Dla prawdziwego miłośnika motoryzacji samochód to nie tylko środek transportu, ale także instrument wolności. Z pomocą samochodu dotrzesz do dowolnego miejsca w mieście, kraju lub na kontynencie. Ale dla prawdziwego podróżnika posiadanie licencji nie wystarczy. W końcu wciąż jest wiele miejsc, w których telefon nie łapie i do których holowniki nie mogą dotrzeć. W takich przypadkach, w przypadku awarii, cała odpowiedzialność spada na barki kierowcy.
Dlatego każdy kierowca powinien przynajmniej trochę zrozumieć urządzenie swojego samochodu i trzeba zacząć od silnika. Oczywiście współczesne firmy motoryzacyjne produkują wiele samochodów z różnymi typami silników, ale najczęściej producenci wykorzystują w swoich konstrukcjach silniki spalinowe. Charakteryzują się wysoką wydajnością, a jednocześnie zapewniają wysoką niezawodność całego systemu.
Uwaga! W większości artykułów naukowych silniki spalinowe są określane skrótem jako silniki spalinowe.
Czym są ICE
Zanim przejdziemy do szczegółowego badania urządzenia z silnikiem spalinowym i zasady jego działania, zastanowimy się, czym są silniki spalinowe. Należy od razu poczynić jedną ważną uwagę. W ciągu ponad 100 lat ewolucji naukowcy opracowali wiele odmian projektów, z których każdy ma swoje zalety. Dlatego na początek podkreślamy główne kryteria, według których można rozróżnić te mechanizmy:
- W zależności od metody tworzenia mieszanki palnej wszystkie silniki spalinowe dzielą się na gaźnikowe, gazowe i wtryskowe. Co więcej, jest to klasa z zewnętrznym miksowaniem. Jeśli mówimy o wewnętrznym, to są to diesle.
- W zależności od rodzaju paliwa silniki spalinowe można podzielić na benzynowe, gazowe i wysokoprężne.
- Chłodzenie urządzenia silnika może być dwojakiego rodzaju: ciecz i powietrze.
- cylindry może znajdować się zarówno naprzeciw siebie, jak i w kształcie litery V.
- Mieszanka wewnątrz cylindrów może zapalić się od iskry. Dzieje się tak w silnikach spalinowych z gaźnikiem i wtryskiem lub z powodu samozapłonu.
W większości magazynów motoryzacyjnych i wśród profesjonalnych eksporterów samochodów zwyczajowo dzieli się silniki spalinowe na następujące typy:
- Silnik gazowy. To urządzenie działa na benzynę. Zapłon wymusza iskra wytwarzana przez świecę. Za dawkowanie mieszanki paliwowo-powietrznej odpowiadają układy gaźnika i wtrysku. Zapłon następuje po ściśnięciu.
- Diesel . Silniki z tego typu urządzeniem pracują na spalaniu oleju napędowego. Główną różnicą w porównaniu do jednostek benzynowych jest to, że paliwo eksploduje z powodu wzrostu temperatury powietrza. To ostatnie staje się możliwe dzięki wzrostowi ciśnienia wewnątrz cylindra.
- Instalacje gazowe działają na propan-butan. Zapłon jest wymuszony. Do butli dostarczany jest gaz z powietrzem. W przeciwnym razie urządzenie takiego silnika spalinowego jest podobne do silnika benzynowego.
To właśnie ta klasyfikacja jest najczęściej stosowana, wskazując na specyficzne cechy systemu.
Urządzenie i zasada działania
Urządzenie z silnikiem spalinowym
Najlepiej rozpatrzyć urządzenie z silnikiem spalinowym na przykładzie silnika jednocylindrowego. Główną częścią mechanizmu jest cylinder. Zawiera tłok poruszający się w górę iw dół. W tym przypadku istnieją dwa punkty kontrolne dla jego ruchu: górny i dolny. W literaturze fachowej określa się je jako TDC i BDC. Dekodowanie przebiega następująco: górne i dolne martwe punkty.
Uwaga! Tłok jest również połączony z wałem. Ogniwo łączące to korbowód.
Głównym zadaniem korbowodu jest zamiana energii, która powstaje w wyniku ruchu tłoka w górę iw dół, na energię obrotową. Efektem takiej transformacji jest ruch samochodu w pożądanym kierunku. Za to odpowiada urządzenie ICE. Nie zapomnij również o sieci pokładowej, której działanie staje się możliwe dzięki energii generowanej przez silnik.
Koło zamachowe jest przymocowane do końca wału silnika. Zapewnia stabilność obrotu wału korbowego. Zawory dolotowe i wydechowe znajdują się w górnej części cylindra, który z kolei pokryty jest specjalną głowicą.
Uwaga! Zawory otwierają i zamykają odpowiednie kanały we właściwym czasie.
Aby zawory silnika spalinowego wewnętrznego spalania mogły się otworzyć, działają na nie krzywki wałka rozrządu.
Dzieje się to za pośrednictwem części transmisyjnych. Sam wał porusza się za pomocą kół zębatych wału korbowego.Uwaga! Tłok porusza się swobodnie wewnątrz cylindra, zamarzając na chwilę w górnym martwym punkcie lub na dole.
Aby urządzenie silnika spalinowego wewnętrznego spalania mogło działać w normalnym trybie, palna mieszanka musi być dostarczana w wyraźnie skalibrowanej proporcji. W przeciwnym razie pożar może nie wystąpić. Ogromną rolę odgrywa również moment, w którym następuje zgłoszenie.
Olej jest niezbędny, aby zapobiec przedwczesnemu zużyciu części w silniku spalinowym. Ogólnie całe urządzenie silnika spalinowego składa się z następujących głównych elementów:
- Świece zapłonowe,
- zawory,
- tłoki
- pierścienie tłokowe,
- korbowody,
- wał korbowy,
- korbowód.
Współdziałanie tych elementów układu pozwala urządzeniu z silnikiem spalinowym generować energię niezbędną do ruchu samochodu.
Zasada działania
Zastanów się, jak działa czterosuwowy silnik spalinowy. Aby zrozumieć, jak to działa, musisz znać znaczenie pojęcia taktu. Jest to pewien okres czasu, w którym czynność niezbędna do działania urządzenia odbywa się wewnątrz cylindra. Może to być kompresja lub zapłon.
Cykle silnika spalinowego tworzą cykl roboczy, który z kolei zapewnia działanie całego układu. Podczas tego cyklu energia cieplna zamieniana jest na energię mechaniczną. Z tego powodu występuje ruch wału korbowego.
Uwaga! Cykl roboczy uważa się za zakończony po wykonaniu przez wał korbowy jednego obrotu. Ale to stwierdzenie działa tylko w przypadku silnika dwusuwowego.
Jest tu jedno ważne wyjaśnienie. Teraz w samochodach stosuje się głównie urządzenie z silnikiem czterosuwowym. Takie systemy charakteryzują się większą niezawodnością i poprawioną wydajnością.
Wykonanie cyklu czterosuwowego wymaga dwóch obrotów wału korbowego. Są to cztery ruchy tłoka w górę iw dół. Każdy środek wykonuje działania w dokładnej kolejności:
- wlot,
- kompresja,
- rozbudowa,
- uwolnienie.
Przedostatni cykl nazywany jest również skokiem roboczym. Wiesz już o górnym i dolnym martwym punkcie. Ale odległość między nimi wskazuje na inny ważny parametr. Mianowicie objętość silnika spalinowego. Może wahać się średnio od 1,5 do 2,5 litra. Wskaźnik jest mierzony przez plus dane każdego cylindra.
Podczas pierwszej połowy obrotu tłok przesuwa się z GMP do BDC. Zawór wlotowy pozostaje otwarty, podczas gdy zawór wydechowy jest szczelnie zamknięty. W wyniku tego procesu w cylindrze powstaje próżnia.
Do gazociągu silnika spalinowego dostaje się palna mieszanina benzyny i powietrza. Tam miesza się ze spalinami. W efekcie powstaje substancja idealna do zapłonu, którą można skompresować w drugim akcie.
Kompresja następuje, gdy cylinder jest całkowicie wypełniony mieszaniną roboczą. Wał korbowy kontynuuje obrót, a tłok przesuwa się od dolnego martwego punktu do góry.
Uwaga! Wraz ze spadkiem objętości wzrasta temperatura mieszanki wewnątrz cylindra silnika spalinowego.
W trzecim cyklu następuje ekspansja. Kiedy kompresja dochodzi do logicznego końca, świeca wytwarza iskrę i następuje zapłon. W silniku wysokoprężnym sytuacja wygląda trochę inaczej.
Po pierwsze, zamiast świecy montowana jest specjalna dysza, która w trzecim cyklu wtryskuje paliwo do układu. Po drugie, do cylindra pompowane jest powietrze, a nie mieszanina gazów.
Zasada działania silnika spalinowego Diesla jest interesująca, ponieważ paliwo w nim zapala się samo. Dzieje się tak z powodu wzrostu temperatury powietrza wewnątrz cylindra. Podobny wynik można osiągnąć dzięki kompresji, w wyniku której wzrasta ciśnienie i wzrasta temperatura.
Gdy paliwo dostaje się do cylindra silnika spalinowego przez dyszę, temperatura wewnątrz jest tak wysoka, że zapłon następuje samoistnie. Przy stosowaniu benzyny tego wyniku nie można osiągnąć. Dzieje się tak, ponieważ zapala się w znacznie wyższej temperaturze.
Uwaga! W procesie ruchu tłoka od mikrowybuchu, który miał miejsce w środku, część ICE wykonuje szarpnięcie wsteczne, a wał korbowy obraca się.
Ostatni skok w czterosuwowym silniku spalinowym nazywa się wlotem. Występuje w czwartym półobrocie. Zasada jego działania jest dość prosta. Zawór wydechowy otwiera się i wszystkie produkty spalania wchodzą do niego, skąd wchodzą do rurociągu spalin.
Gazy spalinowe przed wypuszczeniem do atmosfery zwykle przechodzą przez system filtrów. Pozwala to zminimalizować szkody w środowisku. Niemniej jednak konstrukcja silników wysokoprężnych jest nadal znacznie bardziej przyjazna dla środowiska niż benzynowych.
Urządzenia zwiększające wydajność silników spalinowych
Od czasu wynalezienia pierwszego silnika spalinowego system jest stale ulepszany. Jeśli przypomnimy sobie pierwsze silniki samochodów seryjnych, mogły one rozpędzić się do maksymalnie 50 mil na godzinę. Nowoczesne supersamochody z łatwością pokonują granicę 390 kilometrów. Naukowcom udało się osiągnąć takie wyniki, integrując dodatkowe systemy z urządzeniem silnika i wprowadzając pewne zmiany strukturalne.
Duży wzrost mocy w pewnym momencie dał mechanizm zaworowy wprowadzony do silnika spalinowego. Kolejnym krokiem w ewolucji było umieszczenie wałka rozrządu na szczycie konstrukcji. Pozwoliło to na zmniejszenie liczby ruchomych elementów i zwiększenie produktywności.
Nie można również zaprzeczyć przydatności nowoczesnego układu zapłonowego silnika spalinowego. Zapewnia najwyższą możliwą stabilność. Najpierw generowany jest ładunek, który trafia do dystrybutora, a z niego do jednej ze świec.
Uwaga! Oczywiście nie możemy zapomnieć o układzie chłodzenia, składającym się z chłodnicy i pompy. Dzięki temu możliwe jest zapobieganie w porę przegrzewaniu się urządzenia silnika spalinowego.
Wyniki
Jak widać, urządzenie silnika spalinowego nie jest szczególnie trudne. Aby to zrozumieć, nie potrzebujesz specjalnej wiedzy - wystarczy zwykłe pragnienie. Niemniej jednak znajomość zasad działania silnika spalinowego na pewno nie będzie dla każdego kierowcy zbyteczna.
Całkiem proste, pomimo wielu szczegółów, z których się składa. Rozważmy to bardziej szczegółowo.
Ogólne urządzenie ICE
Każdy z silników ma cylinder i tłok. W pierwszym energia cieplna zamieniana jest na energię mechaniczną, która może powodować ruch samochodu. W ciągu zaledwie jednej minuty proces ten powtarza się kilkaset razy, dzięki czemu wał korbowy wychodzący z silnika obraca się w sposób ciągły.
Silnik maszyny składa się z kilku kompleksów układów i mechanizmów przetwarzających energię na pracę mechaniczną.
Jego podstawą jest:
dystrybucja gazu;
mechanizm korbowy.
Ponadto działają w nim następujące systemy:
zapłon;
chłodzenie;
mechanizm korbowy
Dzięki niemu ruch posuwisto-zwrotny wału korbowego zamienia się w obrotowy. Ta ostatnia jest łatwiej przekazywana do wszystkich systemów niż cykliczna, zwłaszcza że koła są ostatnim ogniwem w transmisji. I działają rotacyjnie.
Gdyby samochód nie był pojazdem kołowym, ten mechanizm poruszania się mógłby nie być potrzebny. Jednak w przypadku maszyny praca korbą jest w pełni uzasadniona.
Mechanizm dystrybucji gazu
Dzięki rozrządowi do cylindrów dostaje się mieszanina robocza lub powietrze (w zależności od charakterystyki powstawania mieszanki w silniku), a następnie usuwane są spaliny i produkty spalania.
Jednocześnie wymiana gazów następuje w wyznaczonym czasie w określonej ilości, zorganizowana w cykle i gwarantująca wysokiej jakości mieszankę roboczą oraz uzyskanie jak największego efektu z generowanego ciepła.
System zasilania
Mieszanka powietrza i paliwa pali się w cylindrach. Rozważany system reguluje ich podaż w ściśle określonej ilości i proporcji. Istnieje mieszanie zewnętrzne i wewnętrzne. W pierwszym przypadku powietrze i paliwo są mieszane na zewnątrz cylindra, a w drugim - wewnątrz.
Układ zasilania z zewnętrznym formowaniem mieszanki ma specjalne urządzenie zwane gaźnikiem. W nim paliwo jest rozpylane w powietrzu, a następnie dostaje się do cylindrów.
Samochód z wewnętrznym systemem formowania mieszanki nazywa się wtryskiem i olejem napędowym. Napełniają cylindry powietrzem, gdzie paliwo jest wtryskiwane za pomocą specjalnych mechanizmów.
Sytem zapłonu
Tutaj następuje wymuszony zapłon mieszaniny roboczej w silniku. Jednostki wysokoprężne tego nie potrzebują, ponieważ ich proces odbywa się przez wysokie powietrze, które w rzeczywistości staje się rozgrzane do czerwoności.
Zasadniczo w silnikach stosuje się wyładowanie elektryczne iskrowe. Jednak dodatkowo można zastosować rurki zapłonowe, które zapalają mieszankę roboczą z palną substancją.
Można go podpalić na inne sposoby. Jednak system elektroiskrowy nadal jest najbardziej praktyczny.
Początek
Ten system osiąga obrót wału korbowego silnika podczas rozruchu. Jest to konieczne do uruchomienia funkcjonowania poszczególnych mechanizmów i samego silnika jako całości.
Na początek używany jest głównie rozrusznik. Dzięki niemu proces przebiega łatwo, solidnie i szybko. Możliwy jest jednak również wariant jednostki pneumatycznej, która pracuje na rezerwie w odbiornikach lub jest wyposażona w sprężarkę z napędem elektrycznym.
Najprostszym układem jest korba, przez którą w silniku obraca się wał korbowy i rozpoczyna się praca wszystkich mechanizmów i układów. Do niedawna wszyscy kierowcy nosili go ze sobą. Jednak w tym przypadku nie było mowy o jakiejkolwiek wygodzie. Tak więc dzisiaj wszyscy się bez tego obywają.
Chłodzenie
Zadaniem tego systemu jest utrzymanie określonej temperatury jednostki operacyjnej. Faktem jest, że spalanie w cylindrach mieszaniny następuje wraz z uwolnieniem ciepła. Podzespoły i części silnika nagrzewają się i muszą być stale chłodzone, aby działały normalnie.
Najczęściej spotykane są systemy cieczowe i powietrzne.
Aby silnik stale się chłodził, potrzebny jest wymiennik ciepła. W silnikach w wersji płynnej jego rolę pełni radiator, który składa się z wielu rurek do jego poruszania i przenoszenia ciepła na ściany. Wylot jest dodatkowo zwiększany przez wentylator, który jest zainstalowany obok radiatora.
W urządzeniach chłodzonych powietrzem powierzchnie najgorętszych elementów są ożebrowane, co znacznie zwiększa powierzchnię wymiany ciepła.
Ten system chłodzenia jest nieefektywny i dlatego rzadko jest instalowany w nowoczesnych samochodach. Stosowany jest głównie w motocyklach i małych silnikach spalinowych, które nie wymagają ciężkiej pracy.
System smarowania
Smarowanie części jest konieczne, aby zmniejszyć straty energii mechanicznej występujące w mechanizmie korbowym i rozrządzie. Ponadto proces ten pomaga zmniejszyć zużycie części i pewne chłodzenie.
Smarowanie w silnikach samochodowych stosuje się głównie pod ciśnieniem, gdy olej dostarczany jest rurociągami za pomocą pompy.
Niektóre elementy są smarowane przez rozpryskiwanie lub zanurzanie w oleju.
Silniki dwusuwowe i czterosuwowe
Urządzenie silnika samochodowego pierwszego typu jest obecnie stosowane w dość wąskim zakresie: w motorowerach, niedrogich motocyklach, łodziach i kosiarkach gazowych. Jego wadą jest utrata mieszaniny roboczej podczas usuwania spalin. Ponadto wymuszone przewietrzanie i zwiększone wymagania dotyczące stabilności termicznej zaworu wydechowego powodują wzrost ceny silnika.
W silniku czterosuwowym te wady nie występują ze względu na obecność mechanizmu dystrybucji gazu. Jednak ten system też ma swoje problemy. Najlepszy tryb pracy silnika zostanie osiągnięty w bardzo wąskim zakresie obrotów wału korbowego.
Rozwój technologii i pojawienie się elektronicznych jednostek sterujących umożliwiło rozwiązanie tego problemu. Wewnętrzna struktura silnika obejmuje teraz sterowanie elektromagnetyczne, za pomocą którego wybierany jest optymalny tryb dystrybucji gazu.
Zasada działania
ICE działa w następujący sposób. Gdy mieszanina robocza wejdzie do komory spalania, zostaje sprężona i zapalona przez iskrę. Podczas spalania w cylindrze powstaje bardzo silne ciśnienie, które wprawia tłok w ruch. Zaczyna poruszać się w kierunku dolnego martwego punktu, który jest trzecim skokiem (po ssaniu i sprężaniu), zwanym skokiem mocy. W tym czasie, dzięki tłokowi, wał korbowy zaczyna się obracać. Tłok z kolei przesuwając się do górnego martwego punktu wypycha spaliny, co jest czwartym suwem silnika - wydechem.
Cała praca czterosuwowa odbywa się po prostu. Aby ułatwić zrozumienie zarówno ogólnej budowy silnika samochodowego, jak i jego działania, wygodnie jest obejrzeć film, który wyraźnie pokazuje działanie silnika spalinowego.
strojenie
Wielu właścicieli samochodów, przyzwyczajając się do swojego samochodu, chce uzyskać z niego więcej możliwości, niż może dać. Dlatego często w tym celu wykonuje się tuning silnika, zwiększając jego moc. Można to zrobić na kilka sposobów.
Na przykład, strojenie chipów jest znane, gdy poprzez przeprogramowanie komputera silnik jest dostrajany do bardziej dynamicznej pracy. Ta metoda ma zarówno zwolenników, jak i przeciwników.
Bardziej tradycyjną metodą jest tuning silnika, w którym dokonuje się niektórych jego przeróbek. W tym celu dokonuje się wymiany z odpowiednimi do tego tłokami i korbowodami; zainstalowana turbina; przeprowadzane są złożone manipulacje z aerodynamiką i tak dalej.
Urządzenie silnika samochodowego nie jest tak skomplikowane. Jednak ze względu na ogromną ilość zawartych w nim elementów i konieczność ich wzajemnego skoordynowania, aby wszelkie zmiany przyniosły pożądany efekt, wymagany jest wysoki profesjonalizm osoby, która je przeprowadza. Dlatego zanim się na to zdecyduje, warto postarać się znaleźć prawdziwego mistrza w swoim rzemiośle.
Silnik spalinowy jest obecnie głównym typem samochodowych jednostek napędowych. Zasada działania silnika spalinowego opiera się na efekcie rozszerzalności cieplnej gazów, która zachodzi podczas spalania w cylindrze mieszanki paliwowo-powietrznej.
Najpopularniejsze typy silników
Istnieją trzy typy silników spalinowych: tłokowe, obrotowo-tłokowe układu Wankla oraz turbina gazowa. Z rzadkimi wyjątkami w nowoczesnych samochodach montowane są czterosuwowe silniki tłokowe. Powodem jest niska cena, kompaktowość, niska waga, wielopaliwowa pojemność i możliwość instalacji na prawie każdym pojeździe.
Sam silnik samochodowy to mechanizm, który zamienia energię cieplną spalania paliwa na energię mechaniczną, której działanie zapewnia wiele układów, podzespołów i zespołów. Tłokowe silniki spalinowe są dwu- i czterosuwowe. Najłatwiej zrozumieć zasadę działania silnika samochodowego na przykładzie czterosuwowej jednocylindrowej jednostki napędowej.
Nazywany jest silnikiem czterosuwowym, ponieważ na jeden cykl pracy składają się cztery ruchy tłoka (suwy) lub dwa obroty wału korbowego:
- wlot;
- kompresja;
- udar w pracy;
- uwolnienie.
Ogólne urządzenie ICE
Aby zrozumieć zasadę działania silnika, należy w sposób ogólny przedstawić jego urządzenie. Główne części to:
- blok cylindrów (w naszym przypadku jest tylko jeden cylinder);
- mechanizm korbowy składający się z wału korbowego, korbowodów i tłoków;
- głowica blokowa z mechanizmem dystrybucji gazu (rozrząd).
Mechanizm korbowy zapewnia konwersję ruchu posuwisto-zwrotnego tłoków na obrót wału korbowego. Tłoki wprawiane są w ruch dzięki energii spalania paliwa w cylindrach. 
Działanie tego mechanizmu jest niemożliwe bez działania mechanizmu dystrybucji gazu, który zapewnia terminowe otwarcie zaworów wlotowych i wydechowych w celu pobrania mieszaniny roboczej i spalin. Rozrząd składa się z jednego lub więcej wałków rozrządu, posiadających krzywki popychające zawory (co najmniej dwa na każdy cylinder), zawory i sprężyny powrotne. 
Silnik spalinowy jest w stanie pracować tylko przy skoordynowanej pracy układów pomocniczych, do których należą:
- układ zapłonowy odpowiedzialny za zapłon mieszanki palnej w cylindrach;
- układ dolotowy, który zapewnia dopływ powietrza do tworzenia mieszaniny roboczej;
- układ paliwowy zapewniający ciągłe dostarczanie paliwa i uzyskiwanie mieszanki paliwa z powietrzem;
- system smarowania przeznaczony do smarowania części trących i usuwania produktów zużycia;
- układ wydechowy, który zapewnia usuwanie spalin z cylindrów silnika spalinowego oraz redukcję ich toksyczności;
- układ chłodzenia niezbędny do utrzymania optymalnej temperatury do pracy jednostki napędowej.
Cykl pracy silnika
Jak wspomniano powyżej, cykl składa się z czterech taktów. Podczas pierwszego skoku krzywka wałka rozrządu popycha zawór wlotowy, otwierając go, tłok zaczyna poruszać się z najwyższego położenia w dół. Jednocześnie w cylindrze powstaje podciśnienie, dzięki któremu gotowa mieszanina robocza dostaje się do cylindra lub powietrze, jeśli silnik spalinowy jest wyposażony w układ bezpośredniego wtrysku paliwa (w tym przypadku paliwo jest mieszane z powietrze bezpośrednio w komorze spalania). 
Tłok przekazuje ruch do wału korbowego przez korbowód, obracając go o 180 stopni, zanim osiągnie najniższe położenie.
Podczas drugiego suwu - sprężania - zawór (lub zawory) dolotowy zamyka się, tłok odwraca kierunek ruchu, sprężając i podgrzewając mieszankę roboczą lub powietrze. Pod koniec suwu do świecy zapłonowej dochodzi wyładowanie elektryczne przez układ zapłonowy i powstaje iskra, która zapala sprężoną mieszankę paliwowo-powietrzną.
Zasada zapłonu paliwa w silniku Diesla wewnętrznego spalania jest inna: pod koniec suwu sprężania drobno rozpylony olej napędowy jest wtryskiwany przez dyszę do komory spalania, gdzie miesza się z ogrzanym powietrzem, a powstała mieszanina zapala się samoczynnie. Należy zauważyć, że z tego powodu stopień sprężania silnika wysokoprężnego jest znacznie wyższy.
W międzyczasie wał korbowy obrócił się o kolejne 180 stopni, wykonując jeden pełny obrót. 
Trzeci cykl nazywa się skokiem roboczym. Gazy powstałe podczas spalania paliwa, rozprężając się, popychają tłok do najniższego położenia. Tłok przenosi energię na wał korbowy przez korbowód i obraca go o kolejne pół obrotu.
Po osiągnięciu dolnego martwego punktu rozpoczyna się ostatni cykl - uwolnienie. Na początku tego cyklu krzywka wałka rozrządu popycha i otwiera zawór wydechowy, tłok porusza się w górę i wypycha spaliny z cylindra.
Silniki spalinowe montowane w nowoczesnych samochodach mają nie jeden cylinder, ale kilka. Dla równomiernej pracy silnika w tym samym czasie różne cykle są wykonywane w różnych cylindrach, a co pół obrotu wału korbowego następuje suw roboczy w co najmniej jednym cylindrze (z wyjątkiem silników 2- i 3-cylindrowych) . Dzięki temu można pozbyć się zbędnych drgań, równoważąc siły działające na wał korbowy i zapewniając płynną pracę silnika spalinowego. Czopy korbowodu są umieszczone na wale pod równymi kątami względem siebie. 
Ze względu na kompaktowość, silniki wielocylindrowe są produkowane nie rzędowo, ale w kształcie litery V lub typu bokser (wizytówka Subaru). Oszczędza to dużo miejsca pod maską.
Silniki dwusuwowe
Oprócz czterosuwowych tłokowych silników spalinowych istnieją silniki dwusuwowe. Zasada ich pracy różni się nieco od opisanej powyżej. Urządzenie takiego silnika jest prostsze. Cylinder posiada do okna - wlot i wylot, znajdujące się powyżej. Tłok, znajdujący się w BDC, zamyka okno wlotowe, a następnie poruszając się w górę, zamyka wylot i kompresuje mieszankę roboczą. Kiedy dociera do TDC, na świecy tworzy się iskra i zapala mieszankę. W tym czasie okno wlotowe jest otwarte, a przez nie kolejna dawka mieszanki paliwowo-powietrznej wchodzi do komory korbowej.
Podczas drugiego suwu, poruszając się w dół pod wpływem gazów, tłok otwiera okno wylotowe, przez które spaliny są wydmuchiwane z cylindra wraz z nową porcją mieszaniny roboczej, która wchodzi do cylindra przez kanał przedmuchowy. Jednocześnie część mieszaniny roboczej trafia również do okna wydechowego, co tłumaczy żarłoczność dwusuwowego silnika spalinowego.
Ta zasada działania pozwala osiągnąć większą moc silnika przy mniejszej pojemności skokowej, ale trzeba za to zapłacić przy dużym zużyciu paliwa. Zaletami takich silników są bardziej równomierne działanie, prosta konstrukcja, niska waga i duża gęstość mocy. Wśród mankamentów wymienić należy brudniejszy wydech, brak układów smarowania i chłodzenia, co grozi przegrzaniem i awarią urządzenia.
Silnik lub silnik (od łac. silnik wprawiony w ruch) - urządzenie zamieniające dowolny rodzaj energii na energię mechaniczną. Termin ten jest używany od końca XIX wieku wraz ze słowem „silnik”, które od połowy XX wieku jest częściej używane w odniesieniu do silników elektrycznych i silników spalinowych (ICE).
Silnik spalinowy (ICE)- jest to rodzaj silnika, silnika cieplnego, w którym energia chemiczna spalanego w obszarze roboczym paliwa (najczęściej ciekłych lub gazowych paliw węglowodorowych) jest zamieniana na pracę mechaniczną.
W przypadku samochodu paliwem jest zawartość baku, a praca mechaniczna to ruch. Jak więc benzyna lub olej napędowy poruszają samochodem?
Z czego wykonany jest ICE?
Musisz zacząć od tego, z czego się składa silnik spalinowy:
-głowica cylindra- jest to rodzaj naczynia do komory spalania mieszaniny roboczej, zaworów dystrybucji gazu z napędem, świec zapłonowych i dysz;
-cylindry- są to wydrążone części o cylindrycznej powierzchni wewnętrznej, tłoki poruszają się w cylindrach;
-tłoki- są to ruchome części, które ciasno zachodzą na cylindry w przekroju i poruszają się wzdłuż ich osi;
-pierścienie tłokowe- są to otwarte pierścienie, które są ciasno osadzone w rowkach na zewnętrznych powierzchniach tłoków, uszczelniają komorę spalania, poprawiają przenoszenie ciepła przez ścianki cylindra oraz regulują zużycie smaru;
-sworznie tłokowe służą do przegubowego połączenia tłoka z korbowodem, każdy z nich jest osią, względem której drga korbowód.;
-korbowody- jest to ogniwo mechanizmu płaskiego połączone z innymi ruchomymi ogniwami za pomocą obrotowych par kinematycznych i wykonujących złożony ruch płaski;
-wał korbowy- jest to wał składający się z kilku korb;
-koło zamachowe- masywne obracające się koło służące jako urządzenie magazynujące (akumulator bezwładnościowy) energii kinetycznej;
-wałek rozrządu z krzywkami- główna część mechanizmu dystrybucji gazu (GRM), która służy do synchronizacji cykli dolotu lub wydechu i silnika;
-zawory- są to mechanizmy, za pomocą których można dowolnie otwierać lub zamykać otwory w różnych celach;
-świeca służą do zapalania mieszanki palnej, są zestawem elektrod, pomiędzy którymi pojawia się iskra.
Ale do pełnego działania silnika spalinowego potrzeba jeszcze kilku systemów:
-układ zasilania silnika spalinowego, składa się ze zbiornika paliwa, filtrów paliwa, przewodów paliwowych, pompy paliwa, filtra powietrza, układu wydechowego i gaźnika (jeśli silnik nie jest wtryskowy);
-układ wydechowy silnika składa się z zaworu wydechowego, kanału wydechowego, rury ssącej tłumika, dodatkowego tłumika (rezonatora), tłumika głównego, obejm łączących;
-układ zapłonowy silnika składa się ze źródła zasilania układu zapłonowego (akumulatora i generatora), wyłącznika zapłonu, urządzenia sterującego magazynowaniem energii, urządzenia magazynującego energię (na przykład cewki zapłonowej), układu dystrybucji zapłonu, przewodów wysokiego napięcia i świec zapłonowych ;
-system chłodzenia LÓD składa się ze specjalnie ułożonych podwójnych ścian bloku cylindrów i głowic (przestrzeń między nimi jest wypełniona płynem chłodzącym), chłodnicy, zbiornika wyrównawczego, pompy, termostatu i rurociągów;
Układ smarowania składa się z miski olejowej, pompy olejowej, filtra oleju, rurek, kanałów i otworów doprowadzających olej.
Mieszanka robocza ICE
Sama nazwa LÓD- silnik WEWNĘTRZNE SPALANIE sugeruje, że coś się pali. I oczywiście to nie samo paliwo się pali, ale tylko jego opary zmieszane z powietrzem. Taka mieszanina jest zwykle nazywana mieszaniną roboczą. Spalanie tej mieszanki ma osobliwość - wypala się, znacznie zwiększając objętość, tworząc, że tak powiem, falę uderzeniową dla tłoków cylindrów.
Za tworzenie roboczej mieszanki odpowiada odpowiednio gaźnik lub wtryskiwacz, w zależności od typu silnika.
ruch samochodowy
Tak więc spalanie mieszaniny roboczej powoduje ruch tłoka. Ale jak przesunąć samochód z tłokiem? Aby to zrobić, musisz przekonwertować ruch tłoka na obrót. Dlatego sworzeń i korbowód łączą tłok z korbą wału korbowego, która oczywiście zaczyna się od tego obracać. Obroty z wału korbowego „zabiera” przenoszenie.
Cykle pracy ICE
Powyższy schemat jest niezwykle uproszczony. Przyjrzyjmy się teraz bardziej szczegółowo wszystkiemu, co dzieje się w silniku spalinowym. Klasyczny schemat działania silnika spalinowego polega na podzieleniu go na cykle. Aby wziąć pod uwagę każdy cykl silnika, musisz nauczyć się kilku definicji:
Górny martwy punkt (TDC)- najwyższe położenie tłoka w cylindrze.
Dolny martwy punkt (BDC)- najniższe położenie tłoka w cylindrze.
skok tłoka- odległość między TDC a BDC.
Komora spalania to objętość w cylindrze nad tłokiem, gdy znajduje się on w GMP.
Przemieszczenie cylindra to objętość nad tłokiem cylindra, gdy znajduje się on w BDC.
Pojemność silnika to całkowita objętość robocza wszystkich cylindrów.
Stopień kompresji ICE to stosunek całkowitej objętości cylindra do objętości komory spalania.
Wlot - 1 suw silnika spalinowego
Podczas pierwszego suwu silnika spalinowego zawór dolotowy otwiera się, aby napełnić cylinder mieszanką roboczą. Stopień napełnienia cylindra jest określony przez położenie tłoka: mieszanina robocza przestaje płynąć, gdy tłok znajduje się w pozycji BDC. Ruch tłoka zaczyna obracać korbą, a wał korbowy obraca się, chociaż ma tylko czas na obrót o pół obrotu.
Kompresja - 2 suw silnika spalinowego
Zawór wlotowy zamyka się podczas drugiego suwu silnika spalinowego. Zawór wylotowy systemu jest również zamknięty. Mieszanka robocza znajduje się w zamkniętym cylindrze. Rozpoczyna się ruch tłoka, a tym samym kompresja mieszaniny roboczej. Pod koniec sprężania (a więc i drugiego suwu) ciśnienie w cylindrze jest już bardzo wysokie, a temperatura dochodzi do 500 stopni Celsjusza.
Skok roboczy - 3 suw silnika spalinowego
Najważniejszy jest trzeci suw silnika spalinowego. To właśnie podczas trzeciego cyklu energia cieplna zamieniana jest na energię mechaniczną.
Tam, gdzie jest cienka linia między drugim a trzecim skokiem, świeca zapłonowa zapala się: mieszanina zapala się, a tłok pędzi do BDC. Rezultatem jest obrót wału korbowego.
Wydanie - 4 suwowy silnik spalinowy
Podczas czwartego suwu silnika spalinowego zawór wydechowy otwiera się, podczas gdy zawór wlotowy jest zamknięty. Tłok, wracając do GMP, wypycha spaliny z cylindra do kanału wydechowego, który prowadzi prosto przez tłumik do atmosfery.
Wszystkie cztery suwy silnika spalinowego są cyklicznie powtarzane. Ale najważniejsza z nich to z pewnością trzecia – zapewniająca skok roboczy. Pozostałe cykle mają charakter pomocniczy, tylko dla „organizacji” trzeciego cyklu, którym porusza się samochód.
Silnik spalinowy na paliwo ciekłe, opracowany i po raz pierwszy wprowadzony do praktyki w drugiej połowie XIX wieku, był drugim w historii, po silniku parowym, przykładem stworzenia jednostki zamieniającej energię na pracę użyteczną. Bez tego wynalazku nie sposób wyobrazić sobie współczesnej cywilizacji, gdyż pojazdy z silnikami spalinowymi różnego typu znajdują szerokie zastosowanie w każdej branży zapewniającej egzystencję człowieka.
Transport napędzany silnikiem spalinowym odgrywa decydującą rolę w światowym systemie logistycznym, który na tle procesów globalizacyjnych zyskuje na znaczeniu.
Wszystkie nowoczesne pojazdy można podzielić na trzy duże grupy, w zależności od rodzaju zastosowanego silnika. Pierwsza grupa pojazdów wykorzystuje silniki elektryczne. Obejmuje to zwykły miejski transport publiczny – trolejbusy i tramwaje oraz pociągi elektryczne z pojazdami elektrycznymi, a także ogromne statki i statki wykorzystujące energię jądrową – wszak nowoczesne lodołamacze, atomowe łodzie podwodne i lotniskowce krajów NATO wykorzystują silniki elektryczne. Druga grupa to sprzęt wyposażony w silniki odrzutowe.
Oczywiście tego typu silnik wykorzystywany jest głównie w lotnictwie. Najliczniejsza, znana i znacząca jest trzecia grupa pojazdów, która wykorzystuje silniki spalinowe. Jest to najliczniejsza grupa pod względem ilości, różnorodności i wpływu na życie gospodarcze człowieka. Zasada działania silnika spalinowego jest taka sama dla każdego pojazdu wyposażonego w taki silnik. Co to jest?
Jak wiecie, energia nie pochodzi znikąd i nigdzie nie wychodzi. Zasada działania silnika samochodowego jest w pełni oparta na tym postulacie prawa zachowania energii.
W najogólniejszym ujęciu można powiedzieć, że do wykonania użytecznej pracy wykorzystywana jest energia wiązań molekularnych spalanego podczas pracy silnika paliwa ciekłego.
Rozprzestrzenianie się silników spalinowych na paliwo płynne było ułatwione dzięki kilku unikalnym właściwościom samego paliwa. Ten:
- wysoka energia potencjalna wiązań molekularnych stosowanych jako mieszanka paliwowa lekkich węglowodorów „np. benzyna”
- dość prosty i bezpieczny w porównaniu np. z energią atomową, sposób jej uwolnienia
- względna obfitość lekkich węglowodorów na naszej planecie
- naturalny stan skupienia takiego paliwa, co sprawia, że jest ono wygodne w przechowywaniu i transporcie.
Kolejnym ważnym czynnikiem jest to, że tlen, którego ponad 20 procent stanowi atmosfera, działa jako utleniacz niezbędny do procesu uwalniania energii. Eliminuje to konieczność prowadzenia nie tylko zapasu paliwa, ale także zapasu katalizatora.
W idealnym przypadku wszystkie cząsteczki o określonej objętości paliwa i wszystkie cząsteczki o określonej objętości tlenu powinny reagować. W przypadku benzyny liczby te korelują od 1 do 14,7, co oznacza, że do spalenia kilograma paliwa potrzeba prawie 15 kg tlenu. Jednak taki proces, zwany stechiometrycznym, jest w praktyce niemożliwy do zrealizowania. W rzeczywistości zawsze jest jakaś część paliwa, która nie jest połączona z tlenem w trakcie reakcji.
Co więcej, dla niektórych trybów pracy silnika spalinowego stechiometria jest nawet szkodliwa.
Teraz, gdy proces chemiczny jest rozumiany ogólnie, warto zastanowić się nad mechaniką procesu przetwarzania energii paliwa na pracę użyteczną na przykładzie czterosuwowego silnika spalinowego pracującego w tzw. cyklu Otto.
Najbardziej znanym i tak zwanym klasycznym cyklem pracy jest czteroczęściowy proces eksploatacji silnika, opatentowany w 1876 roku przez Nikolausa Otto. „cykle, stąd czterosuwowe silniki spalinowe”. Pierwszy skok to wytworzenie przez tłok podciśnienia w cylindrze własnym ruchem pod wpływem ciężaru. W rezultacie cylinder jest wypełniony mieszaniną oparów tlenu i benzyny „natura nie znosi próżni”. Tłok nadal się porusza, kompresuje mieszankę - otrzymujemy drugi cykl. Przy trzecim uderzeniu mieszanina zapala się „Otto używał konwencjonalnego palnika, teraz odpowiada za to świeca zapłonowa”.
Zapłon mieszanki powoduje uwolnienie dużej ilości gazu, który naciska na tłok i powoduje jego uniesienie - do wykonania użytecznej pracy. Czwarty skok to otwarcie zaworu wydechowego i przemieszczenie produktów spalania przez powracający tłok.
Tak więc samo uruchomienie silnika wymaga wpływu zewnętrznego - zakręcenia wału korbowego połączonego z tłokiem. Teraz odbywa się to za pomocą energii elektrycznej, a w pierwszych samochodach wał korbowy musiał być obracany ręcznie „ta sama zasada jest stosowana w samochodach, które zapewniają wymuszony ręczny rozruch silnika”.
Od czasu premiery pierwszych samochodów wielu inżynierów próbowało wymyślić nowy cykl pracy silnika spalinowego. Początkowo było to spowodowane efektem patentu, który wielu chciało obejść.
W efekcie już na początku ubiegłego wieku powstał cykl Atkinsona, który zmienił konstrukcję silnika w taki sposób, aby wszystkie ruchy tłoka odbywały się w jednym obrocie wału korbowego. Umożliwiło to zwiększenie wydajności silnika, ale zmniejszyło jego moc. Dodatkowo silnik pracujący w tym cyklu nie potrzebuje osobnego wałka rozrządu i skrzyni biegów. Jednak ten silnik nie był szeroko stosowany ze względu na spadek mocy jednostki i dość złożoną konstrukcję.
Zamiast tego nowoczesne samochody często korzystają z cyklu Millera.
Jeśli Atkinson zmniejszył suw sprężania, zwiększając wydajność, ale znacznie komplikując pracę silnika, to Miller sugerował zmniejszenie suwu ssania. Umożliwiło to skrócenie rzeczywistego czasu ściskania mieszanki bez zmniejszania jej ściskania geometrycznego. Tym samym wzrasta sprawność każdego cyklu pracy silnika spalinowego, zmniejszając tym samym zużycie spalonego paliwa „na nic”.
Jednak większość silników pracuje w cyklu Otto, dlatego konieczne jest bardziej szczegółowe rozważenie tego.
Nawet najprostsza wersja silnika spalinowego zawiera czternaście niezbędnych do jego działania elementów. Każdy element ma określone funkcje.
Tak więc cylinder spełnia podwójną rolę – aktywuje się w nim mieszanka powietrza i porusza się tłok. W części zwanej komorą spalania zamontowana jest świeca oraz dwa zawory, z których jeden blokuje przepływ paliwa, a drugi spalin.
Świeca to urządzenie, które zapala mieszankę z wymaganą cyklicznością. W rzeczywistości jest to urządzenie do uzyskania wystarczająco silnego łuku elektrycznego przez krótki czas.
Tłok porusza się w cylindrze pod wpływem rozprężających się gazów lub pod wpływem działania wału korbowego przenoszonego przez mechanizm korbowy. W pierwszym przypadku tłok zamienia energię spalania paliwa na pracę mechaniczną, w drugim spręża mieszankę dla lepszego zapłonu lub wytwarza ciśnienie w celu usunięcia zużytych pozostałości mieszanki z cylindra.
Mechanizm korbowy przenosi moment obrotowy z tłoka na wał i odwrotnie. Wał korbowy, dzięki swojej konstrukcji, zamienia translacyjny ruch „góra-dół” tłoka na ruch obrotowy.
Port wlotowy, w którym znajduje się zawór wlotowy, zapewnia, że mieszanina dostanie się do cylindra. Zawór zapewnia cykliczność mieszanki.
Odpowiednio zawór wydechowy usuwa nagromadzone produkty spalania z mieszanki. Aby zapewnić normalną pracę silnika w czasie zwiększania ciśnienia i zapłonu mieszanki, jest on zamknięty.
Działanie silnika benzynowego. Szczegółowa analiza
Podczas suwu ssania tłok przesuwa się w dół. W tym samym czasie otwiera się zawór wlotowy i paliwo dostaje się do cylindra. Tak więc mieszanka paliwowo-powietrzna znajduje się w cylindrze. W niektórych typach silników benzynowych mieszanka ta jest przygotowywana w specjalnym urządzeniu – gaźniku, w innych mieszanie odbywa się bezpośrednio w cylindrze.
Następnie tłok zaczyna się podnosić. Jednocześnie zamyka się zawór wlotowy, co zapewnia wytworzenie odpowiednio dużego ciśnienia wewnątrz cylindra. Kiedy tłok osiąga swój najwyższy punkt, cała mieszanka paliwowo-powietrzna jest sprężana w części cylindra zwanej komorą spalania. W tym momencie świeca wytwarza iskrę elektryczną i mieszanina zapala się.
W wyniku spalania mieszanki uwalniana jest duża ilość gazów, które próbując wypełnić całą dostarczoną objętość, wywierają nacisk na tłok, powodując jego opadanie. Ta praca tłoka przenoszona jest za pomocą mechanizmu korbowego na wał, który zaczyna się obracać i obracać napęd kół samochodu.
Gdy tylko tłok zakończy ruch w dół, zawór kolektora wydechowego otwiera się.
Tam pędzą pozostałe gazy, tłoczone przez tłok unoszący się pod wpływem wału. Cykl się kończy, następnie tłok ponownie opada, rozpoczynając nowy cykl.
Jak widać, tylko jedna faza cyklu wykonuje pożyteczną pracę. Pozostałe fazy to praca silnika „dla siebie”. Nawet taki stan rzeczy sprawia, że silnik spalinowy jest jednym z najwydajniejszych układów wprowadzanych do produkcji. Jednocześnie możliwość zmniejszenia „bezczynności” pod względem cykli wydajności prowadzi do powstania nowych, bardziej ekonomicznych systemów. Ponadto w ograniczonym zakresie opracowywane i wdrażane są silniki, które na ogół pozbawione są układu tłokowego. Na przykład niektóre japońskie samochody są wyposażone w silniki rotacyjne, które mają wyższą wydajność.
Jednocześnie takie silniki mają szereg wad związanych głównie z wysokimi kosztami produkcji i złożonością utrzymania takich silników.
System zasilania
Aby mieszanina palna wchodząca do komory spalania spalała się prawidłowo i zapewniała płynną pracę silnika, musi być wprowadzana w wyraźnie odmierzonych porcjach i odpowiednio przygotowana. Służy do tego układ paliwowy, którego najważniejszymi częściami są zbiornik gazu, przewód paliwowy, pompy paliwowe, urządzenie do mieszania paliwa i powietrza, kolektor, różne filtry i czujniki.
Oczywiste jest, że celem zbiornika gazu jest przechowywanie wymaganej ilości paliwa. Paliwa wodne są używane jako rurociągi do pompowania za pomocą pompy benzynowej, potrzebne są filtry benzyny i powietrza, aby zapobiec zatykaniu się cienkich kolektorów, zaworów i przewodów paliwowych.
Warto bardziej szczegółowo przyjrzeć się pracy gaźnika. Pomimo tego, że samochody z takimi urządzeniami nie są już produkowane, wiele samochodów z silnikiem typu gaźnika jest nadal eksploatowanych w wielu krajach świata. Gaźnik miesza paliwo z powietrzem w następujący sposób.
Komora pływakowa utrzymuje stały poziom paliwa i ciśnienie z portem równoważącym, który usuwa nadmiar powietrza i pływakiem, który otwiera zawór przewodu paliwowego, gdy tylko poziom paliwa w komorze gaźnika spadnie. Gaźnik jest połączony z cylindrem za pomocą dyszy i dyfuzora. Gdy ciśnienie w cylindrze spada, precyzyjnie odmierzona ilość paliwa dzięki strumieniowi wpada do dyfuzora komory powietrznej.
Tutaj, ze względu na bardzo małą średnicę otworu, przechodzi do cylindra pod wysokim ciśnieniem, benzyna miesza się z powietrzem atmosferycznym, które przeszło przez filtr, a powstała mieszanina wchodzi do komory spalania.
Problem z układami gaźnikowymi polega na niemożności dokładnego pomiaru ilości paliwa i powietrza wchodzącego do cylindra. Dlatego wszystkie nowoczesne samochody wyposażone są w układ wtryskowy, zwany również wtryskiem.
W silniku wtryskowym zamiast gaźnika wtrysk odbywa się za pomocą dyszy lub dysz - specjalnego rozpylacza mechanicznego, którego najważniejszą częścią jest zawór elektromagnetyczny. Urządzenia te, zwłaszcza w połączeniu ze specjalnymi mikroprocesorami obliczeniowymi, pozwalają wtłoczyć dokładnie odmierzoną ilość paliwa we właściwym czasie. Dzięki temu silnik pracuje płynniej, łatwiej się uruchamia i zużywa mniej paliwa.
Mechanizm dystrybucji gazu
Jest jasne, w jaki sposób gaźnik przygotowuje palną mieszankę benzyny i powietrza. Ale jak działają zawory zapewniające terminowe dostarczenie tej mieszanki do cylindra? Odpowiada za to mechanizm dystrybucji gazu. To on wykonuje terminowe otwieranie i zamykanie zaworów, a także zapewnia niezbędny czas trwania i wysokość ich wzrostu.
To właśnie te trzy parametry tworzą razem fazy dystrybucji gazu.
Nowoczesne silniki posiadają specjalne urządzenie do zmiany tych faz, zwane przesuwnikiem fazowym silnika spalinowego, którego zasada działania polega na obracaniu wałka rozrządu w razie potrzeby. Sprzęgło to wraz ze wzrostem ilości wtryskiwanego paliwa obraca wałek rozrządu pod pewnym kątem w kierunku obrotów. Ta zmiana położenia powoduje, że zawory dolotowe otwierają się wcześniej i komory spalania lepiej wypełniają się mieszanką, kompensując stale rosnące zapotrzebowanie na moc. Najbardziej zaawansowane technicznie modele posiadają kilka takich sprzęgieł, są one sterowane przez dość wyrafinowaną elektronikę i mogą regulować nie tylko częstotliwość otwierania zaworów, ale także jego skok, co ma ogromny wpływ na pracę silnika na maksymalnych obrotach.
Zasada działania układu chłodzenia silnika
Oczywiście nie cała energia uwolnionego wiązania cząsteczek paliwa jest przekształcana w użyteczną pracę. Większość z nich jest tracona, zamieniając się w ciepło, a tarcie części silnika spalinowego również wytwarza energię cieplną. Nadmiar ciepła należy usunąć. Taki jest cel systemu chłodzenia.
Oddziel system powietrzny, płynny i połączony. Najpopularniejszy układ chłodzenia cieczą, choć zdarzają się auta z powietrzem – służył uproszczeniu konstrukcji i obniżeniu kosztów aut budżetowych, lub zmniejszeniu masy w przypadku aut sportowych.
Główne elementy systemu są reprezentowane przez wymiennik ciepła, grzejnik, pompę odśrodkową, zbiornik wyrównawczy i termostat. Ponadto układ chłodzenia obejmuje chłodnicę oleju, wentylator chłodnicy i czujnik temperatury płynu chłodzącego.
Ciecz krąży w wymienniku ciepła pod wpływem pompy, usuwając temperaturę z silnika. Dopóki silnik się nie rozgrzeje, specjalny zawór zamyka chłodnicę - nazywa się to „małym kołem” ruchu. Takie działanie systemu pozwala na szybkie rozgrzanie silnika.
Gdy tylko temperatura wzrośnie do temperatury roboczej, czujnik temperatury wydaje polecenie otwarcia zaworu, a płyn chłodzący zaczyna przepływać przez chłodnicę. Cienkie rurki tego urządzenia są nadmuchiwane stylowym strumieniem wiatru w twarz, schładzając w ten sposób ciecz, która ponownie wpływa do kolektora, rozpoczynając od nowa cykl chłodzenia.
Jeśli uderzenie napływającego powietrza nie wystarcza do normalnego chłodzenia – samochód pracuje ze znacznym obciążeniem, porusza się na niskich obrotach lub jest bardzo gorąco, włącza się wentylator chłodzący. Wieje nad chłodnicą, na siłę schładzając płyn roboczy.
Maszyny z turbodoładowaniem mają dwa obwody chłodzące. Jeden służy do bezpośredniego chłodzenia silnika spalinowego, drugi do usuwania nadmiaru ciepła z turbiny.
Elektryk
Pierwsze samochody z minimalną ilością elektryki. W nowoczesnych maszynach pojawia się coraz więcej obwodów elektrycznych. Energia elektryczna jest zużywana przez układ paliwowy, zapłon, układ chłodzenia i ogrzewania oraz oświetlenie. Jeśli to możliwe, dużo energii zużywa układ klimatyzacji, sterowanie silnikiem, elektroniczne systemy bezpieczeństwa. Podzespoły, takie jak układ rozruchowy i świece żarowe, zużywają energię w krótkim czasie, ale w dużych ilościach.
Źródła zasilania, okablowanie elektryczne, sterowanie i skrzynki bezpieczników służą do zasilania wszystkich tych elementów w niezbędną energię elektryczną.
Źródłem prądu samochodu jest akumulator połączony z generatorem. Gdy silnik pracuje, wał napędowy obraca generator, który wytwarza niezbędną energię.
Generator działa na zasadzie zamiany energii obrotowej wału na energię elektryczną na zasadzie indukcji elektromagnetycznej. Do uruchomienia silnika spalinowego wykorzystywana jest energia akumulatora.
Podczas rozruchu głównym konsumentem energii jest rozrusznik. To urządzenie to silnik prądu stałego przeznaczony do przewijania wału korbowego, co zapewnia rozpoczęcie cyklu silnika spalinowego. Zasada działania silnika prądu stałego opiera się na interakcji zachodzącej pomiędzy polem magnetycznym generowanym w stojanie a prądem płynącym w wirniku. Siła ta oddziałuje na wirnik, który zaczyna się obracać, a jego obrót zbiega się z obrotem pola magnetycznego charakterystycznego dla stojana. W ten sposób energia elektryczna zamieniana jest na energię mechaniczną, a rozrusznik zaczyna kręcić wałem silnika. Gdy tylko silnik się uruchomi, a generator zacznie działać, akumulator przestaje wytwarzać energię i zaczyna ją magazynować. Jeśli generator nie działa lub z jakiegoś powodu jego moc jest niewystarczająca, akumulator nadal daje energię i rozładowuje się.
Ten typ silnika jest również silnikiem spalinowym, ale ma charakterystyczne cechy, które pozwalają na wyraźne oddzielenie silników pracujących na zasadzie wymyślonej przez Rudolfa Diesela od innych silników spalinowych pracujących na „lekkich” paliwach, takich jak benzyna „w motoryzacji” czy nafta „w lotnictwie”.
Różnica w zastosowanym paliwie określa z góry różnice konstrukcyjne. Faktem jest, że stosunkowo trudno jest podpalić olej napędowy i osiągnąć jego natychmiastowe spalanie w normalnych warunkach, więc metoda zapłonu ze świecy nie jest odpowiednia dla tego paliwa. Zapłon silnika wysokoprężnego odbywa się na skutek jego kontaktu z powietrzem ogrzanym do bardzo wysokiej temperatury. W tym celu wykorzystuje się właściwość nagrzewania się gazów podczas sprężania. Dlatego tłok pracujący w silniku wysokoprężnym nie kompresuje paliwa, ale powietrze. Gdy stopień sprężania osiągnie maksimum, a sam tłok osiągnie najwyższy punkt, dysza „pompy elektromagnetycznej” zamiast świecy wtryskuje rozproszone paliwo. Reaguje z gorącym tlenem i zapala się. Następuje dalsza praca, która jest również charakterystyczna dla silnika spalinowego benzynowego.
Jednocześnie moc silnika spalinowego nie zmienia się proporcją mieszanki powietrza i paliwa, jak w silnikach benzynowych, a jedynie ilością wtryskiwanego oleju napędowego, natomiast ilość powietrza jest stała i nie zmienia się. reszta. Jednocześnie zasada działania nowoczesnej jednostki benzynowej wyposażonej w dyszę absolutnie nie jest podobna do zasady działania silnika spalinowego Diesla.
Elektromechaniczne pompy natryskowe zasilane benzyną są przeznaczone przede wszystkim do dokładniejszego pomiaru wtryskiwanego paliwa i współdziałania ze świecami zapłonowymi. To, czym te dwa typy silników spalinowych są podobne, to zwiększone wymagania dotyczące jakości paliwa.
Ponieważ ciśnienie powietrza wytwarzane przez działanie tłoka silnika wysokoprężnego jest znacznie wyższe niż ciśnienie wywierane przez mieszankę sprężonego powietrza i benzyny, taki silnik jest bardziej wymagający dla szczelin między tłokiem a ściankami cylindra. Ponadto zimą trudniej jest uruchomić silnik wysokoprężny, ponieważ „olej napędowy” gęstnieje pod wpływem wskaźników niskiej temperatury, a dysza nie może go spryskać z wystarczającą jakością.
Zarówno nowoczesny silnik benzynowy, jak i jego „krewny” diesel bardzo niechętnie pracują na benzynie „DT” o nieodpowiedniej jakości, a nawet jego krótkotrwałe użytkowanie jest obarczone poważnymi problemami z układem paliwowym.
Nowoczesne silniki spalinowe to najwydajniejsze urządzenia do zamiany energii cieplnej na energię mechaniczną. Pomimo faktu, że większość energii jest zużywana nie na bezpośrednio użyteczną pracę, ale na utrzymanie samego cyklu silnika, ludzkość nie nauczyła się jeszcze, jak masowo produkować urządzenia, które byłyby bardziej praktyczne, mocniejsze, bardziej ekonomiczne i bardziej wygodne niż silniki spalinowe. Jednocześnie wzrost kosztów węglowodorowych nośników energii oraz troska o środowisko sprawiają, że konieczne jest poszukiwanie nowych opcji silników do samochodów i transportu publicznego. Najbardziej obiecujące wydaje się w tej chwili zastosowanie autonomicznych, wyposażonych w akumulatory o dużej pojemności, silników elektrycznych, których sprawność jest znacznie wyższa oraz hybryd takich silników z wersjami benzynowymi. Przecież z pewnością nadejdzie czas, kiedy węglowodory do napędzania samochodów osobowych staną się absolutnie nieopłacalne, a silniki spalinowe zajmą miejsce na muzealnych półkach, jak lokomotywy - pół wieku temu.