Wiadomości
ogólne
III. Wielkości charakte
ryzujące silniki
Podział silników
Se względu na:
IV. Charakter
ruchu tłoka
V. Ilość cykli
VI. Rodzaj spalanego
paliwa
VII. Układ cylindrów
W układzie przeciws
obnym (bokser)
Wykonali:
Rafał Eichner
Mateusz
Wysowski
Zasada działania
Silnik - jest to urządzenie
energetyczne wykorzystywane do
zamiany jakiegoś innego typu
energii na pracę mechaniczną.
Zasadą działania silnika
spalinowego jest zamiana we
wnętrzu cylindra energii chemicznej
paliwa na pracę mechaniczną.
Przebiega to w następujący sposób:
ciepło wytworzone w czasie
spalania paliwa powoduje znaczny
wzrost ciśnienia w cylindrze,
rozprężające się gazy spalinowe
przesuwają tłok, który za
pośrednictwem korbowodu zmusza
do obrotu wał korbowy silnika.
Czynności te są wykonywane
przez tłoki bez przerwy.
Wielkości charakteryzujące
Wróć
Pojemność skokowa
-
zsumowana różnica pomiędzy
maksymalną a minimalną
objętością każdego z cylindrów
w silniku spalinowym
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:
gdzie V
c
to objętość nad
tłokiem po suwie ssania,
a V
k
to objętość nad tłokiem po
suwie sprężania.
Prędkość obrotowa
- wielkość
określająca ilość obrotów wału
korbowego na minutę.
Jednostka:
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 KM = 0,736 kW.
1 kW = 1,36 KM
Objętościowy wskaźnik mocy
- stosunek mocy silnika do
objętości wszystkich cylindrów
w końcowej fazie suwu ssania.
Vk
Vc
E
]
min
[
obr
t
n
w
Posuwisto zwrotnym
Wróć
Obrotowym (wankla)
Wróć
Zasada działania
silnika Wankla
Zmianę objętości roboczej uzyskuje
przez mimośrodowe umieszczenie
najczęściej trójkątnego tłoka w
eliptycznym cylindrze.
Powstało wiele koncepcji i konstrukcji.
Projekt maszyny parowej z wirującym
tłokiem opracował już w 1782 r. James
Watt. Jeden z projektów silnika
spalinowego z tłokiem obrotowym
(patent w 1946 r.) stworzył Gustaw
Michał Różycki. Jedyną produkowaną i
najbardziej znaną konstrukcją jest
silnik Wankla.
Dwusuw
Wróć
Przykładowy model
silnika dwusuwowego
W silniku dwusuwowym cykl pracy przebiega
podczas dwóch suwów tłoka, tzn. podczas
jednego obrotu wału korbowego. Silniki
dwusuwowe wykonują tylko suw sprężenia i suw
pracy. Czynności związane z wymianą ładunku, tj.
napełnienie cylindra i wylot spalin, odbywają się
tu prawie jednocześnie, kiedy tłok znajduje się w
okolicy DMP, a więc pod koniec suwu pracy i na
początku suwu sprężenia. Silniki dwusuwowe
zazwyczaj nie mają zaworów. Wylot i dolot spalin
reguluje w nich sam tłok, odsłaniając lub
zasłaniając odpowiednie otwory w ściankach
cylindra. Ponieważ w silniku dwusuwowym nie
ma suwu dolotu świeży ładunek przeznaczony do
napełnienia cylindra musi być uprzednio
sprężony poza cylindrem roboczym. To wstępne
sprężanie odbywa się w specjalnie
przystosowanej do tego celu dmuchawie lub
sprężarce, albo w komorze korbowej silnika.
Wróć
Silnik czterosuwowy to 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 paliwa, sprężenia, zapłonu i
wydmuchu spalonego paliwa powstałego podczas dwóch okrążeń
wału korbowego na cykl pracy w Cyklu Otto oraz silniku Diesla.
Zatem silnik czterosuwowy to silnik, którego tłok wykonuje cztery
ruchy posuwiste w jednym cyklu roboczym.
Benzyna
Wróć
Benzynowy silnik
czterosuwowy
Silnik benzynowy o zapłonie iskrowym
jest silnikiem cieplnym spalinowym o
spalaniu wewnętrznym, w którym spalanie
ładunku zainicjowane jest iskrą powstającą
pomiędzy elektrodami świecy zapłonowej.
Paliwem spalanym w silniku iskrowym musi
być paliwo intensywnie parujace w układzie
zasilania silnika w paliwo lub w cylindrze
silnika. Stosowanymi paliwami są:
wytworzone na bazie węglowodorów
płynnych paliwa
benzyna
etylina
LPG (gaz płynny)
gaz ziemny - CNG
metanol
alkohol etylowy (jako samodzielne paliwo lub
jako dodatek do benzyn)
Diesel
Wróć
Silnik diesla (wysokoprężny)
— silnik
cieplny spalinowy o spalaniu wewnętrznym,
w którym spalanie inicjowane jest po
przekroczeniu krytycznego ciśnienia a
jednocześnie temperatury zapłonu
wzrastającej wraz z ciśnieniem, przy której
następuje samozapłon paliwa. Ciśnienie
maksymalne czynnika jest znacznie większe,
niż w silnikach niskoprężnych (z zapłonem
iskrowym), a do zapłonu paliwa nie jest
wymagane żadne zewnętrzne źródło energii.
W powszechnie stosowanych silnikach
paliwo wtryskiwane jest do komory wstępnej,
komory wirowej lub bezpośrednio do
cylindra. W silnikach z komorą wstępną i
wirową stosuje się zwykle świece żarowe,
których żarzenie (rozgrzane do czerwoności)
wspomaga wystąpienie samozapłonu w
zimnym silniku. Występuje tu bowiem
silniejsze chłodzenie sprężanego powietrza
od chłodnych ścianek cylindra i głowicy, niż
w przypadku silnika z wtryskiem
bezpośrednim. Nowoczesne rozwiązania
konstrukcyjne (pompowtryskiwacze, system
common-rail) takich świec zasadniczo nie
wymagają.
Rzędowy
Wróć
GIF przedstawiający
pracę silnika rzędowego.
Silnik rzędowy jest to silnik spalinowy
wielocylindrowy, w którym cylindry
usytuowane są w jednym rzędzie. Silniki
takie stosowane są głównie w motoryzacji,
do napędu samochodów i motocykli. Silniki
rzędowe oznacza się w Polsce
Rx- gdzie x oznacza liczbę cylindrów.
Silniki czterosuwowe rzędowe posiadające
6 cylindrów (i więcej) mają pełne
wyrównoważenie od sił I i II rzędu i z tego
powodu są chętnie stosowane jako źródło
napędu samochodów ciężarowych. Silniki 4
cylindrowe mają wyrównoważenie
częściowe, natomiast w silnikach 3
cylindrowych stosuje się wałek
wyrównoważający celem zmniejszenia
poziomu drgań.
Widlasty
(V)
Wróć
Silnik widlasty (silnik typu V) jest
to silnik spalinowy wielocylindrowy rzęd
owy, w którym cylindry umieszczone są
w dwóch rzędach usytuowanych
względem siebie pod
pewnym kątem np. 90 st. . Oba rzędy
cylindrów napędzają jeden wspólny wał
korbowy. Specyficzną odmianą jest
płaski silnik V - rozwarcie między
rzędami cylindrów wynosi 180 st. , nie
mylić z bokserem.
Zalety
Mniejsza długość silnika (krótszy wał
korbowy)
Bardziej zwarta konstrukcja
Możliwość uzyskania dużych
pojemności skokowych i dużych
mocy
Wady
Bardziej złożona konstrukcja
stopy korbowodu
Różna pojemność skokowa pomiędzy
cylindrami pierwszego i drugiego
rzędu (różnice pomijalne)
Przy pewnych kątach rozwidlenia
skłonność do drgań silnika.
Gwiazdow
y
Wróć
Silnik gwiazdowy
jest to
wielocylindrowy silnik spalinowy, w
którym cylindry umieszczone są
promieniowo na obwodzie koła, z
centralnym wałem korbowym.
Silnik gwiazdowy może zawierać
od trzech do kilkunastu cylindrów.
Silnik taki może mieć obieg
zarówno dwusuwowy jak
i czterosuwowy. W przypadku tego
drugiego (ponad 90% konstrukcji)
ilość cylindrów w danej gwieździe
jest zawsze nieparzysta.
Kilkunastocylindrowe silniki
gwiazdowe budowane są w
układzie podwójnej, a czasem i
poczwórnej gwiazdy (np. silniki
do Douglas DC-7).
Silniki gwiazdowe chłodzone
są powietrzem.
Silniki tego typu stosowane
są przede wszystkim do
napędzania samolotów
śmigłowych ze względu na lekkość
(dzięki chłodzeniu powietrzem) i
dużą odporność na uszkodzenia
oraz dobre warunki chłodzenia,
rzadziej do innych zastosowań.
W układzie przeciwsobnym
(bokser)
Wróć
Silnik o przeciwległych cylindrach
(bokser) jest to silnik spalinowy
wielocylindrowy o parzystej liczbie
tłoków, w którym cylindry usytuowane są
na wspólnej osi. Silniki takie mogą być
przeciwbieżne, gdy każdy z tłoków ma
swoją komorę spalania albo współbieżne
ze wspólną lub rozdzielną komorą
spalania. Układ ten zapewnia niższy niż
w konwencjonalnych silnikach poziom
hałasu i wibracji oraz niższy spadek
mocy. Wszystko to w związku z procesem
znoszenia się sił działających na tłoki.
Konstrukcja takiego silnika jest jednak
dość skomplikowana, z powodu duplikacji
niektórych układów np. rozrządu
(podobnie jak w układach V), przez co
jest droga i stosunkowo rzadko
stosowana.
Przypisy
Wróć
Korzystaliśmy z:
-
Encyklopedii „wikipedia”
-
Przeglądarki „youtube”
-
Wyszukiwarki „google”
-
Własnej wiedzy i doświadczeń
Wykonali:
Rafał Eichner
Mateusz Wysowski
