Co to jest silnik wewnętrzny. Wszystko o silnikach spalinowych i cechach ich działania

Wykład 15.

Silniki spalanie wewnętrzne  (ICE) - najczęstszy rodzaj silników cieplnych, w których procesy pozyskiwania energii cieplnej i przekształcania jej w pracę mechaniczną są przestrzennie łączone. Osiąga się to poprzez połączenie przez to, że wytwarzanie ciepła ze spalania prowadzi się przy ograniczonej objętości pustych przestrzeni, a tym samym ekspansji produktów spalania tworzenia nadciśnienia. Takie ciśnienie realizowane jest w postaci pracy mechanicznej, spędzanej na ruchomych tłokach, łopatach turbiny lub uciekającym strumieniu gazu. W zależności od rodzaju elementu transportowanego przez ciśnienie gazu wyróżniane są silniki tłokowe, turbinowe i odrzutowe.

Kompaktowa, wysoka wydajność i niezawodność tłokowych silników spalinowych otrzymali najpowszechniej stosowane w różnych gałęziach przemysłu, budownictwa itd. Klasyfikacja tłokowy silnik spalinowy pokazano na rys. 1.

Proces przekształcania energii cieplnej w pracę mechaniczną przez silniki tłokowe odbywa się cyklicznie.

Cykl roboczyjest zestaw kolejno występujące w cylindrze silnika procesów termodynamicznych, w wyniku której jeden konwersja energii cieplnej uwalnianego podczas spalania części paliwa do cylindra silnika w pracę mechaniczną przez przemieszczenie tłoka. Cykl pracy składa się z następujących procesów: napełnienie cylindra z powietrza lub wykonane z mieszanki paliwowej gaźnika sprężania powietrza lub palne przepływ mieszanki i rozpylenie paliwa do silników wysokoprężnych (gażników), zapłonu, spalania i cieplnej oraz rozwój produktów spalania w spalinach.

Ryc. 1.  Ogólna klasyfikacja silników spalinowych.

Tłok w cylindrze silnika porusza się ruchem posuwisto-zwrotnym pomiędzy pewnymi (ustalonymi) położeniami, które nazywane są odpowiednio martwymi punktami wewnętrznymi i zewnętrznymi (TDC i BDC). Przesuwa się tłok między martwymi punktami w jednym kierunku bieganietłok i część cyklu, wykonywana, gdy tłok porusza się między martwymi punktami, takt.Nazwa miary jest podawana przez główny proces, który odbywa się w trakcie tłoku. Kiedy tłok jest przesuwany, zmienia się objętość wewnętrznej wnęki cylindra.

Typowe objętości są następujące:

Objętość wewnętrznej wnęki cylindra, gdy tłok znajduje się w GMP, nazywa się ilość kompresji przestrzenii oznaczony przez V c;

Objętość wewnętrznej wnęki cylindra, gdy tłok znajduje się w BDC, nazywany pełna pojemność cylindrai oznaczony przez V t;

Objętość opisana przez tłok między martwymi punktami, która jest nazywana robotnikami pojemność cylindrai jest oznaczony przez V s.

Określa się stosunek całkowitej objętości cylindra do objętości przestrzeni kompresji stopień kompresji,jest oznaczony przez e i znaleziony przez formułę

(1)

Stopień sprężania pokazuje, ile razy objętość cylindra zmniejsza się na tłoku, tj. Ładunek w cylindrze jest ściskany, gdy tłok jest przesuwany z HMT do GMP.

Cykl roboczy w silniku spalinowym może być wykonany w dwóch lub czterech skokach tłoka. Zgodnie z tym, silniki są nazywane push-pull i czterosuwowe.

W zależności od sposobu przygotowania mieszanki paliwowej uzyskanej poprzez zmieszanie paliwa z powietrzem rozróżnia się silniki z wewnętrzną mieszaniną mieszanek - silnik wysokoprężny i zewnętrzny - gaźniki.

Metodą zapalania mieszaniny roboczej składającej się z paliwa i powietrza, ICE dzieli się na główne grupy: z wymuszonym zapłonem ze źródła zewnętrznego (gaźnik i silniki gazowe); z zapłonem samoczynnym (diesle).

Silniki gaźnika działają na lekkie paliwa płynne (benzyna), silniki Diesla - na ciężki olej opałowy (olej napędowy i inne frakcje oleju).

W silnikach z gaźnikami na zewnątrz cylindra powstaje palna mieszanka. W cylindrach pojawia się gotowa mieszanina (para benzyny z powietrzem), która podczas suwu sprężania jest sprężana 6 ... 9 razy, a następnie zapalana przez iskrę elektryczną.

Diesle działają na innej zasadzie niż silnik gaźnika: butle nie otrzymują mieszaniny palnej, ale czyste powietrze, które jest sprężane 12 ... 20 razy. Przy takim ściskaniu wzrasta ciśnienie w komorze sprężania, a samo powietrze nagrzewa się. W skompresowanym i ogrzanym powietrzu przez specjalną dyszę wtryskuje się olej napędowy, który jest rozpylany na małe kropelki i częściowo odparowywany, tworząc palną mieszaninę z powietrzem. Ta mieszanina zapala się z powietrza ogrzanego przez ściskanie bez jakiegokolwiek obcego zapłonu i oparzeń.

Stosunek ilościowy paliwa i powietrza (paliwa i powietrza, aby utworzyć mieszankę palną) są określone przez reakcje utleniania-redukcji zachodzących pomiędzy pierwiastków tlenu paliwa i powietrza. Im więcej powietrza można spalić więcej paliwa, a tym samym większą ilość energii cieplnej i mechanicznej pracy, natomiast w silnikach wysokoprężnych w celu zwiększenia impuls zasilania może być wykorzystywany przy niezmienionej cylindrów parametrów geometrycznych, tj. Ciśnienie E. Dostawa powietrza.

Tłok ICE składa się z grupy zespołów nieruchomych i ruchomych oraz szeregu systemów serwisowych. Schematy dla jednocylindrowego czterosuwowego silnika wysokoprężnego z doładowanym i dwusuwowym olejem napędowym przedstawiono na rys. 2, 3 i 4.

Główne elementy stałe obejmują ramę fundamentową z łożyskami wału korbowego, na której zamontowana jest rama i tuleje cylindrów. Górne cylindry są zamykane pokrywami. Silniki są zamontowane na ramie 13 pod-silnika przy użyciu stóp (patrz Fig. 2, a). Tuleja cylindra są zainstalowane, zazwyczaj w jednej jednostce, zwany blok cylindrów 5 i zamyka ten sam dla całej serii pokrywy cylindra, który nazywany jest głowica cylindra 11. Głównymi częściami ruchomymi silnika spalinowego są tłok 7, drążek łączący 3 i wał korbowy 2.

Ryc. 2.Silnik spalinowy (silnik Diesla):

a- schemat silnika:

1 - dolna skrzynia korbowa (paleta); 2 - Wał korbowy; Pręt łączący 3-biegunowy; 4 - górna skrzynia korbowa; 5 - blok cylindrów; 6 - doładowanie (jednostka ładująca powietrze); 7 - tłok; 8 - zawór wlotowy; 9-dysz; 10 - zawór wydechowy; 11 - głowica bloku cylindrów; 12 - wysokociśnieniowa pompa paliwa; 13 - Rama sub-silnika;

b- tabela wskaźników P-V; w- wykres rozrządu wałka rozrządu:

φ 0 - kąt otwarcia otworu zaworu wlotowego; φ ç - kąt opóźnienia przy zamykaniu zaworu wlotowego; φ в - kąt wyprzedzenia otwarcia ostatniego zaworu; φ k jest kątem opóźnienia wyjścia zaworu wydechowego; φ t - kąt wyprzedzenia wtrysku paliwa; φ 0 + φ к - kąt nachylenia zaworów;

g- czteroletni cykl pracy silnika wysokoprężnego

Ryc. 3.Schemat działania dwusuwowego silnika wysokoprężnego z przeciwbieżnymi tłokami i przedmuchiwaniem bezpośrednim:

1,6 górny i dolny tłok; 2 - oczyścić okna; 3 - wtryskiwacze; 4 - komora spalania; 5 - okna wydechowe

Ryc. 4.Dwusuwowy silnik wysokoprężny z wydmuchem poprzecznym w kształcie litery U: a - schemat dwusuwowego silnika wysokoprężnego; b- schemat rozrządu zaworów; w- schemat wskaźnika: juta- ekspansja; mn- Bezpłatny numer; paa "- przedmuch; i "a"- napełnianie; a "z- Kompresja; czy- palenie; x- początek wtrysku paliwa; na- koniec dopływu paliwa do komory spalania

Każdy ICE ma następujące systemy:

System wymiany gazu, który kontroluje napełnianie butli świeżym powietrzem i oczyszcza go z gazów spalinowych;

Układ paliwowy, służący do dostarczania i przygotowania paliwa do spalania w cylindrze;

System smarowania;

Układ chłodzenia;

System rozruchowy;

System zarządzania;

System regulacji.

Nowoczesne ICE są również wyposażone w dodatkowe systemy i urządzenia, które poprawiają moc i inne osiągi. Należą do nich systemy doładowania, wstępnego podgrzewania i automatyki, urządzenia tłumiące hałas i wibracje, tłumiki drgań skrętnych na wale korbowym i tak dalej.

Główne parametry silników diesla obejmują moc nominalną, liczbę cylindrów, taktyczność, średnicę cylindra, skok, stopień sprężania, wymiary masy itp.

Rozważmy zasadę czterosuwowego silnika wysokoprężnego z doładowaniem (patrz rysunek 2, d),w którym jeden cykl roboczy jest wykonywany w czterech suwach (skokach) tłoka, odpowiadających dwóm obrotom wału korbowego.

Pierwszy środek - skok spożyciaŚwieże powietrze - pojawia się, gdy tłok przemieszcza się z TDC na BDC. Zawór wlotowy 8 otwarte i ostateczne 10 - jest zamknięty. Z początkiem ruchu tłoka od ВМТ do НМТ objętość przestrzeni roboczej cylindra 5 zwiększa się, a ciśnienie w nim spada i staje się mniej niż atmosferyczne w silnikach wysokoprężnych bez doładowania (doładowanie 6 brak). W obecności ciśnienia powietrze dostaje się do cylindra pod ciśnieniem wytworzonym przez sprężarkę (urządzenie doładowujące powietrze). W przypadku braku ciśnienia świeży ładunek powietrza dostaje się do cylindra z powodu rozrzedzenia. Aby osiągnąć maksymalne napełnienie cylindra, zawór wlotowy otwiera się nieco wcześniej, w punkcie r o pewnym kącie wyprzedzenia równym 15 ... 35 ° kąta obrotu wału korbowego do GMP i zamyka się w punkcie az pewnym kątem zwalniania φ 3, równym obrotowi 10 ... 30 ° wału po BDC (patrz rys. 2, c).

Drugi takt - suw sprężania- rozpoczyna się od odwrotnego suwu tłoka NМТ do TDC z zamkniętymi zaworami. W cylindrze powstaje zamknięta przestrzeń, której objętość zmniejsza się po przejściu na GMP. Zmniejszenie objętości powoduje sprężanie świeżego powietrza, co powoduje zwiększenie ciśnienia do 3 ... 4 MPa i temperatury do 600 ... 700 ° C, co staje się wystarczające do samozapłonu wtryskiwanego paliwa.

Przy zbliżaniu się tłoka do górnego martwego punktu w cylindrze wtryskiwanego drobno rozpylone paliwo z pewnym wyprzedzeniem ®r równej 10 ... 30 ° kąta obrotu wału korbowego przed GMP z wytworzeniem jednorodnej mieszanki i jej zapłonu w pobliżu GMP.

Trzeci środek - takt rozszerzenia,w którym pali się paliwo i nagły wzrost ciśnienia i temperatury płynu roboczego. Maksymalne ciśnienie podczas spalania paliwa przy niskiej prędkości obrotowej silników Diesla 5 ... 7 MPa, przy średniej i wysokiej prędkości 6 ... 12 MPa i w silnikach wysokoprężnych z doładowaniem 10 ... 15 MPa. Temperatura gazu na końcu spalania paliwa jest wyższa, im wyższe ciśnienie i wynosi od 1600 ... 2000 ° C.

Wysokie ciśnienie  wraz z rozszerzaniem płynu roboczego powoduje ruch tłoka od TDC do BDC, co powoduje użyteczną pracę.

Czwarty takt - takt wydania,kiedy zawór wylotowy otwiera się na końcu roboczego skoku, zanim tłok wejdzie do BDC 10 i rozpoczyna się proces swobodnego uwalniania gazów z butli do rurociągu odprowadzającego. Swobodne odprowadzanie odbywa się z powodu spadku ciśnienia w cylindrze i układzie wydechowym. Temperatura gazów spalinowych wynosi 350 ... 500 ° C, a ciśnienie wynosi 0,3 ... 0,4 MPa.

Postęp otwierania zaworu wydechowego 10 w punkcie 6 odpowiada φ in = 20 ... 50 ° kąta obrotu wału korbowego do HMT. Tłok porusza się w górę, wypycha gazy wydechowe z cylindra, zwalniając cylinder dla nowej porcji świeżego powietrza.

Zawór wylotowy zamyka się w punkcie r  przy φ k = 10 ... 30 ° dla TDC. Suma dwóch kątów φ 0 + φ k jest wywołana kąt nachylenia zaworów.Przy dalszym ruchu tłoka w dół rozpoczyna się nowy cykl roboczy, którego cykle powtarza się w kolejności podanej powyżej.

Rozważmy zasadę działania dwusuwowego silnika wysokoprężnego (patrz ryc. 3) z przeciwbieżnymi tłokami i odpowietrznikiem z bezpośrednim otworem.

W cylindrze diesla znajdują się dwa tłoki poruszające się w przeciwnych kierunkach i tworzące jedną wspólną komorę spalania w środkowej części tulei cylindrowej (pomiędzy dnami tłokowymi). Doprowadzanie powietrza do cylindrów i wydech gazów spalinowych odbywa się przez okna w tulejach cylindrowych, które są otwierane i zamykane przez tłoki. Górne tłoki kontrolują wlot powietrza przez okna czyszczące, a dolne kontrolują wydech spalin przez okna wydechowe.

Cykl operacyjny zachodzi w silniku dwusuwowym wysokoprężnym w dwóch cyklach, np. E. jednego obrotu wału korbowego, i prowadzi się ją w następujący sposób.

Pierwszy środekrozpoczyna się, gdy tłoki przesuwają się ku sobie (patrz rysunek 3) od ich HMT do TDC. Najpierw dolny tłok pokrywa otwory wylotowe, a następnie górny tłok - okna czyszczące. Określona sekwencja zamykania okien jest wyjaśniona faktem, że dolny wał korbowy znajduje się o kąt 12 ° przed górnym względem kąta obrotu. Przed zamknięciem otworów wylotowych powietrze pod ciśnieniem wypiera gazy wydechowe z cylindra. Gdy okna są zamknięte, powietrze przez otwarte otwory wlotowe nadal wpływa do cylindra. Późniejsze zamykanie portów wlotowych w porównaniu z wylotami pomaga w napełnianiu cylindra świeżym powietrzem do ciśnienia prawie równego ciśnieniu powietrza oczyszczającego, tj. Występuje tak zwane doładowanie. Pozwala to zwiększyć ładunek ciężaru powietrza w cylindrze, a tym samym spalić więcej paliwa i uzyskać więcej mocy.

Gdy tylko okna są zamknięte, rozpoczyna się sprężanie powietrza w cylindrze. Kiedy tłoki zbliżają się do TDC, paliwo jest wtryskiwane do komory spalania, która zapala się w ośrodku ogrzanym po sprężeniu do wysokiej temperatury powietrza.

Na początku drugi paseknastępuje spalanie paliwa, co prowadzi do wzrostu ciśnienia gazów w cylindrze do 8 ... 9 MPa. Pod tym ciśnieniem tłoki odbiegają od TDC, gazy rozszerzają się i ich ciśnienie maleje. Pod koniec suwu rozprężania dolny tłok otwiera otwory wylotowe i rozpoczyna się wydech. Nieco później, gdy górny tłok otwiera okna wlotowe, rozpoczyna się proces wydmuchiwania cylindra świeżym powietrzem. Ten proces trwa do momentu zamknięcia okien wyjściowych na początku pierwszego taktu, a następnie cykl się powtarza.

Podobnie wykonywany jest cykl roboczy dwusuwowego silnika wysokoprężnego z poprzecznym wietrzeniem w kształcie litery U (patrz rysunek 4).

Jak wiadomo, obecnie istnieje wiele różnych typów silników spalinowych. Tego typu jednostki napędowe są źródłem energii dla pojazdów, mechanizmów i zespołów oraz różnią się wydajnością, konstrukcją, przeznaczeniem itp.

W naszych poprzednich artykułach rozważaliśmy już wszystkie rodzaje silników instalowanych na samochodach. Następnie zamierzamy mówić o klasyfikacji silników spalinowych.

Ogólna klasyfikacja silników

Po pierwsze, silniki spalinowe są klasyfikowane zgodnie z szeregiem cech i charakterystyk. Przede wszystkim elektrownie różnią się celem. ICE to:

• typ stacjonarny;
• silniki w transporcie;

Te pierwsze są szeroko stosowane jako mechanizm napędowy dla różnych pomp, generatorów itp. Drugi typ można znaleźć na samochodach, motocyklach, statkach, samolotach, pociągach i innych rodzajach pojazdów powietrznych, lądowych i wodnych. Należy zauważyć, że ta klasyfikacja nie dotyczy silników odrzutowych, wodorowych i rakietowych, rozciągających się do agregatów masy.

Ponadto elektrownie różnią się rodzajem używanego paliwa. Silniki mogą pracować na:

• płynne i lekkie paliwo (benzyna, alkohol);
• płynne ciężkie paliwo (olej opałowy, olej słoneczny, olej napędowy)
• paliwo gazowe;
• stosuj połączone paliwo, gdy silnik jednocześnie wykorzystuje płynne paliwo i gaz (na przykład);
• w przypadku silników spalinowych wielopaliwowych stosuje się kilka rodzajów paliwa (jednostka pracuje zarówno na benzynie, jak i nafty itp.);

Ponadto silniki spalinowe można podzielić w zależności od tego, w jaki sposób realizowana jest konwersja energii cieplnej w wyniku spalania paliwa w mechaniczną użyteczną pracę. Silniki mogą być:

• tłok ICE (spalanie i przekształcanie energii cieplnej w pracę mechaniczną odbywa się w cylindrze silnika;
• silniki turbin gazowych (w takich silnikach paliwo pali się w specjalnej komorze spalania, po przekształceniu energii cieplnej w mechaniczną na łopatach turbinowych;
• silniki typu mieszanego, w których paliwo jest spalane w cylindrach silnika tłokowego, a taki silnik jest generatorem gazu. Oznacza to, że energia cieplna jest tylko częściowo przekształcona w energię mechaniczną w cylindrze, a częściowo transformacja odbywa się na łopatach koła turbiny (na przykład silnika turbośmigłowego).

Wciąż silniki spalinowe różnią się sposobem tworzenia mieszanki. Jednostki napędowe to:

• silniki z zewnętrznym tworzeniem mieszanki (mieszanka robocza nie powstaje w cylindrze). Jeśli to proste, to jest to gaźnik benzynowy i silniki gazowe, a także silniki wtryskowe z wtryskiem paliwa.
• instalacje z formowaniem mieszanki wewnętrznej (przy suwie ssania powietrze jest dostarczane osobno do cylindra, następnie paliwo jest wtryskiwane bezpośrednio do komory spalania, a mieszanka robocza formowana jest już w samym cylindrze). Taka formacja mieszanin zachodzi w instalacjach benzynowych z zapłonem iskrowym i silnikami gazowymi, gdzie paliwo dostarczane jest do cylindra przed rozpoczęciem kompresji.

Ponadto silniki są klasyfikowane zgodnie z metodą zapłonu działającej mieszanki paliwowo-powietrznej. Mieszaninę można zapalić:

• z zewnętrznego źródła, które działa jako iskra elektryczna;
• od ściskania, gdy mieszanina zapala się w wysokiej temperaturze podczas silnego sprężania powietrza i paliwa w cylindrze (na przykład silnika wysokoprężnego);
• agregaty z. W tych silnikach komory wstępnej znajdują się dwie komory spalania. W pierwszej (małej) komorze mieszanina zapala się od iskry, następnie następuje dalszy zapłon głównego ładunku w głównej (dużej) komorze, w wyniku rozprzestrzeniania się czoła płomienia z małej komory.
• silniki, które działają na zasadzie pierwotnego zasilania niewielką ilością ciekłego paliwa (samozapłonem z kompresji), które może również zapalić główny ładunek, który składa się z paliwa gazowego (silnik wysokoprężny).

Dodajemy, że również silniki tłokowe są podzielone zgodnie ze sposobem prowadzenia cyklu roboczego. Są silniki. Jednostki mocy mogą być (wlot powietrza następuje z powodu rozrzedzenia w cylindrach) i z doładowaniem, gdy powietrze jest wymuszone pod ciśnieniem.

Jeśli chodzi o doładowanie, silniki są i mogą jednocześnie mieć oba rozwiązania. Silniki z turbosprężarką otrzymują turbinę gazową, która działa dzięki efektom spalin.

Urządzenia z mechanicznym kompresorem są konstrukcyjnie wyposażone w urządzenie napędzane silnikiem, które pobiera z niego energię. Połączony typ zakłada, że ​​silnik jednocześnie ma turbosprężarkę i mechaniczną doładowanie.

Kolejną rzeczą, o której warto wspomnieć, jest różnica w sposobie dostarczania paliwa do cylindrów, gdy zmienia się obciążenie. Istnieją silniki z kontrolą mieszanki przez:

• jakość;
• ilość;
• mieszany typ;

W pierwszym przypadku chodzi o zmianę składu mieszaniny, biorąc pod uwagę obciążenia i warunki pracy silników spalinowych. W drugim przypadku kompozycja się nie zmienia, ale dostarczana jest tylko większa lub mniejsza ilość. W silnikach z mieszaną kontrolą zarówno skład mieszanki, jak i jej ilość zmieniają się, co zależy od obciążeń jednostki.

Należy również wspomnieć o różnicach między silnikami. Silniki są wyposażone w chłodzenie cieczą, chłodzenie powietrzem i chłodzenie kombinowane. Kolejna szczególna uwaga zasługuje na system smarowania. Na przykład w silnikach dwusuwowych smar spala się bezpośrednio w cylindrach, natomiast w silnikach czterosuwowych olej praktycznie nie wchodzi do komory spalania.

Wreszcie zauważyć, że klasyfikacja silników samochodowych dotyczy tłokowego silnika spalinowego (benzyna, diesel i LPG), gaźnikiem i wtryskiem paliwa, z zewnętrznym tworzenie mieszanki lub bezpośrednie wstrzyknięcie, z zapłonem iskrowym i wysokoprężnych.

Również w niektórych samochodach można znaleźć turbiny gazowe, przedsionki lub silniki z tłokiem obrotowym, ale dzisiaj takich jednostek nie można nazwać masą w stosunku do przemysłu motoryzacyjnego.

Główne różnice konstrukcyjne w ICE

Jeśli mówimy o głównych różnicach w konstrukcji silników tłokowych, różne jednostki napędowe są podzielone na cylindry poziome i pionowe w linii. Również silniki są w kształcie litery V itp.

Jednostki nadal to silniki jednotłokowe, gdy w jednym cylindrze znajduje się jeden tłok i roboczy wgłębienie. W tym przypadku są również ICE, w których tłoki poruszają się w przeciwnym kierunku w jednym cylindrze, a wnęka robocza znajduje się pomiędzy dwoma tłokami. Istnieją również silniki o podwójnym działaniu, w których po obu stronach tłoka znajdują się wgłębienia robocze.

Osobno warto wspomnieć o silnikach tłokowych obrotowych (silnik Wankla), które również mają inną konstrukcję. Najbardziej powszechną opcją jest ta, w której wirnik, który jest tłokiem, porusza się (ruch planetarny) w ciele. Podczas tego ruchu komory spalania o zmiennej objętości roboczej powstają pomiędzy wirnikiem a ściankami obudowy silnika.

W tym przypadku istnieją warianty silnika obrotowego, w którym tłok-wirnik nie porusza się, ale ruch planetarny jest wykonywany przez korpus ICE. Jeszcze jedną odmianę można uznać za agregaty, w których poruszają się zarówno ciało, jak i wirnik.

Co w końcu

Dlatego też rozważono cel i klasyfikację silników spalinowych. Jednocześnie ta informacja wyraźnie pokazuje najszerszy zakres zastosowań tłokowych ICE.

Jak widać, silniki mogą mieć różne konstrukcje, używać różnych rodzajów paliwa, a także mają różne systemy smarowania, podawania paliwa, chłodzenia i zapłonu.

Biorąc pod uwagę pewne cechy danego rodzaj silników spalinowych  takie jednostki są wykorzystywane zarówno w pojazdach, jak i generatorach, urządzeniach napędowych wszelkiego rodzaju agregatów i mechanizmów.

Silnik spalinowy działa na zasadzie rozszerzania się gazów, które są ogrzewane, gdy tłok porusza się od górnego martwego punktu do dolnego martwego punktu. Gazy są ogrzewane przez fakt, że paliwo pali się w cylindrze, który miesza się z powietrzem. Zatem temperatura ciśnienia i gazu gwałtownie wzrasta.

Wiadomo, że ciśnienie tłoka jest podobne do ciśnienia atmosferycznego. Natomiast w cylindrze ciśnienie jest wyższe. Właśnie z powodu tego ciśnienia tłok jest opuszczany, co prowadzi do ekspansji gazów, dlatego też wykonuje się użyteczną pracę W odpowiedniej sekcji naszej witryny można znaleźć artykuł. Aby wytworzyć energię mechaniczną, cylinder silnika musi być stale zasilany powietrzem, w którym przez dyszę przepływa paliwo i powietrze przez zawór wlotowy. Oczywiście powietrze może dostarczać paliwo, na przykład przez zawór wlotowy. Dzięki temu wszystkie produkty uzyskane podczas spalania wychodzą. Wszystko to dzieje się na podstawie rozkładu gazu, ponieważ jest to gaz odpowiedzialny za otwieranie i zamykanie zaworów.

Cykl operacyjny silnika

Konieczne jest zwłaszcza wyodrębnienie cyklu pracy silnika, który jest serią powtarzalnych procesów. Występują w każdym cylindrze. Ponadto od nich zależy transfer energii cieplnej w pracę mechaniczną. Warto zauważyć, że każdy rodzaj transportu działa we własnym specyficznym typie. Na przykład cykl roboczy można wykonać dla 2 suwów tłoka. W tym przypadku silnik nazywa się push-pull. Jeśli chodzi o samochody, większość z nich ma silniki czterosuwowe, ponieważ ich cykl składa się z wlotu, sprężania gazu, rozprężania gazu lub skoku roboczego i uwalniania. Wszystkie te cztery fazy odgrywają dużą rolę w działaniu silnika.

Wlot

Na tym etapie zawór wylotowy jest zamknięty, a zawór wlotowy jest otwarty. Na początkowym etapie pierwszy półobrót jest wykonywany przez wał korbowy silnika, który prowadzi do ruchu od górnego martwego punktu do dolnego martwego punktu. Po rozładowaniu cylindra dostaje się do niego powietrze z gazociągu wraz z benzyną, która jest mieszaniną palną, którą następnie miesza się z gazami. W ten sposób silnik zaczyna działać.

Kompresja

Po całkowitym napełnieniu butli mieszaniną palną tłok zaczyna stopniowo przesuwać się od górnego martwego punktu do dolnego martwego punktu. W tej chwili zawory są nadal zamknięte. Na tym etapie ciśnienie i temperatura mieszaniny roboczej stają się wyższe.

Skok roboczy lub ekspansja

Podczas gdy tłok nadal przemieszcza się od górnego martwego punktu do dolnego martwego punktu, po fazie sprężania, iskra elektryczna zapala mieszaninę roboczą, która z kolei natychmiast gaśnie. Tym samym temperatura i ciśnienie gazów w cylindrze natychmiast wzrasta. Podczas cyklu pracy wykonywana jest pożyteczna praca. Na tym etapie otwierany jest zawór wylotowy, co prowadzi do spadku temperatury i ciśnienia.

Zwolnij

W czwartym półobrotu tłok porusza się od górnego martwego punktu do dolnego martwego punktu. Tak więc, przez otwarty zawór wydechowy, wszystkie produkty spalania opuszczają cylinder, który następnie wchodzi do atmosfery.

Jak działa czterosuwowy diesel

Wlot

Powietrze dostaje się do cylindra przez otwarty zawór wlotowy. W odniesieniu do ruchu od górnego martwego punktu do dolnego martwego punktu, jest on utworzony przez podciśnienie, które pochodzi z powietrza z filtra powietrza do cylindra. Na tym etapie obniża się ciśnienie i temperaturę.

Kompresja

W drugiej połowie obrotu zawory dolotowe i wylotowe są zamknięte. Od NLT do TDC, tłok nadal się porusza i stopniowo kompresuje powietrze, które niedawno weszło do komory cylindrycznej. W odpowiedniej sekcji naszej witryny można znaleźć artykuł na temat. W wersji silnika z silnikiem diesla paliwo zapala się, gdy temperatura sprężonego powietrza jest wyższa niż temperatura paliwa, która może się samozapłonić. Olej napędowy  pochodzi z pompa paliwa  i przechodzi przez dyszę.

Skok roboczy lub ekspansja

Po procesie kompresji paliwo zaczyna mieszać się z ogrzanym powietrzem, co powoduje zapłon. Trzeci pół obrotu zwiększa ciśnienie i temperaturę, powodując spalanie. Następnie, gdy tłok zbliża się od górnego martwego punktu do dolnego martwego punktu, ciśnienie i temperatura zmniejszają się znacząco.

Zwolnij

Na tym ostatnim etapie gazy wydechowe są usuwane z cylindra, który poprzez otwartą rurę wydechową przedostaje się do atmosfery. Temperatura i ciśnienie są zauważalnie niższe. Następnie cykl roboczy robi wszystko to samo.

Jak działa silnik dwusuwowy?

Dwusuwowy silnik ma inną zasadę działania niż silnik czterosuwowy. W tym przypadku palna mieszanina i powietrze wchodzą do cylindra na początku suwu sprężania. Ponadto gazy wydechowe opuszczają cylinder pod koniec suwu rozprężania. Należy zauważyć, że wszystkie procesy zachodzą bez ruchu tłoków, jak to ma miejsce w czterosuwowym silniku. Silnik dwusuwowy charakteryzuje się procesem zwanym wydmuchiwaniem. Oznacza to, że w tym przypadku wszystkie produkty spalania są usuwane z cylindra za pomocą przepływu powietrza lub palnej mieszaniny. Silnik tego typu jest koniecznie wyposażony w pompę przedmuchową, sprężarkę.

Dwusuwowy silnik gaźnika z dmuchaniem w komorę różni się od poprzedniego typem pracy. Warto zauważyć, że silnik dwusuwowy nie ma zaworów, ponieważ są one zastępowane w tym zakresie przez tłoki. Tak więc, gdy porusza się tłok zamyka wlot i wylot, a także wieje okna. Za pomocą odpowietrzników szyba wchodzi w interakcję ze skrzynią korbową lub komorą korbową, a także z rurociągiem wlotowym i wylotowym. Jeśli chodzi o cykl roboczy, silniki tego typu są rozdzielone dwoma słupkami, jak można już było odgadnąć z nazwy.

Kompresja

Na tym etapie tłok porusza się od dolnego martwego punktu do górnego martwego punktu. W ten sposób zamyka częściowo okna przedmuchu i wylotu. Tak więc w momencie zamykania cylinder ściska benzynę i powietrze. W tym momencie następuje wyładowanie, które prowadzi do przepływu palnej mieszaniny z gaźnika do komory korbowej.

Skok roboczy

Co do operacji dwusuwowej silnik diesla, tu jest nieco inna zasada pracy. W tym przypadku nie jest to palna mieszanina, ale powietrze najpierw wpada do cylindra. Następnie pali się tam lekko. Jeżeli prędkość wału i wielkość cylindra jednostki wysokoprężnej są takie same, to z jednej strony moc takiego silnika przekroczy moc silnika czterosuwowego. Jednak taki wynik nie zawsze jest możliwy do prześledzenia. Tak więc, z powodu słabego uwalniania butli z pozostałych gazów i niekompletnego użycia tłoka, moc silnika nie przekracza w najlepszym przypadku 65%.