Silnik czterosuwowy – silnik spalinowy o spalaniu wewnętrznym wykorzystywany w samochodach, ciężarówkach, motocyklach oraz wielu innych maszynach. Nazwa odnosi się do czterech faz, które zachodzą podczas działania: wpływu powietrza lub mieszanki paliwowej, sprężenia, pracy i wydmuchu spalin. Cykl obejmuje dwa okrążenia wału korbowego na cykl pracy, inaczej mówiąc, silnik czterosuwowy to silnik, którego tłok wykonuje cztery ruchy posuwiste w jednym cyklu roboczym.
Budowa
Silnik czterosuwowy składa się z następujących głównych części: kadłuba, głowicy, mechanizmu korbowego oraz rozrządu i koła zamachowego.
Kadłub, to obudowa silnika. W nim poruszają się tłoki i wał korbowy. Od góry przykrywa go głowica, która zawiera zawory i pozostałe części mechanizmu rozrządu. Kadłub również zawiera w swej budowie elementy, które pozwalają przymocować sam silnik do napędzanego mechanizmu, jak również do niego zostają przytwierdzone elementy osprzętu potrzebne do funkcjonowania silnika.
W skład kadłuba i głowicy wchodzą również takie elementy, jak kanały dolotowe mieszanki paliwowo-powietrznej, wylotowe spalin, kanały układu chłodzenia i smarowania. Kanały dolotowe, którymi przemieszcza się mieszanka muszą być odpowiedniej średnicy, aby mogła ona w sposób swobodny przejść do komory spalania silnika.
Kanały wylotowe również musza mieć odpowiednią średnicę, aby sprawnie odprowadzać spaliny. Ich temperatura może osiągać poziom 800ºC a ich ciśnienie około 20 atmosfer, a liniowa prędkość uchodzenia jest bliska prędkości dźwięku, czyli około 1200 km/h.
Mechanizm korbowy jest kolejną zasadniczą częścią silnika. W jego skład wchodzą wał korbowy, korbowód, tłok oraz koło zamachowe. Mechanizm korbowy przekształca liniowy ruch tłoka na obrotowy ruch wału korbowego.
Zasada działania
DMP – określenie stosowane w technice, oznaczające "Dolne Martwe Położenie" tłoka, czyli skrajne dolne położenie tłoka w cylindrze odpowiadające największej objętości przestrzeni roboczej.
Budowa
Silnik czterosuwowy składa się z następujących głównych części: kadłuba, głowicy, mechanizmu korbowego oraz rozrządu i koła zamachowego.
Kadłub, to obudowa silnika. W nim poruszają się tłoki i wał korbowy. Od góry przykrywa go głowica, która zawiera zawory i pozostałe części mechanizmu rozrządu. Kadłub również zawiera w swej budowie elementy, które pozwalają przymocować sam silnik do napędzanego mechanizmu, jak również do niego zostają przytwierdzone elementy osprzętu potrzebne do funkcjonowania silnika.
W skład kadłuba i głowicy wchodzą również takie elementy, jak kanały dolotowe mieszanki paliwowo-powietrznej, wylotowe spalin, kanały układu chłodzenia i smarowania. Kanały dolotowe, którymi przemieszcza się mieszanka muszą być odpowiedniej średnicy, aby mogła ona w sposób swobodny przejść do komory spalania silnika.
Kanały wylotowe również musza mieć odpowiednią średnicę, aby sprawnie odprowadzać spaliny. Ich temperatura może osiągać poziom 800ºC a ich ciśnienie około 20 atmosfer, a liniowa prędkość uchodzenia jest bliska prędkości dźwięku, czyli około 1200 km/h.
Mechanizm korbowy jest kolejną zasadniczą częścią silnika. W jego skład wchodzą wał korbowy, korbowód, tłok oraz koło zamachowe. Mechanizm korbowy przekształca liniowy ruch tłoka na obrotowy ruch wału korbowego.
Zasada działania
DMP – określenie stosowane w technice, oznaczające "Dolne Martwe Położenie" tłoka, czyli skrajne dolne położenie tłoka w cylindrze odpowiadające największej objętości przestrzeni roboczej.
GMP - Określenie stosowane w technice, oznaczające "Górne Martwe Położenie" tłoka, czyli skrajne górne położenie tłoka w cylindrze odpowiadające najmniejszej objętości przestrzeni roboczej. Można spotkać także określenie ZMP, oznaczające "Zewnętrzne Martwe Położenie" jest ono jednoznaczne dla każdego położenia cylindra ale w społeczności mechaników silnikowców nie używane często.
Suw ssania
Tłok przesuwa się w dół z górnego (GMP) do dolnego martwego punktu (DMP), wytwarzając we wnętrzu cylindra podciśnienie. W tym czasie zawór ssawny jest otwarty, dzięki temu z kanału dolotowego, znajdującego się za zamykającym go zaworem ssącym, wciągnięta zostaje z układu dolotowego silnika (gaźnik,wtrysk jedno- lub wielopunktowy), zostaje zassana mieszanka paliwowo-powietrzna (lub w przypadku wtrysku bezpośredniego zostaje zassane samo świeże powietrze, np. silniki typu FSI lub Diesla). Trafia ona do wnętrza cylindra, pomiędzy tłok, a głowicę cylindra. Kiedy tylko tłok przekroczy DMP, zawór ssący zostaje zamknięty.
Suw sprężania
Tłok przemieszcza się w górę cylindra, ściskając (czyli sprężając) mieszankę paliwowo-powietrzną. Oba zawory (ssawny i wydechowy) są zamknięte. Sprężanie następuje pod znacznym ciśnieniem, do (zwykle) mniej więcej jednej dziesiątej początkowej objętości mieszanki. Ale zanim osiągnie minimalną objętość ( na 1-2 milimetry – lub inaczej na ok. 5 stopni obrotu wału korbowego zanim tłok osiągnie GMP) następuje zapłon. Celem jest doprowadzenie do spalenia całej mieszanki w chwili, gdy tłok przekroczył GMP i może zostać odepchnięty przez rozprężające się gazy spalinowe rozpoczynające suw pracy.
Suw rozprężania (pracy)
Przed osiągnięciem GMP w silnikach wysokoprężnych i tych z elektronicznym, bezpośrednim wtryskiem paliwa lekkiego (np. FSI koncernu VW lub GDI Mitsubishi) następuje wtrysk paliwa i zapłon samoczynny lub wymuszony iskrą. Oba zawory (ssawny i wydechowy) są zamknięte. Tłok zostaje odepchnięty z dużą siłą, gdyż we wnętrzu komory spalania po zapłonie powstaje ciśnienie o wartości do 100 barów (co czasem odpowiada sile nacisku na tłok równej 5 tonom). Takie siły muszą być przeniesione z denka tłoka przez korbowód na wał korbowy. Wymusza to ruch tłoka do DMP. Z tego jednego suwu pracy silnik musi uzyskać wystarczającą energię by zrealizować pozostałe trzy suwy. Dlatego też silniki pracują tym równiej im więcej mają cylindrów.
Suw wydechu
Jeszcze zanim tłok osiągnie DMP, otwarty zostaje zawór wydechowy i wciąż jeszcze nie do końca rozprężone gazy spalinowe mogą opuścić cylinder przez układ wydechowy. Przemieszczający się w górę tłok aż do osiągnięcia GMP, gdy zawór wydechowy jest otwarty wypycha z cylindra resztę gazów, a po osiągnięciu GMP następuje tzw. "wahnięcie", czyli zamknięcie zaworu wydechowego a otwarcie zaworu ssącego i cykl rozpoczyna się od początku.
Tłok przesuwa się w dół z górnego (GMP) do dolnego martwego punktu (DMP), wytwarzając we wnętrzu cylindra podciśnienie. W tym czasie zawór ssawny jest otwarty, dzięki temu z kanału dolotowego, znajdującego się za zamykającym go zaworem ssącym, wciągnięta zostaje z układu dolotowego silnika (gaźnik,wtrysk jedno- lub wielopunktowy), zostaje zassana mieszanka paliwowo-powietrzna (lub w przypadku wtrysku bezpośredniego zostaje zassane samo świeże powietrze, np. silniki typu FSI lub Diesla). Trafia ona do wnętrza cylindra, pomiędzy tłok, a głowicę cylindra. Kiedy tylko tłok przekroczy DMP, zawór ssący zostaje zamknięty.
Suw sprężania
Tłok przemieszcza się w górę cylindra, ściskając (czyli sprężając) mieszankę paliwowo-powietrzną. Oba zawory (ssawny i wydechowy) są zamknięte. Sprężanie następuje pod znacznym ciśnieniem, do (zwykle) mniej więcej jednej dziesiątej początkowej objętości mieszanki. Ale zanim osiągnie minimalną objętość ( na 1-2 milimetry – lub inaczej na ok. 5 stopni obrotu wału korbowego zanim tłok osiągnie GMP) następuje zapłon. Celem jest doprowadzenie do spalenia całej mieszanki w chwili, gdy tłok przekroczył GMP i może zostać odepchnięty przez rozprężające się gazy spalinowe rozpoczynające suw pracy.
Suw rozprężania (pracy)
Przed osiągnięciem GMP w silnikach wysokoprężnych i tych z elektronicznym, bezpośrednim wtryskiem paliwa lekkiego (np. FSI koncernu VW lub GDI Mitsubishi) następuje wtrysk paliwa i zapłon samoczynny lub wymuszony iskrą. Oba zawory (ssawny i wydechowy) są zamknięte. Tłok zostaje odepchnięty z dużą siłą, gdyż we wnętrzu komory spalania po zapłonie powstaje ciśnienie o wartości do 100 barów (co czasem odpowiada sile nacisku na tłok równej 5 tonom). Takie siły muszą być przeniesione z denka tłoka przez korbowód na wał korbowy. Wymusza to ruch tłoka do DMP. Z tego jednego suwu pracy silnik musi uzyskać wystarczającą energię by zrealizować pozostałe trzy suwy. Dlatego też silniki pracują tym równiej im więcej mają cylindrów.
Suw wydechu
Jeszcze zanim tłok osiągnie DMP, otwarty zostaje zawór wydechowy i wciąż jeszcze nie do końca rozprężone gazy spalinowe mogą opuścić cylinder przez układ wydechowy. Przemieszczający się w górę tłok aż do osiągnięcia GMP, gdy zawór wydechowy jest otwarty wypycha z cylindra resztę gazów, a po osiągnięciu GMP następuje tzw. "wahnięcie", czyli zamknięcie zaworu wydechowego a otwarcie zaworu ssącego i cykl rozpoczyna się od początku.
made by Robson Studio 2010
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz
Uwaga: tylko uczestnik tego bloga może przesyłać komentarze.