1.  Bilans cieplny silnika spalinowego o ZI i o ZS oraz udziały procentowe ciepła w bilansie 

rodzaj silnika   Qe  Qch  Qw+Qns  Qot 

ZI 

24 - 

28 

30 - 

32 

36 - 40 

8 

ZS 

32 - 

38 

25- 

28 

27- 30 

10 

 

2.  Średnie ciśnienie indykowane , średnie ciśnienie użyteczne i ich związek, sposoby 

wyznaczania oraz orientacyjne wartości dla S o ZI i S o ZS  
Średnie ciśnienie indykowane p

i

 – jest to takie zastępcze (obliczeniowe) stałe ciśnienie w 

cylindrze, przy którym praca wykonywana przez czynnik w ciągu jednego obiegu równa się 
pracy indykowanej. Jeżeli pole wykresu zastąpimy równoważnym mu polem prostokąta o 
podstawie równej skokowi tłoka w obranej podziałce wykresu to wysokość tego prostokąta 
przedstawiać będzie średnie ciśnienie indykowane. 
Przeciętne wartości pe dla warunków znamionowych:  

P

i

 = 0,8 – 1,3 [MPa]     4sów ZI    

 

 

 

 

 

 

 

         

 

P

i

 = 0,65 – 0,9 [MPa]   4sów ZS      gdzie: c podziałka ciśnienia indykowanego 

P

i

 = 0,35 – 0,75 [MPa] 2sów ZS                 l

w

 – długość wykresu równa skokowi tłoka      

P

i

 = 0,8 – 2 [MPa]         doładowany ZS    F

w

 – pole pracy na wyk., w [mm]  

 
Średnie ciśnienie użyteczne p

e

 – jest to takie zastępcze (obliczeniowe) stałe ciśnienie w 

cylindrze, przy którym praca wykonana przez czynnik równa się pracy użytecznej. 

 

 

   

 

   

 

      

Przeciętne wartości pe dla warunków znamionowych: 
p

e

 =0,65 – 1,1 [MPa]    =>  4sów ZI 

p

e

 =0,55 – 0,75 [MPa]  =>  4sów ZS   

p

e

 =0,3 – 0,65 [MPa]    =>  2sów ZS 

p

e

 =0,7 – 1,8 [MPa]      =>  doładowany ZS 

3.  Sprawność ogólna silnika, jednostkowe zużycie paliwa i ich związek oraz zakresy wartości dla 

S o ZI i S o ZS 
Sprawność ogólna (efektywna η

e

) – jest to stosunek liczby ciepła użytecznego Q

e

 do ilości 

ciepła doprowadzonego do czynnika w rzeczywistym obiegu pracy Q

d

. 

  η

e

= η

i 

* η

m 

;           η

e

=η

t

 *η

i

 *η

m

 ;      

 

 

 

 

 

 

  

 

      

 

 

 

 

 

  

 

 

Jednostkowe zużycie paliwa: określa ilość zużytego przez silnik paliwa w jednostce czasu 

przypadającej na jednostkę mocy.      

 

 

 

 

 

 

 

η

i

 – sprawność indykowana 

η

m

 – sprawność mechaniczna   Wu – wartość opałowa 

Ge – sekundowe zużycie paliwa N

e

 – moc użyteczna [kW]   

g

e

 – jednostkowe zużycie paliwa 

 

4.  1 postać równania mocy silnika 

 

 

 

 
 

   

 

   

  

       

 

  

          ść                    

 

  

      ę   ść                   

   

   

  

 

 

  ś    ś        ż              

T – liczba sówów 
Równanie Ne określa średnią moc w ustalonych warunkach pracy. Moc chwilowa, odnosząca 
się do przedziału czasu krótszego od jego jednego obiegu, przyjmuje (podobne jak chwilowa 
wartości ciśnienia w cylindrze) wartości zmienne w czasie. 
Wówczas wzór na moc użyteczną dla silników 4sówowych przyjmuje postać: 

 

 

 

 

 

  

  

  

   

      dla 2suwów Ne= „to samo”/60 

 

5.  2 postać równania mocy silnika  

 

 

       

  

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

 

   

 

     

 

  

                       

 

  

                               

   

   

  

 

 

                           

  

  

   

 

 

                          

       

       

  

 

 

                                             

T – liczba suwów 
                                                 
 

 

                                                                

 

 

                            

  

 

 

       

6.  Współczynniki napełniania η

v

 jego zależność od prędkości obrotowej oraz zakresy wartości 

dla silnika o ZI i S o ZS 
Jeżeli współczynnik napełniania η

V

 dotyczy S wolno ssącego to ciśnienie i temperatura 

ładunku będą równe ciśnieniu i temperaturze otoczenia, jeśli S doładowanego to ciśnienie i 
temperatura ładunku przed zaworem wlotowym odpowiada parametrom czynnika 
dostarczanego przez sprężarkę za chłodnicą powietrza. Zmniejszeniu η

V 

sprzyja podgrzewani 

świeżego ładunku od ścianek komory spalania i cylindra oraz od reszty spalin pozostałych z 
poprzedniego cyklu. Na η

V 

bezpośredni wpływ

 

wywiera prędkość obrotowa silnika, gdyż 

wszystkie opory przepływu ładunku są proporcjonalne do kwadratu prędkości przepływu. 

0,6 – 0,85 =>  S o ZI        

 

 

 

   

 

 

     

0,75 – 0,9 => S o ZS 

7.  Stała stechiometryczna paliwa, współczynniki nadmiaru powietrza oraz jego zakresy wartości 

dla silnika o ZI i S o ZS 
Współczynnik nadmiaru powietrza λ to stosunek ilości powietrza dostarczanego do cylindra 
podczas jednego obiegu do ilości powierza teoretycznie potrzebnego do całkowitego spalenia 
dawki paliwa, zawartego w mieszaninie palnej. Można go również określić jako stosunek 
ilości powietrza L doprowadzonego do spalenia jednostkowej masy paliwa do teoretycznej 
ilości powietrza L

t 

potrzebnej do spalenia tej dawki. 

   

 

 

 

   λ = 1,4 – 1,8 wtrysk bezpośredni 1,7- 2,2 silnik doładowany 

8.  Pojęcie mieszanek: stechiometrycznej, ubogiej i bogatej. Zakres polności mieszanki 

jednorodnej w silniku o ZI 

Lambda 

Rodzaj 
mieszanki 

Emisja 
CO 

Emisja 
HC 

Emisja 
NOX 

λ=1 

Mieszanka  

niska 

niska 

niska 

stechiometryczna 

λ>1 

Mieszanka 

niska 

niska 

wysoka 

uboga 

λ<1 

Mieszanka 

wysoka  wysoka  niska 

bogata 

 

 

 

 

 

 λ=1 liść powietrz powietrza potrzebna do spalenia całej dawki paliwa 
λ>1 ilość powietrza zbyt duża do spalenia całego paliwa (powietrze zostaje) 
λ<1 ilość powietrza zbyt mała do przeprowadzenia całkowitego spalania (zostaje paliwo) 

9.  Proces spalania w silnikach o ZI (objaśnij na wykresie indykatorowym) 

Vs- objętość skokowa do spalenia 1kg paliwa 
Vo – objętość komory spalania       1-2 =>sów dolotu 
 - => izobara 

 

 

     2-3 =>sów sprężania 

I => izochora   

 

     3-4 => sów pracy 

„hiper” => izentropa 

 

     4-1 =>sów wylotu 

10. Proces spalania w S o ZS (objaśnij na wykresie indykatorowym) 

 Vs- objętość skokowa do spalenia 1kg paliwa 
Vo – objętość komory spalania       1-2 =>sów dolotu 
 - => izobara 

 

 

     2-3 =>sów sprężania 

I => izochora   

 

     3-4 => sów pracy 

„hiper” => izentropa 

 

     4-1 =>sów wylotu 

11. Spalanie stukowe w S o ZI. Wpływ czynników konstrukcyjnych i eksploatacyjnych na 

skłonności do występowania spalania stukowego 
Spalanie stukowe: spowodowane jest zbyt dużym stopniem sprężania w stosunku do liczby 
oktanowej zużytego paliwa. Spalanie stukowe wywołane rozprężającą się w komorze spalania 
częścią palącej się mieszaniny palnej, która podgrzewa i spręża jeszcze nie zapaloną pozostałą 
mieszankę. Po przekroczeniu pewnej granicy ciśnienia, temperatury pozostała nie spalona 
mieszanka spala się gwałtownie powodując znaczne wahania ciśnienia w komorze spalania i 
powstanie dźwięku stuku. Wpływ na spalanie stukowe na: dobór odpowiedniego stopnia 
sprężania, ilość oktanów w paliwie, dobrze zaprojektowana komora spalania(materiał 
głowicy, umieszczenie świec, obciążenie silnika) 

12. Wpływ kąta wyprzedzenia zapłonu na wykres indykatorowy silnika spalinowego. 

Zbyt wczesny zapłon – zapłon powoduje gwałtowny wzrost ciśnienia w czasie kiedy tłok jest 
jeszcze znacznie oddalony od górnego maksymalnego położenia. Powoduje to znaczne 
obciążenie układu korbowego. 
Zbyt późny – zapłon powoduje przesunięcie spalania na sów rozprężania, konsekwencją tego 
jest znaczne pogorszenie się sprawności ogólnej silnika spalinowego a ponad to grozi 
przegrzaniem. 

13. Liczba oktanów paliwa LO: definicja, metody wyznaczania 

Liczba oktanowa paliwa: to cecha benzyny do S o ZI i jej odporność na spalanie stukowe. 
Wartość LO określa się w silniku wzorcowym, porównując badane paliwo z paliwem 

wzorcowym będącym mieszaniną dwóch węglowodorów: izooktanu C

9

H

18

 (LO=100); heptanu 

C

7

H

16

(LO=0) 

14. Liczba cetanowa paliwa LC: definicja, metody wyznaczania 

Liczba cetanowa paliwa: jest to właściwość oleju napędowego do samozapłonu. LC paliwa 
określa się porównując własności procesu spalania silnika wzorcowego olejem badanym oraz 
olejem wzorcowym. W skład oleju wzorcowego wchodzą dwa węglowodory: Cetan C

16

H

34

 

(LC=100) i metylonaftan C

11

H

24

(LC=0). Oceną wartości LC może być również przeprowadzona 

metodami fizykochemicznymi np. określenie gęstości i lotności paliwa. 

15. Komory spalania S o ZI: szkic, nazwy, cechy 

a)Wanienka owalna; b)wanienka trójkątna; c)klinowa prosta; d)klinowa w cylindrze;   
e) pół kulista klasyczna;  f) komora we dnie tłoka. 
Komora wanienkowa:  najprostsze rozwiązanie komory mieszczącej się głowicy silnika; 
Komora trójkątna: zapewnia intensywniejsze zawirowanie mieszanki w płaszczyźnie 
poziomej oraz zapewnia mniejsze zagłębienie świecy w głowicy. Komora klinowa: ma 
płaszczyzny ograniczające nachylenie względem siebie pod kątem ok. 20-30° świeca bardzo 
pochylona. Komora pół kolista: ma kształt najbliższy teoretycznemu ideałowi mieszczą 
stosunkowo duże zawory (duża sprawność napędowa  

 

)umieszczenie świecy w środku 

(jednakowy płomień we wszystkich kierunkach) korzystny stosunek powierzchni ścian 
komory do jej objętości.  

16. Komory spalania S o ZC: szkic, nazwy, cechy’  

a)Płaska otwarta; b) toroidalna; c)Kulista ½ otwarta; d) stożkowa ½ otwarta; e)systemu M 
Wspólną cechą tych komór jest ukształtowanie, aby napływające w suwie sprężone 
powietrze uległo solidnemu zawirowaniu.- Prędkość obrotowa do 2400[obr/min]; 
- symetryczna budowa głowicy;  -małe zużycie paliwa; -wysoka sprawność; - wysokie ciśnienie 
– duża wrażliwość na zmianę obrotów; - 
a) komora wstępna; b)komora wirowa; Komora wirowa- małe ciśnienie max(lżejsze części) 
- tańsze wtryskiwacz; -mała wrażliwość na obroty; - większe zużycie paliwa niż wtrysk 
bezpośredni;- świeca zapłonowa do rozruchu. Komora wirowa: -Lepsze wykorzystanie 
powietrza; - 12-15[MPa]; -nie wrażliwość na słabsze paliwo (miętka praca); - duże średnice 
zaworów; - duże zużycie paliwa; -trudnyrozruch.  

17. Regulator prędkości obrotowej: jedno, dwu i wielo zakresowy 

Regulatory jedno zakresowe: Są stosowane w S o ZI i ZS w przypadku gdy napędzają one 
odbiorniki mocy wymagające stałej prędkości obr. Nie zależnie od stopnia obciążenia. Zakres 
działania takiego regulatora nie może być zmienny podczas pracy silnika. 
Regulatory dwu zakresowe: stosowane w S o ZS wyposażonych w sekwęcyne pompy 
wtryskowe. Utrzymywanie ich jest utrzymywanie stałej prędkości. Obrotowej silnika nabiegu 
jałowym i niedopuszczanie do rozbiegania się silnika. Regulator taki spełnia role regulatora 
biegu jałowego i ogranicznika prędkości obrotowej. Między tymi zakresami kierowca może 
bezpośrednio oddziaływać na element sterujący wydatkiem pompy wtryskowej. 
Regulatory wielo zakresowe: stosowane się niezależnie od systemu zasilania i zapłony silnika 
w pojazdach wolnobieżnych i rozpogadzających znacznym nadmiarem mocy silnika, który w 
przypadku nagłego zmniejszenia oporu może spowodować gwałtowne zwiększenie prędkości 
jazdy. Regulator wielo zakresowy jest w zasadzie regulatorem jedno zakresowym, który może 
być jednak podczas pracy silnika dowolnie nastawnym, od prędkości obrotowej biegu   

18. Doładowanie silników, jego system oraz zakresy doładowania 

Są trzy zasadnicze systemy doładowania silników: 
- sprężarka napędzana mechanicznie (turbo sprężarka) 
 

19. Podstawowe parametry charakteryzujące doładowanie silników. 

Sprężarka: stosunek ciśnienia za sprężarką p

d

 do ciśnienia na wlocie do niej p

o

 

   

 

 

 

 

 

   Stopień wzrostu gęstości ładunków będących stosunkiem gęstości ładunku za sprężarką ρ

d

 

do gęstości przed sprężarką ρ

o              

 

   

 

 

 

 

 

20. Wskaźniki porównawcze silników. 

Średnie ciśnienie użyteczne i indykowane  

 

   

 

   

 

 ;  

 

 

 

 

 

 

 

Sprawność silnika lub jednostkowe zużycie paliwa:  

 

 

 

 

 

 

  

 

  ;   

 

 

 

 

 

 

  

Średnia prędkość tłoka  

  

       

 

 

  ;  

  

 

  
  

  

 

 

   

Objętościowy wskaźnik mocy -  

 

 

 

 

 

   

  

  

  

 

   

Tłokowy wskaźnik mocy -  

 

 

 

 

   

 

  

  

  

 

   

Jednostkowa masa silnika -  

 

 

 

 

 

 

  

  

  

   

Objętościowy wskaźnik masy -  

 

 

 

 

 

  

  

  

  

 

  

21. Zależność między momentem obrotowym i mocą silnika spalinowego 

Mom. Obrotowy silnika jest to średnia wartość mom. obr. Działającego działającego w ciągu 
całego obiegu, przenoszonego z wału korbowego silnika do odbiornika. Znając moc użyteczną 
silnika oraz jego pęd, obr. Można obliczyć średni użyteczny moment obliczyć z 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

  

22. Charakterystyka prędkościowa S o ZI i o ZS – charakterystyka pełnej mocy, częściowa 

regulatorowa dla regulatora jednozakresowego, dwuzakresowego i wielo zakresowego 
Przedstawia zależność mocy użytecznej (M

o

 ; p

e

) i jednostkowego zużycia paliw od prędkości 

obrotowej wału silnika przy stałym otwarciu przepustnicy lub elementu regulującego 
dawkowanie paliwa przez pompę wtryskową. Niekiedy na wykresie charakterystyki nanosi się 
ponadto krzywe natężenia zużycia paliwa G

e 

, temperatury spalin. 

23. Charakterystyki regulacyjne S o ZI i o ZS. Optymalny kąt wyprzedzenia zapłonu (wtrysku) 

Przedstawia zależność mocy użytecznej (ewentualnie mom. obrotowego lub średniego 
ciśnienia użytecznego) i jednostkowego zużycia paliwa od kąta wyprzedzenia zapłony 
(wtrysku) przy stałej prędkości obrotowej, stałej regulacji układu zasilania oraz stałym 
dawkowaniu paliwa albo meszanki. 

24. Charakterystyki obciążeniowe S o ZI i o ZS – punkty charakterystyczne i wartości 

współczynników nadmiaru powietrza w punktach charakterystycznych 
Charakterystyka obciążeniowa przedstawia zależność sekundowego oraz jednostkowego 
zużycia paliwa od momentu obrotowego silnika, średniego ciśnienia użytecznego lub jego 
mocy użytecznej przy stałej prędkości obrotowej. Charakterystyki obciążeniowe silników 
spalinowych sporządza się dla wartości prędkości obrotowych, obejmujących cały zakres 
pracy silnika. Zazwyczaj obiera się 10-12 punktów pomiarowych.  

25. Charakterystyka ogólna (warstwicowa) 

Sporządza się ją w układzie współ: mom. obr. M

o

 lub średnie ciśnienie użyteczne p

e

 i 

prędkości obrotowej n. Za jego pomocą można określić jednostkowe zużycie paliwa dla 
dowolnych warunków pracy silnika. Jest ona wygodna przy obliczeniach trakcyjnych w 
których wyjściem jest moment obrotowy silnika. Charakterystyki ogólne określane dla tego 
silnika przy różnych regulacjach układów: zapłonowe i zasilania stanowią kryterium doboru 
ogólnych nastawów regulacyjnych. Na ich podstawie ustala się fabryczne zalecenia 
regulacyjne 

26. Elastyczność silnika spalinowego: definicje, zakresy wartości dla S o ZI i S o ZS 

Zdolność przystosowania się silnika do zmiany obciążenia nazywa się elastycznością  
silnika. Elastyczność silnika ma istotny wpływ na własności trakcyjne pojazdów  
samochodowych. Im silnik jest bardziej elastyczny, tym większą wykazuje zdolność do  
przyspieszenia, do pokonywania wzniesień itp. Miarą elastyczności silnika są wskaźniki  
elastyczności: momentu, prędkości i całkowity. 

 

 

 

 

   

 

 

 

Mmax - największy moment obrotowy  silnika,  
MN - moment obrotowy odpowiadający największej mocy.  
                    eM => 1,10 - 1,30    S z ZI  
                    eM => 1,05 - 1,15    S z ZS   

27. Dobór wymiarów głównych silnika D i S, ich stosunek, pojęcia szybkoobrotowości i 

szybkobieżności silnika spalinowego 
W celu obliczenia wymiarów głównych należy założyć stosunek skoku tłoka do średnicy 

cylindra     

 

 

  rzędowy ZI => (0,7-1,1); rzędowy ZS =>(0,95-1,15)  

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 Stosunek k decyduje o wysokości i długości silnika, o jego ciężarze oraz średniej prędkości 
tłoka. Im silnik jest bardziej: szybkoobrotowy, wysilony tym prędkość obrotowa, moment 
max, jest większa i silnik jest mniej elastyczny. 

28. Kinematyka układu korbowego: przemieszczenie prędkości i przyspieszenie tłoka (wzory) 

Przemieszczenie tłoka: 

           

 
 

            

 
 

         

Prędkość tłoka: 

      

        

     

  

Przyspieszenie tłoka: 

      

 

 

          

     

   

   

 

 

   

 

 

  

29. Rozkład sił w mechanizmie korbowym wraz z siłami bezwładności(wzory) 

57 strona z materiałów 

30. Wyjaśnij powstawanie momentu obrotowego w silniku spalinowym 

Moment obrotowy silnika jest to średnia wartość momentu obrotowego działającego w  
ciągu całego obiegu przenoszonego z wału korbowego silnika do odbiornika. Znając moc 
użyteczną silnika i jego prędkość obrotową można policzyć średni użyteczny moment. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   

 

31. Wyrównoważenie zewnętrzne i wewnętrzne oraz warunki wyrównoważenia silnika 

spalinowego 

Występujące podczas pracy silnika siły bezwładności mas w ruchu posuwisto zwrotnym i 
obrotowym mogą być przenoszone na punkty oparcia silnika. W silnikach wielo cylindrowych 
mogą być one także przyczyna występowania momentów o stałej płaszczyźnie działania lub 
momentów wirujących. W punktach podparcia silnika występują w skutek działania tych 
momentów zmienne co do wartości i kierunku siły reakcji. Silnik news wyrównoważony, jeżeli 
na jego punkty podparcia nie są przenoszone żadne siły poza siłą ciężkości momentem poza 
momentem reakcyjnym równym momentowi obrotowemu, leczo o przeciwny znaku. 
Warunek wyrównoważenia statycznego jest spełniony, gdy Suna geometryczna się 

odśrodkowych jest równa 0. 

 

 

  

   

 

   

 Oznacza to, że wielobok sił odśrodkowych 

danego układu korbowego musi się zamykać. Warunek wyrównoważenia dynamicznego jest 
gdy poza wyrównoważeniem statycznym suma momentów sił odśrodkowych określonych 
względem dowolnego punktu leżącego na osi obrotowej wału, była równa 0. 

 

 

  

   

 

   

. Wielobok wektorów tych momentów musi tworzyć figurę zamkniętą.    

32. Wyrównoważenie silnika jednocylindrowego 4suwowego 

W silnikach jedno cylindrowych można uzyskać wyrównoważenie sił bezwładności 
pierwszego i drugiego rzędu (P

1 

; P

2

) za pomocą układów dodatkowych mas wirujących 

zwanych układem Taylora – Lanchestera. Siły te można zrównoważyć całkowicie stosując 
układ wirujących ciężarów spełniających następujące warunki: Osie widma przecinają Si 
równolegle do osi wału korbowego; symetryczne względem niej położenie – płaszczyzna, w 
której wirują przeciw ciężary przeprowadzone przez oś cylindra – przeciwciężary 
równoważące siły bezwładności  jednego rodzaju obracają się w przeciwnych kierunkach – 
prędkość obrotowa przeciw ciężarów równoważących sił bezwładności pierwszego rzędu jest 
równa prędkości obrotowej wału korbowego – prędkość obrotowa przeciwciężarów 
równoważących siły bezwładności drugiego rzędu jest dwukrotnie większa od prędkości 
obrotowej wału korbowego – gdy tłok znajduje się górnym położeniu maksymalnym czyli gdy 
x = 0, przeciwciężary znajdują się w położeniu przeciwległym przy czym kąt ich obrotu jest 
liczony od tego właśnie położenia   

33. Wyrównoważenie silnika czterocylindrowego 4suwowego 

W celu uproszczenia konstrukcji silnika można wykorzystać wał korbowy jako jeden z wałów 
wyrównawczych, umieszczając na jego skrajnych ramionach przeciw ciężary. Oś pozostałego 
wału wyrównoważającego powinna leżeć w płaszczyźnie prostopadłej do wyznaczonej przez 
osie cylindrów i przechodzące przez oś wału korbowego gdyż tylko w taki przypadku 
składowe poziome sił odśrodkowych przeciwciężarów redukują się nie wywołując momentu 
o wektorze równoległym do osi wału korbowego. W realizowanych konstrukcjach ten ostatni 
warunek niekiedy nie jest ściśle spełniony ze względów konstrukcyjnych. Przy nie wielkim 
przesunięciu osi wału równoważącego (zwykle w stronę głowicy) przyjęcie przez podpory 
silnika reakcji wynikających z powstającego w ten sposób momentu nie powoduje większych 
trudności. Z tego samego powodu przy stosowaniu dwóch wałów zrównoważających nie 
zawsze spełnione są sciśle wymagania dotyczące symetrycznego ich umieszczenia względem 
wału korbowego. 

34. Koło zamachowe: zadania i kryteria doboru. 

Koło zamachowe stosuje się w celu wyrównoważenia zmiennego momentu obrotowego 
silnika. Materiały: żeliwo sferoidalne, żeliwo szare ZI 250, 300. Wielkość i kształt określa się 
na podstawie wartości mom. bezwładności