanie się palnej mieszanki do skrzyni korbowej silnika spalinowego z komory spalania w momentach sprężania i skoku roboczego.

Zapobiegają przedostawaniu się oleju do komory spalania ze skrzyni korbowej, ponieważ może się tam zapalić. Wiele pojazdów spalających olej jest wyposażonych w starsze silniki, a ich pierścienie tłokowe nie są już prawidłowo uszczelnione.

6. Korbowód służy jako element łączący tłok z wałem korbowym.

7. Wał korbowy zamienia ruch tłoków do przodu na ruch obrotowy.

8. Skrzynia korbowa znajduje się wokół wału korbowego. W jego dolnej części (sump) zbiera się pewna ilość oleju.

Zasada działania silnika spalinowego

W poprzednich rozdziałach zbadaliśmy przeznaczenie i budowę silnika spalinowego. Jak już zrozumiałeś, każdy taki silnik ma tłoki i cylindry, w których energia cieplna zamieniana jest na energię mechaniczną. To z kolei sprawia, że ​​samochód się porusza. Proces ten powtarza się w zadziwiającym tempie – kilka razy na sekundę. Z tego powodu wał korbowy wychodzący z silnika obraca się w sposób ciągły.

Przyjrzyjmy się bliżej zasadzie działania silnika spalinowego. Mieszanina paliwa i powietrza dostaje się do komory spalania przez zawór wlotowy. Następnie jest sprężany i zapalany przez iskrę świecy zapłonowej. Podczas spalania paliwa w komorze nagrzewa się bardzo wysoka temperatura, co prowadzi do nadciśnienia w cylindrze. Wymusza to ruch tłoka w „martwy punkt”. W ten sposób wykonuje jeden ruch roboczy. Gdy tłok porusza się w dół, obraca wał korbowy za pomocą korbowodu. Następnie przesuwając się od dolnego martwego punktu do góry, wypycha materiał odpadowy w postaci gazów przez zawór wydechowy do układu wydechowego maszyny.

Skok to proces, który zachodzi w cylindrze podczas jednego suwu tłoka. Zbiór takich cykli, które powtarzają się w ściśle określonej kolejności i przez określony czas, jest cyklem pracy silnika spalinowego.

Wlot

Skok ssania jest pierwszym. Zaczyna się w górnym martwym punkcie tłoka. Porusza się w dół, zasysając mieszankę paliwa i powietrza do cylindra. Ten skok występuje, gdy zawór wlotowy jest otwarty. Nawiasem mówiąc, są silniki, które mają wiele zaworów dolotowych. Ich parametry techniczne znacząco wpływają na moc silnika spalinowego. W niektórych silnikach czas otwarcia zaworów dolotowych można regulować. Reguluje się to, naciskając pedał gazu. Dzięki takiemu układowi zwiększa się ilość zasysanego paliwa, a po jego zapłonie moc jednostki napędowej również znacznie wzrasta. W takim przypadku samochód może znacznie przyspieszyć.

Kompresja

Drugim skokiem roboczym silnika spalinowego jest kompresja. Gdy tłok osiągnie dolny martwy punkt, unosi się. Z tego powodu mieszanina, która dostała się do cylindra, jest ściskana podczas pierwszego suwu. Mieszanka paliwowo-powietrzna jest sprężana do rozmiarów komory spalania. Jest to ta sama wolna przestrzeń między górną częścią cylindra a tłokiem, który znajduje się w jego górnym martwym punkcie. W czasie tego skoku zawory są szczelnie zamknięte. Im bardziej szczelna jest uformowana przestrzeń, tym lepsze jest uzyskanie kompresji. Bardzo ważny jest stan tłoka, jego pierścieni i cylindra. Jeśli gdzieś są luki, nie można mówić o dobrej kompresji, a w konsekwencji moc jednostki napędowej będzie znacznie niższa. Stopień kompresji określa stopień zużycia jednostki napędowej.

Skok roboczy

Ten trzeci takt zaczyna się od górnego martwego punktu. I dostał takie imię nie przez przypadek. To właśnie podczas tego skoku w silniku zachodzą procesy, które poruszają samochodem. W tym cyklu układ zapłonowy jest podłączony. Odpowiada za podpalenie mieszanki paliwowo-powietrznej sprężonej w komorze spalania. Zasada działania silnika spalinowego w tym cyklu jest bardzo prosta – świeca układu daje iskrę. Po zapaleniu się paliwa następuje mikrowybuch. Następnie gwałtownie zwiększa swoją objętość, zmuszając tłok do gwałtownego ruchu w dół. Zawory w tym cyklu są zamknięte, podobnie jak w poprzednim.

Uwolnienie

Ostatni skok silnika spalinowego to wydech. Po skoku roboczym tłok osiąga dolny martwy punkt, a następnie otwiera się zawór wydechowy. Następnie tłok porusza się w górę, a przez ten zawór spaliny są wyrzucane z cylindra. To jest proces wentylacji. Stopień sprężenia w komorze spalania, całkowite usunięcie odpadów oraz wymagana ilość mieszanki paliwowo-powietrznej zależą od tego, jak dobrze działa zawór.

Po tym takcie wszystko zaczyna się od nowa. A jak obraca się wał korbowy? Faktem jest, że nie cała energia jest zużywana na ruch samochodu. Część energii obraca koło zamachowe, które pod działaniem sił bezwładności obraca wałem korbowym silnika spalinowego, wprawiając tłok w niepracujące cykle.

Czy wiesz? Silnik wysokoprężny jest cięższy niż silnik benzynowy ze względu na większe naprężenia mechaniczne. Dlatego konstruktorzy stosują bardziej masywne elementy. Ale zasoby takich silników są wyższe niż analogi benzyny. Ponadto samochody z silnikiem Diesla zapalają się znacznie rzadziej niż samochody benzynowe, ponieważ olej napędowy jest nielotny.

Zalety i wady

Dowiedzieliśmy się, czym jest silnik spalinowy, jaka jest jego budowa i zasada działania. Podsumowując, przeanalizujemy jego główne zalety i wady.

Zalety ICE:

1. Możliwość długotrwałego przemieszczania się na pełnym zbiorniku.

2. Niska waga i objętość zbiornika.

3. Autonomia.

4. Wszechstronność.

5. Rozsądny koszt.

6. Kompaktowe wymiary.

7. Szybki start.

8. Możliwość stosowania kilku rodzajów paliwa.

Wady silników spalinowych:

1. Słaba wydajność operacyjna.

2. Silne zanieczyszczenie środowiska.

3. Obowiązkowa obecność skrzyni biegów.

4. Brak trybu odzyskiwania energii.

5. Przez większość czasu pracuje z niedociążeniem.

6. Bardzo głośny.

7. Wysoka prędkość obrotowa wału korbowego.

8. Mały zasób.

Interesujący fakt! Najmniejszy silnik zaprojektowany w Cambridge. Jego wymiary to 5 * 15 * 3 mm, a jego moc to 11,2 wata. Prędkość wału korbowego wynosi 50 000 obr./min.

Każdy kierowca natknął się na silnik spalinowy. Ten element jest montowany we wszystkich starych i nowoczesnych samochodach. Oczywiście pod względem cech konstrukcyjnych mogą się od siebie różnić, ale prawie wszystkie działają na tej samej zasadzie - paliwo i kompresja.

W artykule dowiesz się wszystkiego, co musisz wiedzieć o silniku spalinowym, właściwościach, cechach konstrukcyjnych, a także o niektórych niuansach obsługi i konserwacji.

Co to jest lód?

ICE to silnik spalinowy. Dokładnie tak, a nie inaczej, ten skrót jest odszyfrowywany. Często można go znaleźć na różnych stronach motoryzacyjnych, a także na forach, ale jak pokazuje praktyka, nie wszyscy ludzie znają odszyfrowywanie tego.

Czym jest silnik spalinowy w samochodzie? - To jest jednostka napędowa, która napędza koła. Silnik spalinowy to serce każdego samochodu. Bez tego szczegółu konstrukcyjnego samochód nie może być nazwany samochodem. To właśnie ta jednostka zasila wszystko, wszystkie inne mechanizmy, a także elektronikę.

Silnik składa się z szeregu elementów konstrukcyjnych, które mogą się różnić w zależności od liczby cylindrów, układu wtryskowego i innych ważnych elementów. Każdy producent ma własne normy i standardy dotyczące jednostki napędowej, ale wszystkie są do siebie podobne.

Historia pochodzenia

Historia powstania silnika spalinowego rozpoczęła się ponad 300 lat temu, kiedy pierwszy prymitywny rysunek wykonał Leonardo Da Vinci. To jego rozwój położył podwaliny pod stworzenie silnika spalinowego, którego urządzenie można zaobserwować na każdej drodze.

W 1861 roku, zgodnie z planem Da Vinci, powstał pierwszy projekt silnika dwusuwowego. W tym czasie wciąż nie było mowy o zainstalowaniu jednostki napędowej w projekcie samochodowym, chociaż silniki spalinowe parowe były już aktywnie wykorzystywane na kolei.

Pierwszym, który opracował urządzenie samochodu i wprowadził masowo silniki spalinowe, był legendarny Henry Ford, którego samochody były do ​​tej pory bardzo popularne. Jako pierwszy opublikował książkę „Silnik: jego struktura i schemat działania”.

Henry Ford jako pierwszy obliczył tak użyteczny czynnik, jak sprawność silnika spalinowego. Ten legendarny człowiek jest uważany za prekursora przemysłu motoryzacyjnego, a także części przemysłu lotniczego.

We współczesnym świecie ICE jest szeroko stosowany. Są one wyposażone nie tylko w samochodach, ale także w lotnictwie, a ze względu na prostotę konstrukcji i obsługi są instalowane w wielu typach pojazdów oraz jako generatory prądu przemiennego.

Jak działa silnik

Jak działa silnik samochodowy? - To pytanie zadaje wielu kierowców. Postaramy się udzielić jak najbardziej kompletnej i zwięzłej odpowiedzi na to pytanie. Zasada działania silnika spalinowego opiera się na dwóch czynnikach: momencie wtrysku i sprężania. Opiera się na tych działaniach, że silnik napędza wszystko.

Jeśli zastanowimy się, jak działa silnik spalinowy, należy rozumieć, że istnieją uderzenia, które dzielą jednostki na jednosuwowe, dwusuwowe i czterosuwowe. W zależności od miejsca zainstalowania silnika spalinowego rozróżnia się cykle zegarowe.

Nowoczesne silniki samochodowe są wyposażone w czterosuwowe „serca”, które są doskonale wyważone i doskonale pracują. Ale silniki jednosuwowe i dwusuwowe są zwykle instalowane w motorowerach, motocyklach i innym sprzęcie.

Rozważmy więc silnik spalinowy i jego zasadę działania na przykładzie silnika benzynowego:

1. Paliwo dostaje się do komory spalania przez układ wtryskowy.
2. Świece zapłonowe wytwarzają iskrę i zapala się mieszanka paliwowo-powietrzna.
3. Tłok znajdujący się w cylindrze opada pod ciśnieniem, które napędza wał korbowy.
4. Wał korbowy przenosi ruch przez sprzęgło i skrzynię biegów na wały napędowe, które z kolei napędzają koła.

Jak działa silnik spalinowy

Urządzenie silnika samochodowego można rozpatrywać na podstawie uderzeń głównej jednostki napędowej. Uderzenia to rodzaj cykli silników spalinowych, z których nie można zrezygnować. Rozważ zasadę działania silnika samochodowego od strony cykli zegara:

1. Zastrzyk. Tłok wykonuje ruch w dół, podczas gdy zawór wlotowy głowicy cylindra odpowiedniego cylindra otwiera się i komora spalania jest wypełniona mieszanką powietrzno-paliwową.
2. Kompresja. Tłok porusza się w TMV iw najwyższym punkcie pojawia się iskra, co powoduje zapłon mieszanki, która jest pod ciśnieniem.
3. Skok roboczy. Tłok porusza się w LTM pod ciśnieniem zapalanej mieszanki i powstających spalin.
4. Uwolnienie. Tłok porusza się do góry, zawór wydechowy otwiera się i wypycha spaliny z komory spalania.

Wszystkie cztery skoki są również nazywane prawidłowymi cyklami ICE. W ten sposób działa standardowy czterosuwowy silnik benzynowy. Istnieje również pięciosuwowy silnik obrotowy i sześciosuwowe jednostki napędowe nowej generacji, ale parametry techniczne i tryby pracy silnika tej konstrukcji zostaną omówione w innych artykułach naszego portalu.

Ogólne urządzenie ICE

Urządzenie silnika spalinowego jest dość proste dla tych, którzy już spotkali się z ich naprawą, i raczej trudne dla tych, którzy wciąż nie mają pojęcia o tym urządzeniu. Blok energetyczny zawiera w swojej strukturze kilka ważnych systemów. Rozważ ogólną strukturę silnika:

1. System wtrysku.
2. Blok cylindrów.
3. Zablokuj głowę.
4. Mechanizm dystrybucji gazu.
5. System smarowania.
6. System chłodzenia.
7. Mechanizm wydechowy spalin.
8. Elektroniczna część silnika.

Wszystkie te elementy determinują budowę i zasadę działania silnika spalinowego. Następnie warto zastanowić się, z czego składa się silnik samochodu, a mianowicie sam zmontowany zespół napędowy:

1. Wał korbowy - obraca się w samym sercu bloku cylindrów. Napędza układ tłokowy. Kąpie się w oleju, dlatego znajduje się bliżej miski olejowej.
2. Układ tłokowy (tłoki, korbowody, sworznie, tuleje, tuleje, jarzmo i pierścienie zgarniające olej).
3. Głowica cylindrów (zawory, uszczelki olejowe, wałek rozrządu i inne elementy rozrządu).
4. Pompa olejowa - rozprowadza smar w układzie.
5. Pompa wodna (pompa) - krąży płyn chłodzący.
6. Komplet mechanizmu dystrybucji gazu (pas, rolki, koła pasowe) - zapewnia prawidłowy rozrząd. Żaden silnik spalinowy, którego zasada opiera się na uderzeniach, nie może obejść się bez tego elementu.
7. Świece zapłonowe zapewniają zapłon mieszanki w komorze spalania.
8. Kolektory dolotowy i wydechowy – ich zasada działania opiera się na pobieraniu mieszanki paliwowej i uwalnianiu spalin.

Ogólna budowa i działanie silnika spalinowego są dość proste i wzajemnie powiązane. Jeśli jeden z elementów jest niesprawny lub go brakuje, działanie silników samochodowych będzie niemożliwe.

Klasyfikacja silników spalinowych

Silniki samochodowe dzielą się na kilka typów i klasyfikacji, w zależności od urządzenia i pracy silnika spalinowego. Klasyfikacja ICE według międzynarodowych standardów:

1. Dla rodzaju wtrysku mieszanki paliwowej:
   • Te, które działają na paliwa płynne (benzyna, nafta, olej napędowy).
   • Te, które działają na paliwach gazowych.
   • Te, które pracują na alternatywnych źródłach (elektryczność).

1. Składa się z cykli pracy:
   • 2-suwowy
   • 4 suwowy

1. Metodą tworzenia mieszaniny:
   • z zewnętrznym formowaniem mieszanki (agregaty gaźnikowe i gazowe),
   • z wewnętrznym tworzeniem mieszanki (diesel, turbodiesel, wtrysk bezpośredni)

1. Metodą zapłonu mieszaniny roboczej:
   • z wymuszonym zapłonem mieszanki (gaźnik, silniki z bezpośrednim wtryskiem paliw lekkich);
   • z zapłonem samoczynnym (diesle).

1. Według liczby i rozmieszczenia cylindrów:
   • jedno-, dwu-, trzy-itp. cylinder;
   • jednorzędowe, dwurzędowe

1. Metodą chłodzenia cylindra:
   • chłodzony cieczą;
   • chłodzony powietrzem.

Zasady działania

Silniki samochodowe są eksploatowane z innym zasobem. Najprostsze silniki mogą mieć zasób techniczny 150 000 km przy odpowiedniej konserwacji. Ale niektóre nowoczesne silniki Diesla, które są wyposażone w ciężarówki, mogą wykarmić nawet 2 miliony.

Podczas układania projektu silnika producenci samochodów zwykle wytrwają w niezawodności i właściwościach technicznych układów napędowych. Biorąc pod uwagę obecny trend, wiele silników samochodowych jest zaprojektowanych z myślą o krótkiej, ale niezawodnej żywotności.

Tak więc średnia eksploatacja jednostki napędowej pojazdu osobowego wynosi 250 000 km. A potem jest kilka opcji: utylizacja, silnik kontraktowy lub remont.

Utrzymanie

Konserwacja silnika pozostaje ważnym czynnikiem w eksploatacji. Wielu kierowców nie rozumie tej koncepcji i polega na doświadczeniu serwisów samochodowych. Co należy rozumieć jako konserwację silnika samochodowego:

1. Wymień olej silnikowy zgodnie z kartami technicznymi i zaleceniami producenta. Oczywiście każdy producent samochodów ustala własne ramy wymiany smaru, ale eksperci zalecają wymianę smaru raz na 10 000 km - w przypadku benzynowych silników spalinowych, 12-15 tys. Km - dla silnika wysokoprężnego i 7000-9000 km - dla pojazdu działa na gazie.
2. Wymiana filtrów oleju. Przeprowadza się ją przy każdej konserwacji w celu wymiany oleju.
3. Wymiana filtrów paliwa i powietrza - raz na 20 000 km.
4. Czyszczenie wtryskiwaczy - co 30 000 km.
5. Wymiana mechanizmu dystrybucji gazu - raz na 40-50 tysięcy kilometrów lub w razie potrzeby.
6. Wszystkie pozostałe systemy są sprawdzane przy każdym przeglądzie, niezależnie od wieku wymiany elementów.

Dzięki terminowej i pełnej konserwacji wydłuża się żywotność silnika pojazdu.

Modyfikacja silników

Tuning to udoskonalenie silnika spalinowego w celu zwiększenia niektórych wskaźników, takich jak moc, dynamika, zużycie lub inne. Ten ruch zyskał światową popularność na początku 2000 roku. Wielu kierowców zaczęło samodzielnie eksperymentować ze swoimi układami napędowymi i przesyłać instrukcje fotograficzne do globalnej sieci.

Teraz możesz znaleźć wiele informacji na temat wprowadzonych ulepszeń. Oczywiście nie wszystkie te strojenie wpływają równie dobrze na stan jednostki napędowej. Należy więc rozumieć, że przyspieszenie mocy bez pełnej analizy i strojenia może „porzucić” silnik spalinowy, a szybkość zużycia wzrasta kilkakrotnie.

Na tej podstawie przed tuningiem silnika warto wszystko dokładnie przeanalizować, aby nie „dostać się” na nową jednostkę napędową „lub, co gorsza, nie wpaść w wypadek, który może być pierwszym i ostatnim wiele.

Wyjście

Konstrukcja i cechy nowoczesnych silników są stale ulepszane. Tak więc nie można sobie już wyobrazić całego świata bez spalin, samochodów i serwisów samochodowych. Pracujący silnik spalinowy łatwo rozpoznać po charakterystycznym dźwięku. Zasada działania i urządzenie silnika spalinowego są dość proste, jeśli raz to zrozumiesz.

Ale jeśli chodzi o konserwację, tutaj pomoże zajrzeć do dokumentacji technicznej. Ale jeśli dana osoba nie jest pewna, czy może samodzielnie przeprowadzić konserwację lub naprawę samochodu, warto skontaktować się z serwisem samochodowym.

Nie będzie przesadą stwierdzenie, że większość dzisiejszych urządzeń samobieżnych jest wyposażona w silniki spalinowe różnej konstrukcji, wykorzystujące różne zasady działania. W każdym razie, jeśli mówimy o transporcie drogowym. W tym artykule przyjrzymy się bliżej silnikowi spalinowemu. Co to jest, jak działa ta jednostka, jakie są jej zalety i wady, dowiesz się z niej czytając.

Zasada działania silników spalinowych

Główna zasada działania ICE opiera się na fakcie, że paliwo (stałe, płynne lub gazowe) spala się w specjalnie wydzielonej objętości roboczej wewnątrz samego urządzenia, przekształcając energię cieplną w energię mechaniczną.

Mieszanka robocza wchodząca do cylindrów takiego silnika jest sprężana. Po jego zapłonie za pomocą specjalnych urządzeń powstaje nadciśnienie gazów, zmuszając tłoki cylindrów do powrotu do pierwotnego położenia. Tworzy to stały cykl pracy, który za pomocą specjalnych mechanizmów przekształca energię kinetyczną w moment obrotowy.

Dziś urządzenie ICE może mieć trzy główne typy:

• często nazywane płucami;
• jednostka napędowa czterosuwowa, pozwalająca na osiągnięcie wyższych wartości mocy i sprawności;
• o podwyższonej charakterystyce mocy.

Ponadto istnieją inne modyfikacje podstawowych obwodów, które umożliwiają poprawę niektórych właściwości tego typu elektrowni.

Zalety silników spalinowych

W przeciwieństwie do jednostek napędowych, które zapewniają obecność komór zewnętrznych, silnik spalinowy ma znaczne zalety. Najważniejsze z nich to:

• znacznie bardziej kompaktowe wymiary;
• wyższe wskaźniki mocy;
• optymalne wartości wydajności.

Należy zaznaczyć, mówiąc o silniku spalinowym, że jest to urządzenie, które w zdecydowanej większości przypadków pozwala na stosowanie różnego rodzaju paliwa. Może to być benzyna, olej napędowy, naturalny lub nafta, a nawet zwykłe drewno.

Ta wszechstronność zapewniła tej koncepcji silnika zasłużoną popularność, wszechobecność i prawdziwie globalną pozycję lidera.

Krótka wycieczka historyczna

Powszechnie przyjmuje się, że silnik spalinowy sięga swojej historii od stworzenia przez Francuza de Rivasa w 1807 roku jednostki tłokowej, która jako paliwo wykorzystywała wodór w stanie skupienia gazowego. I choć od tamtego czasu urządzenie ICE przeszło znaczące zmiany i modyfikacje, to podstawowe idee tego wynalazku są wykorzystywane do dziś.

Pierwszy czterosuwowy silnik spalinowy został wydany w 1876 roku w Niemczech. W połowie lat 80. XIX wieku w Rosji opracowano gaźnik, który umożliwił pomiar dopływu benzyny do cylindrów silnika.

A pod koniec ubiegłego stulecia słynny niemiecki inżynier zaproponował pomysł zapłonu mieszanki palnej pod ciśnieniem, co znacznie zwiększyło charakterystykę mocy silnika spalinowego i wskaźniki sprawności jednostek tego typu, co poprzednio pozostawiało wiele do życzenia. Od tego czasu rozwój silników spalinowych szedł głównie drogą doskonalenia, modernizacji i wdrażania różnych usprawnień.

Główne typy i typy silników spalinowych

Niemniej jednak ponad 100-letnia historia jednostek tego typu pozwoliła na opracowanie kilku głównych typów elektrowni z wewnętrznym spalaniem paliwa. Różnią się między sobą nie tylko składem zastosowanej mieszaniny roboczej, ale także cechami konstrukcyjnymi.

Silniki benzynowe

Jak sama nazwa wskazuje, jednostki z tej grupy wykorzystują jako paliwo różne rodzaje benzyny.

Z kolei takie elektrownie zwykle dzieli się na dwie duże grupy:

• Gaźnik. W takich urządzeniach mieszanka paliwowa jest wzbogacana masami powietrza w specjalnym urządzeniu (gaźniku) przed wejściem do cylindrów. Następnie zapala się iskrą elektryczną. Do najwybitniejszych przedstawicieli tego typu należą modele VAZ, których silnik spalinowy przez bardzo długi czas był wyłącznie typu gaźnika.
• Zastrzyk. Jest to bardziej złożony system, w którym paliwo wtryskiwane jest do cylindrów za pomocą specjalnego kolektora i wtryskiwaczy. Może się to odbywać zarówno mechanicznie, jak i za pomocą specjalnego urządzenia elektronicznego. Systemy bezpośredniego wtrysku Common Rail są uważane za najbardziej wydajne. Zainstalowany w prawie wszystkich nowoczesnych samochodach.

Silniki benzynowe z wtryskiem są uważane za bardziej ekonomiczne i zapewniają wyższą sprawność. Jednak koszt takich jednostek jest znacznie wyższy, a konserwacja i eksploatacja znacznie trudniejsza.

Silniki Diesla

U zarania istnienia tego typu jednostek bardzo często można było usłyszeć dowcip o silniku spalinowym, że jest to urządzenie, które zjada benzynę jak koń, ale porusza się znacznie wolniej. Wraz z wynalezieniem silnika wysokoprężnego ten żart częściowo stracił na znaczeniu. Głównie dlatego, że olej napędowy może pracować na paliwie o wiele niższej jakości. Oznacza to, że jest znacznie tańszy niż benzyna.

Główną podstawową różnicą między spalaniem wewnętrznym jest brak wymuszonego zapłonu mieszanki paliwowej. Olej napędowy jest wtryskiwany do cylindrów przez specjalne dysze, a poszczególne krople paliwa są zapalane pod wpływem siły nacisku tłoka. Oprócz zalet silnik wysokoprężny ma również szereg wad. Wśród nich są:

• znacznie mniej mocy w porównaniu do elektrowni benzynowych;
• duże wymiary i cechy wagowe;
• trudności z rozruchem w ekstremalnych warunkach pogodowych i klimatycznych;
• niedostateczna trakcja i tendencja do nieuzasadnionych strat mocy, zwłaszcza przy stosunkowo dużych prędkościach.

Ponadto naprawa silnika spalinowego typu diesla z reguły jest znacznie bardziej skomplikowana i kosztowna niż regulacja lub przywracanie wydajności roboczej jednostki benzynowej.

Silniki gazowe

Pomimo niskiego kosztu gazu ziemnego wykorzystywanego jako paliwo, urządzenie silnika spalinowego pracującego na gazie jest nieporównywalnie bardziej skomplikowane, co prowadzi do znacznego wzrostu kosztów całego zespołu, w szczególności jego montażu i eksploatacji.

W tego typu elektrowniach gaz płynny lub ziemny dostaje się do butli przez system specjalnych reduktorów, kolektorów i dysz. Zapłon mieszanki paliwowej odbywa się w taki sam sposób, jak w instalacjach benzynowych gaźnika, za pomocą iskry elektrycznej pochodzącej ze świecy zapłonowej.

Połączone typy silników spalinowych

Niewiele osób wie o połączonych systemach ICE. Co to jest i gdzie jest stosowane?

Nie mówimy oczywiście o nowoczesnych samochodach hybrydowych, które mogą jeździć zarówno na paliwie, jak i na silniku elektrycznym. Kombinowane silniki spalinowe są zwykle nazywane takimi jednostkami, które łączą elementy różnych zasad układów paliwowych. Najbardziej uderzającym przedstawicielem rodziny takich silników są jednostki gazowo-dieselowe. W nich mieszanka paliwowa wchodzi do bloku ICE w prawie taki sam sposób, jak w jednostkach gazowych. Ale paliwo jest zapalane nie za pomocą wyładowania elektrycznego ze świecy, ale z częścią zapłonową oleju napędowego, jak ma to miejsce w konwencjonalnym silniku wysokoprężnym.

Konserwacja i naprawa silników spalinowych

Pomimo dość szerokiej gamy modyfikacji, wszystkie silniki spalinowe mają podobne podstawowe konstrukcje i schematy. Niemniej jednak, aby przeprowadzić wysokiej jakości konserwację i naprawę silnika spalinowego, konieczne jest dokładne poznanie jego budowy, zrozumienie zasad działania i umiejętność identyfikowania problemów. W tym celu konieczne jest oczywiście dokładne przestudiowanie konstrukcji silników spalinowych różnych typów, aby samemu zrozumieć cel niektórych części, zespołów, mechanizmów i systemów. Nie jest to łatwe zadanie, ale bardzo ekscytujące! A co najważniejsze, właściwa rzecz.

Specjalnie dla dociekliwych umysłów, które chcą samodzielnie zrozumieć wszystkie tajemnice i sekrety prawie każdego pojazdu, przybliżony schemat silnika spalinowego pokazano na powyższym zdjęciu.

Więc dowiedzieliśmy się, czym jest ta jednostka napędowa.