Silnik spalinowy - silnik wykorzystujący sprężanie i rozprężanie czynnika termodynamicznego (gazu) do wytworzenia momentu obrotowego lub siły. Sprężany jest gaz "zimny", a rozprężany — "gorący". Do sprężenia gazu zimnego zużywana jest mniejsza ilość energii mechanicznej niż uzyskuje się z rozprężania. Z tego powodu energia uzyskana z rozprężania zużywana jest do sprężania gazu i do napędu dowolnej maszyny. Gorący gaz uzyskuje się w wyniku spalenia paliwa, stąd nazwa: silnik spalinowy.

Ogólna teoria działania silników - spalinowych Czynnik "zimny", często powietrze zassane z otoczenia, jest sprężane, a w wyniku sprężania rośnie jego ciśnienie i temperatura. Sprężony gaz ogrzewany jest poprzez spalanie paliwa do stosunkowo wysokiej temperatury. "Gorący" gaz rozprężany jest w cylindrze z ruchomym tłokiem lub/i turbinie. Uzyskana z rozprężania gorącego gazu energia mechaniczna wystarcza na pokrycie zapotrzebowania energii do sprężenia gazu "zimnego" i do napędu dowolnej maszyny.

Sprężanie i rozprężanie gazu może odbywać się zarówno w maszynach przepływowych jak i tłokowych. Jeśli wykorzystujemy maszyny przepływowe mamy do czynienia z silnikiem turbinowym, składającym się z osobnych elementów: sprężarki, komory spalania i turbiny. Jeśli silnikiem naszym jest maszyna tłokowa, to proces sprężania, spalania paliwa i rozprężania gorącego czynnika odbywa się cyklicznie w jednej przestrzeni ograniczonej tłokiem, głowicą i ściankami cylindra (silnik tłokowy).

Podstawowe pojęcia, oraz wartości charakteryzujące silniki spalinowe:

· GMP – Górne martwe położenie - położenie gdzie tłok jest najbardziej oddalony od wału korbowego

· DMP – Dolne martwe położenie - moment maksymalnego zbliżenia tłoka do wału korbowego

· Skok tłoka – przemieszczenie tłoka między GMP a DMP

· Suw – ruch tłoka od GMP do DMP lub od DMP do GMP

· Pojemność całkowita cylindra – pojemność cylindra gdy tłok znajduje się w DMP

· Pojemność komory spalania - pojemność cylindra gdy tłok znajduje się w GMP

· Pojemność skokowa cylindra – jest to różnica pomiędzy pojemnością całkowitą cylindra, a pojemnością komory sprężania

· Pojemność skokowa silnika – zsumowana pojemność skokowa wszystkich cylindrów, wyrażana w centymetrach sześciennych (cm³, ccm)

· Stopień sprężania - stosunek przestrzeni nad tłokiem w końcowej fazie ssania do przestrzeni nad tłokiem w końcowej fazie sprężania. Stopień sprężania obliczamy ze wzoru: E = \frac{V_c}{V_k}

· Prędkość obrotowa - wielkość określająca ilość obrotów wału korbowego na minutę. Jednostka: \omega =\frac{n}{t} \,\,\left[ \frac{\text{obr}}{\text{min}}\right]

· Maksymalny moment obrotowy - maksymalny moment obrotowy przekazywany z wału silnika do układu napędowego

· Moc silnika - stosunek wykonywanej pracy do czasu jej wykonania. Jednostki mocy:

1) 1 KM = 0,736 kW

2) 1 kW = 1,36 KM

Budowa silników tłokowych - Wszystkie silniki spalinowe tłokowe zbudowane są z takich samych elementów przystosowanych tylko do konkretnego przeznaczenia danego silnika. Podstawowym elementem silnika jest kadłub, gdzie umieszczone są cylindry z tłokami, gdzie dochodzi do zamiana energii chemicznej na mechaniczną. Oprócz tego w kadłubie całkowicie lub częściowo umieszczone są następujące układy:

· układ korbowy - jego funkcja polega na zamianie posuwisto-zwrotnego ruchu tłoka w cylindrze na ruch obrotowy wału korbowego;

· układ rozrządu - manewruje procesem napełniania cylindrów świeżą mieszaniną paliwowo-powietrzną albo samym powietrzem a także opróżnianiem cylindrów ze spalin;

· układ zasilania - dzięki niemu cylinder jest zaopatrywany w mieszankę paliwa oraz powietrza albo osobno paliwo i powietrze

· układ smarowania - uzupełnia olej pomiędzy współpracujące ze sobą części silnika, w celu zmniejszenia oporów oraz tarcia;

· układ chłodzenia - dzięki niemu utrzymywana jest najlepsza temperatura silnika, która daje możliwość ekonomicznej pracy;

· układ zapłonowy (wykorzystuje się go jedynie w silnikach z zapłonem iskrowym) - wywołuje zapłon mieszaniny, zbudowany jest z maszyny, która wywołuje iskrę zapłonową;

· układ rozruchowy - wykorzystuje się go do uruchamiania silnika, bardzo często jest to rozrusznik elektryczny.

Typy silników spalinowych tłokowych - Silniki te dzieli się ze względu na ich odmienne cechy, które w fundamentalny sposób odróżniają jedne silniki od drugich.

1) Najpierw podzielimy silniki ze względu na stopień sprężenia mieszaniny w cylindrze. Podział jest następujący:

· niskoprężne

· wysokoprężne

W silnikach niskoprężnych stopień sprężenia jest w przedziale 6,5-11, natomiast wysokoprężnych 14-22. Tak faktycznie o przynależność do konkretnej grupy ma wpływ sposób zapalania mieszaniny. W silnikach z zapłonem iskrowym jako paliwa wykorzystuje się benzyny albo jej mieszaniny. Do silnika zasysana jest z gaźnika mieszanina paliwowo-powietrzna, później pod wpływem iskry dochodzi do jej spalenia. Silniki niskoprężne można nazywać także(wymiennie): benzynowymi albo iskrowymi. W silnikach wysokoprężnych zapłon następuje automatycznie. Odbywa się to w ten sposób, że do cylindra zasysane jest czyste powietrze, które pod wpływem sprężenia ogrzewa się do takiego stopnia, że dochodzi do automatycznego zapłonu paliwa. Silniki stosujące tą zasadę działania nazywamy silnikami Diesla.

2) Następna klasyfikacja wynika ze rodzaju pracy:

· silniki dwusuwowe - suw pracy w nich przypada na każdy obrót wału korbowego

· silniki czterosuwowe - suw pracy przypada na dwa obroty wału korbowego.

3) Następna klasyfikacja uwzględnia liczbę cylindrów:

· silniki jednocylindrowe

· silniki wielocylindrowe

4) Natomiast ze względu na sposób chłodzenia dzielimy silniki na:

· chłodzone powietrzem

· chłodzone cieczą

5) Silniki tłokowe możemy również podzielić zależnie od ulokowania zaworów na:

· dolnozaworowe

· górnozaworowe

Zasada działania silnika z zapłonem samoczynnym (silnik wysokoprężny) -Czterosuwowe albo dwusuwowe silniki z zapłonem samoczynnym zwane także silnikami Diesla cechują się mniejszym niemal o 30% spalaniem paliwa, tańszym użytkowaniem a także dużą wytrzymałością. Ich główną cechą jest to, że nie mają świecy, która produkuje iskrę. Zapłon mieszaniny paliwowej następuje automatycznie pod wpływem wysokiego ciśnienia. Zasada pracy takiego silnika podzielona jest na cztery suwy i przedstawia się następująco:

1 – Tłok

2 – Zawór ssący

3 – Zawór wydechowy
Silnik_czterosuwowy-idea.jpg

1 - Suw dolotu - Podczas przemieszczania się tłoka z górnego maksymalnego położenia w stroną wału korbowego przez otwarty zawór dolotu zasysane jest do cylindra oczyszczone powietrze

2 - Suw sprężenia - w momencie gdy tłok ułoży się w dolnym maksymalnym położeniu zmienia swój kierunek. Jednocześnie zostaje zamknięty zawór dolotu powietrza. Występuje sprężenie powietrza do ciśnienia 3-4,5 Mpa, i co za tym idzie ogrzanie do temperatury 530-730C. Przy końcu tego suwu, w momencie gdy powietrze jest maksymalnie sprężone dochodzi do wtryśnięcia rozpylonego paliwa, które następnie zostaje wymieszane z powietrzem, gwałtownie odparowuje a także automatycznie się zapala.

3 - Suw pracy - Podczas spalania temperatura oraz ciśnienie wzrasta się niemal trzy razy. Pod działaniem tak wysokiego ciśnienia tłok przemieszczony zostaje z górnego maksymalnego położenia do dolnego maksymalnego położenia. Wykonywana jest wówczas praca dzięki temu silnik może dalej pracować. Gazy podczas tego suwu rozprężają się do całego cylindra.

4 - Suw wylotu - Końcowy etap pracy silnika polega na otwarciu zaworu wylotowego przez który wydobywają się spaliny poza silnika. Tłok przemieszcza się w tym czasie z dolnego do górnego maksymalnego położenia. Gdy tłok jest w górnym położeniu proces zaczyna się powtarzać i następuje po raz kolejny suw dolotu.

Zasada działania silnika z zapłonem iskrowym ( silnik niskoprężny) - W czterosuwowym silniku gaźnikowym do cylindra zasysana jest podczas suwu ssania mieszanina wyprodukowana w odrębnym pojemniku - gaźniku. Złożona jest ona z pary oraz drobnych kropel paliwa pomieszanych z powietrzem. Podczas kolejnego suwu mieszanina ta zostaje sprężona, rośnie jej ciśnienie a także temperatura. Pod koniec suwu sprężania pomiędzy elektrodami świecy zapłonowej przeskakuje iskra elektryczna, zapalająca przyrządzoną mieszaninę. Płomień gwałtownie rozchodzi się po całej przestrzeni spalania, ciśnienie gazów rośnie do 30-50 kg/cm2, natomiast temperatura zawiera się w przedziale 1800-25000C.

Suw pracy i wydechu odbywa się w silniku gaźnikowym tak samo, jak w silniku wysokoprężnym.

Obciążenie silnika gaźnikowego normuje się ilością dostarczanej do cylindra mieszaniny paliwa z powietrzem. Kompozycja mieszaniny, tj. stosunek ilości paliwa i powietrza, jest niemal stały, co jest konieczne, by był możliwy zapłon mieszaniny od iskry świecy.

Zasada działania silnika dwusuwowego z zapłonem iskrowym - Dwusuwowy silnik z zapłonem iskrowym wykorzystywany jest na ogół w motocyklach. Czasami wykorzystuje się go także do napędu maszyn rolniczych o małym zmówieniu na moc. W silniku dwusuwowym dokonanie pełnego cyklu pracy odbywa się podczas dwóch suwów tłoka, zatem w czasie jednego obrotu wału korbowego. Jest to możliwe przy zastosowaniu skrzyni korbowej silnika do wstępnego sprężania mieszaniny paliwowo-powietrznej.

1 - W momencie gdy tłok silnika przemieszcza się z DMP do GMP, w uszczelnionej skrzyni korbowej powstaje podciśnienie. Gdy tłok odsłoni okna kanału dolotowego, połączonego z rurą dolotową, do skrzyni korbowej zostaje zassana mieszanka paliwowo-powietrzna wyprodukowana w gaźniku.

2 - W cylindrze ma miejsce w tym czasie sprężanie ładunku zassanego w poprzednim cyklu pracy. Jest to suw sprężania. Na krótko przed dojściem tłoka do GMP następuje zapłon mieszaniny i zaczyna się suw pracy. Tłok, przemieszczając się od GMP do DMP, zamyka okno kanału dolotowego i sprawia że wstępne sprężanie mieszaniny będącej w skrzyni korbowej.

Przy końcu suwu rozprężania tłok odsłania na początek okno kanału wylotowego, dzięki temu umożliwia wylot spalin z cylindra, a później natomiast okno kanału przelotowego, łączącego cylinder ze skrzynią korbową. Przez kanał przelotowy przepływa teraz sprężona wstępnie w skrzyni korbowej mieszanina, która zajmuje cylinder silnika i wypycha do kanału wylotowego resztki spalin. Nazywano zostało tzw. przepłukiwaniem cylindra. Zakańcza się ono, w momencie tłok przemieści się po raz kolejny w górę i zamknie na początku okno kanału przelotowego, a później okno kanału wylotowego. Od tego momentu zaczyna się w cylindrze sprężanie mieszaniny. W skrzyni korbowej produkuje się w tym momencie podciśnienie. Przy kolejnym ruchu tłoka do GMP dolna jego krawędź odsłania okno kanału dolotowego i do skrzyni korbowej napływa mieszanina, konieczna do wykonania kolejnego cyklu pracy.

Zasada działania silników z krążącym tłokiem - Silnik z krążącym tłokiem zbudowany został przez Feliksa Wankla w 1960r., nazwa jego pochodzi od jego nazwiska. Silnik nazwano silnikiem Wankla. Posiada ona całkowicie inną konstrukcję niż inne jednostki napędowe .Ogromną zaletą jest usunięcie masy układu korbowego przez co silnik jest o wiele lżejszy. Tłok ma kształt trójgraniasty dokonuje planetarnego ruchu względem obudowy silnika i można podzielić go na trzy komory robocze.

W czasie jednego pełnego obrotu tłoka w każdej komorze roboczej wykonywane są cztery zmiany objętości odpowiadające czterem suwom czterosuwowego silnika.

Każda z przestrzeni roboczych połączona jest po kolei z kanałem dolotowym, umożliwiając proces zasysania mieszaniny. Przy dalszym ruchu tłoka objętość komory maleje, co sprawia sprężenie mieszaniny. Pod koniec sprężania mieszanina zapala się od iskry elektrycznej. Sprężone gazy napierają na tłok wprawiając go tym samym w ruch obrotowy. Pojemność komory powiększa się sukcesywnie, a w momencie gdy tłok odsłoni okno kanału wylotowego, sprężone gazy wydostają się do atmosfery. Po otwarciu kanału dolotowego do komory napływa świeża mieszanina i obieg powtarza się od nowa.

• Biologia
• Chemia
• Ekonomia
• Fizyka
• Geografia
• Historia
• Informatyka
• Język angielski
• Język niemiecki
• Język Polski
• Marketing
• Matematyka
• Medycyna
• Muzyka
• Pedagogika
• Plastyka
• Prawo
• Przedsiębiorczość
• Psychologia
• Religia
• Socjologia
• Socjologia
• Statystyka
• WOS
• Zarządzanie
• Zarządzanie i marketing
• Inne

• 
  1. szpuncer - 1300 pkt.
• 
  2. prezes778 - 1108 pkt.
• 
  3. michalek - 1035 pkt.
• 
  4. xavi - 948 pkt.
• 
  5. krzysiek - 910 pkt.