Silnik benzynowy: zasada działania, urządzenie i zdjęcie

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-02-19 18:18

Silniki benzynowe są jednymi z najczęstszych spośród wszystkich innych, które są instalowane w samochodach. Pomimo tego, że nowoczesny zespół napędowy składa się z wielu części, zasada działania silnika benzynowego jest bardzo prosta. W ramach artykułu zapoznamy się z urządzeniem oraz zasadą działania silnika spalinowego.

Urządzenie

Silniki benzynowe są klasyfikowane jako silniki spalinowe. Wewnątrz komór spalania wstępnie sprężona mieszanka paliwowo-powietrzna jest zapalana za pomocą iskry. Przepustnica służy do sterowania mocą silnika. Pozwala regulować ilość powietrza wchodzącego do komory spalania.

Przyjrzyjmy się bliżej budowie wszystkich głównych elementów każdego silnika spalinowego. Każda jednostka napędowa składa się z bloku cylindrów, mechanizmu korbowego, części zespołu cylinder-tłok, mechanizmu dystrybucji gazu, układu smarowania i chłodzenia oraz układu zasilania. Również silnik nie będzie mógł pracować bez sprzętu elektrycznego. Wszystkie te systemy i komponenty współdziałają ze sobą podczas pracy silnika.

Blok cylindrów silnika

Blok cylindrów jest główną częścią każdego silnika. Jest to jednoczęściowy odlew żeliwny lub aluminiowy. Blok posiada cylindry i masę różnych otworów gwintowanych do mocowania osprzętu i innego osprzętu. Element posiada obrobione płaszczyzny do montażu głowicy cylindrów i innych części.

Konstrukcja bloku w dużym stopniu zależy od liczby cylindrów, umiejscowienia komór spalania i metody chłodzenia. W jednym bloku można połączyć od 1 do 16 cylindrów. Jednocześnie rzadziej występują bloki, w których liczba cylindrów jest nieparzysta. Wśród produkowanych obecnie modeli można znaleźć 3-cylindrowe silniki spalinowe. Większość bloków ma 2, 4, 8, 12, a czasem nawet 16 cylindrów.

Silniki o liczbie cylindrów od 1 do 4 różnią się rozmieszczeniem komór spalania w rzędzie. Nazywane są silnikami rzędowymi. Jeśli cylindrów jest więcej, to znajdują się one w bloku w dwóch rzędach pod pewnym kątem. Umożliwiło to zmniejszenie gabarytów, ale technologia wytwarzania takich bloków jest bardziej skomplikowana.

Można wyróżnić jeszcze jeden typ bloków. W nich komory spalania znajdują się w dwóch rzędach pod kątem 180 stopni. Są to tak zwane silniki bokserskie. Zasada działania silnika benzynowego tego typu nie różni się od tradycyjnych silników spalinowych. Częściej można je spotkać na motocyklach, ale są też wyposażone w nie samochody.

Jeśli chodzi o chłodzenie, możeszrozróżnić dwa rodzaje systemów. To jest chłodzenie cieczą i powietrzem. Cechy konstrukcyjne bloku cylindrów zależą od wybranego układu chłodzenia. Jednostka chłodzona powietrzem jest znacznie prostsza niż jednostka chłodzona wodą. Komory spalania w tym przypadku nie należą do bloku.

Jednostka chłodzona cieczą jest znacznie bardziej skomplikowana. Projekt zawiera już komory spalania. Na metalowy blok cylindrów nałożony jest płaszcz chłodzący, wewnątrz którego wymuszany jest obieg płynu chłodzącego, który służy do odprowadzania ciepła z części. Blok i płaszcz chłodzący w silniku spalinowym to jeden.

Górna część bloku cylindrów pokryta jest głowicą. Tworzy zamkniętą przestrzeń, w której zachodzi proces spalania paliwa. Głowica cylindra może mieć prostą konstrukcję lub bardziej złożoną.

Mechanizm korbowy

Ten zespół, który jest również integralną częścią silnika, jest niezbędny do zamiany ruchów posuwisto-zwrotnych tłoków na ruchy obrotowe wału korbowego. Główną częścią jest tutaj wał korbowy. Jest ruchomo połączony z blokiem silnika. Dzięki tej mobilności wał może obracać się wokół własnej osi.

Koło zamachowe jest przymocowane do jednego końca wału korbowego. Jest to konieczne do przeniesienia momentu obrotowego z wału korbowego na skrzynię biegów. Zasada działania czterosuwowego silnika benzynowego przewiduje dwa obroty wału korbowego na pół obrotu z użytecznympraca. Pozostałe cykle wymagają działania odwrotnego - to zapewnia koło zamachowe. Ponieważ ma dość dużą wagę, obracając się z powodu energii kinetycznej, obraca wałem korbowym podczas etapów cykli przygotowawczych.

Na obwodzie koła zamachowego znajduje się specjalne koło koronowe. Za pomocą tego węzła możesz uruchomić silnik za pomocą rozrusznika. Po drugiej stronie wału korbowego znajduje się koło zębate pompy oleju i zębatka rozrządu. Również na odwrocie znajduje się kołnierz, na którym mocowane jest koło pasowe.

Zestaw zawiera również korbowody. Pozwalają przenieść siłę z tłoków na wał korbowy i odwrotnie. Korbowody są również ruchomo przymocowane do wału korbowego. Nie ma bezpośredniego kontaktu między powierzchniami bloku cylindrów, wału korbowego i korbowodów - te części pracują przez łożyska ślizgowe.

Część cylindra-tłoka

Ta część to cylindry lub tuleje, tłoki, pierścienie tłokowe i sworznie. Na tych szczegółach opiera się zasada działania silnika benzynowego. Tutaj odbywa się cała praca. Paliwo jest spalane w cylindrach, a uwolniona energia zamieniana jest na obrót wału korbowego. Spalanie następuje wewnątrz cylindrów, które z jednej strony zamykane są głowicą, az drugiej tłokami. Tłok porusza się swobodnie wewnątrz cylindra.

Zasada działania silnika benzynowego opiera się nie tylko na spalaniu paliwa, ale również na sprężaniu mieszanki paliwowo-powietrznej. Aby to zapewnić, potrzebna jest szczelność. Zapewniają go pierścienie tłokowe. Te ostatnie zapobiegają przedostawaniu się mieszanki paliwowej i produktów spalania między tłok icylinder.

GRM (mechanizm dystrybucji gazu)

Główną funkcją tego mechanizmu jest terminowe dostarczanie mieszanki paliwowej lub paliwa do cylindrów. Potrzebny jest również czas, aby usunąć spaliny.

Dwusuwowy pasek rozrządu

Jeśli weźmiemy pod uwagę zasadę działania dwusuwowego silnika benzynowego, to nie ma w nim mechanizmu rozrządu jako takiego. Tutaj wtrysk mieszanki paliwowej i uwalnianie spalin odbywa się przez okna technologiczne w cylindrze. Istnieją trzy okna - wlot, wylot, obejście.

Kiedy tłok się porusza, otwiera lub zamyka to lub inne okno. Butla jest wypełniona paliwem, odprowadzane są również gazy. Przy takim mechanizmie dystrybucji gazu nie są potrzebne żadne dodatkowe części. Dlatego głowica cylindrów w silnikach dwusuwowych jest prosta. Jego funkcje to tylko zapewnienie maksymalnej szczelności.

4-suwowy pasek rozrządu

4-suwowy silnik jest wyposażony w kompletny mechanizm rozrządu. Paliwo w tym przypadku jest wtryskiwane przez otwory w głowicy cylindrów związane z zaworami. Gdy konieczne jest doprowadzenie lub odprowadzenie spalin, odpowiednie zawory otwierają się i zamykają. Te ostatnie można otwierać i zamykać za pomocą wałka rozrządu. Posiada specjalne krzywki.

System zasilania

Głównym zadaniem tego systemu jest przygotowanie mieszanki paliwowej i zapewnienie jej dalszego dostarczania do komór spalania. Konstrukcja jest bardzo zależna od zasady działania silnika benzynowego samochodu.

Silniki benzynowe mogą mieć dwa rodzaje układów paliwowych - gaźnik i wtryskiwacz. W pierwszym przypadku do przygotowania mieszanki używa się gaźnika. Miesza, dozuje i dostarcza mieszankę paliwa i powietrza do komór spalania. Wtryskiwacz wtryskuje paliwo pod ciśnieniem do szyny paliwowej, skąd benzyna dostaje się do cylindrów przez dysze.

W samochodach z wtryskiem zasada działania układu zasilania silnika benzynowego jest inna, przez co dawkowanie jest dokładniejsze. Dodatkowo powietrze we wtryskiwaczu jest mieszane z benzyną w kolektorze dolotowym. Dysza, w przeciwieństwie do gaźnika, lepiej rozpyla paliwo.

Układ paliwowy silników wysokoprężnych jest inny. Tutaj wtrysk odbywa się osobno dla każdego cylindra. Pasek rozrządu dostarcza tylko powietrze do komór spalania. System obejmuje zbiornik, filtry, pompy paliwa, przewody.

Układ smarowania

Zasada działania benzynowego silnika spalinowego obejmuje tarcie części. Dzięki systemowi smarowania, kolce między powierzchniami trącymi są zredukowane. Na częściach tworzy się film olejowy, który chroni powierzchnie przed bezpośrednim kontaktem. System składa się z pompy, skrzyni korbowej do przechowywania oleju, filtra, a także kanałów smarowania w bloku silnika.

Turbodoładowanie

Nowoczesne samochody są wyposażone w małe silniki o małej objętości, ale wiele z nich ma wystarczającą moc. Uzyskuje się go poprzez zastosowanie turbin. Zasada działania turbiny w silniku benzynowym opiera się na wykorzystaniu spalin. Gazy obracają sięwirnik turbiny, który wtłacza powietrze do komór spalania. Im więcej powietrza, tym więcej paliwa zostanie dostarczone, stąd moc.

Układ chłodzenia

Podczas pracy silnik mocno się nagrzewa. W cylindrach temperatura może osiągnąć 800 stopni. Do utrzymania optymalnej temperatury roboczej wymagany jest system chłodzenia. Głównym zadaniem jest usunięcie nadmiaru ciepła z cylindrów, tłoków i innych części.

System powietrzny składa się ze specjalnych powierzchni na bloku, które są chłodzone przez nadmuch powietrza. System płynów zapewnia płaszcz chłodzący, w którym krąży płyn niezamarzający. Jest w bezpośrednim kontakcie z zewnętrzną powierzchnią cylindrów. System składa się z pompy, termostatu, rurek do podłączenia przewodów, zbiornika wyrównawczego i termostatu.

Sprzęt elektryczny

Dzięki temu wyposażeniu energia elektryczna jest dostarczana do sieci pokładowej pojazdu. Energia elektryczna jest niezbędna do działania układu zapłonowego, rozrusznika i innych urządzeń. Wyposażenie elektryczne to akumulator, generator, rozrusznik, czujniki. Chociaż zasady działania silnika benzynowego i wysokoprężnego różnią się, wyposażenie elektryczne jest również dostępne w silniku wysokoprężnym.

Układ zapłonowy

Ten system jest dostępny tylko w silnikach benzynowych. W jednostce napędowej z silnikiem wysokoprężnym mieszanka paliwowa jest zapalana przez kompresję. W silniku benzynowym dochodzi do zapłonu paliwa i powietrzaiskra, która w odpowiednim momencie przeskakuje między elektrodami świecy. W skład systemu wchodzą cewka zapłonowa, rozdzielacz, przewody wysokiego napięcia, świece zapłonowe, urządzenia elektroniczne.

Wniosek

To wszystko o urządzeniu i zasadzie działania silnika benzynowego. Jak widać, wszystko jest bardzo proste, wystarczy trochę zrozumieć prawa fizyki.