Silnik spalinowy jest jednym z najbardziej powszechnych napędów w motoryzacji. To **złożone** urządzenie przekształca energię chemiczną paliwa na energię mechaniczną, umożliwiając ruch pojazdu. W kolejnych sekcjach przyjrzymy się jego budowie, zasadom działania oraz systemom wspomagającym pracę.
Budowa silnika spalinowego
Silnik składa się z kilku kluczowych podzespołów, które współpracują, by zapewnić **płynne** i **efektywne** spalanie paliwa oraz przeniesienie momentu obrotowego na układ napędowy.
Tłoki i cylindry
- Tłoki poruszają się w cylindrach, wykonując ruch posuwisto-zwrotny.
- Gładź cylindrów zapewnia szczelność i minimalne tarcie między tłokiem a ścianką cylindra.
Wał korbowy i korbowody
- Korbowody łączą tłoki z wałem korbowym, przekształcając ruch prostoliniowy w obrotowy.
- Wał korbowy przekazuje moment obrotowy do skrzyni biegów.
Głowica i zawory
- Głowica cylindrów zamyka górną część cylindra, tworząc komorę spalania.
- Zawory dolotowe i wylotowe sterują przepływem powietrza, mieszanki i spalin.
Cykl pracy czterosuwowego silnika
Większość silników benzynowych i wysokoprężnych to silniki czterosuwowe. Każdy cykl obejmuje cztery etapy, które powtarzają się wiele razy na minutę.
Suwa ssania
- Tłok przemieszcza się ku dół, tworząc podciśnienie w cylindrze.
- Przez zawór dolotowy do cylindra zasysane jest powietrze (w silniku benzynowym mieszanka powietrza z paliwem).
Suwa sprężania
- Tłok porusza się ku górze, zwiększając ciśnienie w komorze spalania.
- Sprężone powietrze lub mieszanka osiąga optymalne warunki przed inicjacją zapłonu.
Suwa pracy
- W silniku benzynowym świeca zapłonowa wywołuje iskrę inicjującą **spalanie**, w silniku Diesla dochodzi do samozapłonu wskutek wysokiego ciśnienia.
- Rozprężające się gazy wypychają tłok w dół, generując moment obrotowy.
Suwa wydechu
- Gdy tłok ponownie idzie ku górze, otwiera się zawór wylotowy.
- Spaliny zostają usunięte z cylindra do układu **wydechowego**.
Systemy wspomagające pracę silnika
Współczesny silnik samochodowy to nie tylko metalowe odlewy i ruchome elementy. W parze z mechanicznymi częściami idą systemy elektroniczne i hydrauliczne, które optymalizują pracę.
Układ smarowania
- Pompa oleju tłoczy olej pod ciśnieniem do łożysk wału korbowego i korbowodowych.
- Filtr oleju usuwa zanieczyszczenia, chroniąc przed **zużyciem**.
- Specjalne kanały w bloku silnika i głowicy kierują olej do wszystkich kluczowych punktów.
Układ chłodzenia
- Pompa wody wymusza cyrkulację cieczy chłodzącej przez kanały wodne.
- Chłodnica oddaje zbędne ciepło do otoczenia.
- Termostat reguluje temperaturę, umożliwiając szybsze osiągnięcie optymalnej pracy.
Układ paliwowy i zapłonowy
- Wtryskiwacze dozują paliwo w systemie bezpośredniego lub pośredniego wtrysku.
- Pompa paliwa zapewnia odpowiednie ciśnienie w układzie.
- Elektroniczna jednostka sterująca (ECU) kontroluje czas wtrysku i moment zapłonu.
Rodzaje silników spalinowych i ich zastosowanie
W motoryzacji spotykamy różne warianty silników, dostosowane do wymagań mocy, ekonomii i emisji spalin.
Silnik benzynowy
- Wyższe obroty obrotowe i spokojniejsza praca.
- Niższy współczynnik sprężania niż w Dieslu.
- Niższa gęstość energii paliwa, ale mniejsze hałasy spalania.
Silnik wysokoprężny (Diesel)
- Wyższy moment obrotowy przy niskich obrotach.
- Większa efektywność termiczna dzięki wysokiemu stopniowi sprężania.
- Charakterystyczne odgłosy pracy i wyższe ciśnienia maksymalne.
Silnik hybrydowy i z turbodoładowaniem
- Turbodoładowanie zwiększa ilość powietrza w komorze spalania, poprawiając moc.
- Systemy **hybrydowe** łączą silnik spalinowy z elektrycznym, redukując zużycie paliwa.
- Nowoczesne rozwiązania pozwalają na krótkotrwałą jazdę na samym napędzie elektrycznym.
Podsumowując, konstrukcja oraz zasady działania silnika samochodowego opierają się na precyzyjnej współpracy mechaniki, termodynamiki i elektroniki. Pojedynczy cykl spalania w cylindrze jest powtarzany tysiące razy na minutę, co wymaga starannego dopracowania każdego elementu, by zapewnić **trwałość**, **bezpieczeństwo** i **wydajność** pracy.
