1. Podział silników spalinowych:

Podział ogólny:

TDI GTI TSI

Podział ze względu na sposób wykorzystania energii spalin:

a) przepływowe - prace mechaniczną otrzymuje się dzięki energii kinetycznej spalin ciągle przepływających przez międzyłopatkowy wirnik.

b) tłokowe - prace mechaniczną otrzymuje się dzięki energii ciśnienia spalin rozprężających się jedynie w miarę występowania pod ich naporem ruchomej ścianki przestrzeni roboczej, czyli tłoka.

Podział wg przeznaczenia:

a) silniki trakcyjne

b) silniki stacyjne

c) silniki lotnicze

d) silniki okrętowe

Podział ze względu na charakter ruchu tłoka

a) z tłokami wykonującymi ruch posuwisto zwrotny

b) z tłokami wykonującymi ruch obrotowy

Metodę doprowadzenia ładunku do cylindra:

a)wolnossace

b) doładowane

Podział ze względu na metodę zasilania paliwem i wytwarzania mieszaniny palnej:

Ogólnie: - silniki z zewnętrznym tworzeniem mieszaniny palnej

- silniki z wewnętrznym tworzeniem mieszaniny palnej.

-silniki z zasilaniem gaźnikowym

-silniki z zasilaniem mieszalnikowym

-silniki z zasilaniem wtryskowym

Metoda zapłonu mieszanki palnej:

-iskrowy

-samoczynny

-żarowy

Liczby cylindrów:

-jednocylindrowe - wielocylindrowe

Układ i ustułowania cylindrów:

-rzędowe

-widlaste

-gwiazdziste

Układ rozrządu

-tłokowym

-tłokowo-żarowym

-zaworowym

-suwakowym

2. Zasada działania silnika spalinowego czterosuwowego

-suw dolotu(napełnianie) tłok porusza się od GMP do DMP i wytwarza w cylindrze podciśnienie powodując napływ do cylindra przez otwarty w tym czasie zawór dolotowy mieszanki palnej albo powietrza.

-suw sprężania- tłok porusza się powrotem w kierunku GMP dzięki czemu maleje przestrzeń nad tłokiem. Ładunek w cylindrze zostaje sprężony ponieważ oba zawory są zamknięte. Przed dojściem tłoka do GMP następuje zapłon mieszanki albo wtrysk paliwa.

-suw rozprężania- tłok pod działaniem ciśnienia gazów przesuwa się w kierunku GMP, a rozprężające się spaliny wykonują pracę mechaniczną. Podczas tego procesu oba zawory są zamknięte

-suw wylotu

4. Obiegi teoretyczne tłokowych silników SPALINOWYCH

założenia upraszczające przy rozpatrywaniu obiegu teoretycznego

1.Cały obieg odbywa się z czynnikiem doskonałym, odbywa się przy niezmiennej masie czynnika- nie ma strat związanych z napełnianiem, sprężaniem, rozprężaniem i wylotem

2. Sprężanie i rozprężanie odbywa się izentropowo (bez wymiany ciepła między czynnikiem a ściankami cylindra)

3.Ciepło dostarczane jest nie poprzez spalanie lecz przez izochoryczne lub izobaryczne podgrzewanie, natomiast odprowadzenie ciepła odbywa się przez izochoryczne oziębianie gazu

4. Ciepło właściwe czynnika jest stałe.

5. Wszystkie przemiany zachodzą nieskończenie powoli wobec czego prędkość rozszerzania i kurczenia się gazów jest równa zeru, nie ma przepływu wewnątrz cylindra.

rodzaje obiegów - wykresy w układzie P-V wyszczególnienie przemian termodynamicznych

Obieg Sabathego -

1-2 izentropwe sprężanie,

2-3 izochoryczne dostarczenie ciepła,

3-4 izobaryczne dostarczenie ciepła,

4-5 izentrpowe rozprężanie,

5-1 izochoryczne odprowadzenie ciepła.

Obieg Otto-w ukl. P-V

1-2 izentropwe sprężanie,

2-3 izochoryczne dostarczenie

ciepła,

3-4 izentropwe rozprężanie,

4-1 izochoryczne odprowadzenie ciepła

Obieg Diesela - w ukł. P-V

1-2 izentropowe sprężanie,

2-3 izobaryczne dostarczenie ciepła,

3-4 izentrpowe rozprężanie,

4-1 izochoryczne odprowadzenie ciepła

sprawność teoretyczna obiegu - Sprawność teoretyczna
- stosunek pracy obiegu teoretycznego do całkowitej ilości ciepła doprowadzonego do obiegu.

średnie ciśnienie teoretyczne p_t=L_t/V_s - stałe obliczeniowe ciśnienie, które jest zdolne wytworzyć w czasie 1 obiegu taką samą pracę teoretyczną jak zmienne ciśnienie związane z postacią obiegu teoretycznego.

7. Wskaźniki pracy silnika (podstawowe zależności):

średnie ciśnienie indykowane- p_i charakteryzuje rzeczywisty obieg silnika, jest to takie stałe ciśnienie zastępcze które działając na tłok podczas jednego całego suwu rozprężania wytworzy taką samą prace jak zmienne ciśnienie rzeczywiste działające w cylindrze silnika, jest ono miarą pracy uzyskanej z jednostki objętości cylindra p_i=L_i/V_s

Średnie ciśnienie efektywne p_e=p_i-p_T - jest wskaźnikiem charakteryzującym rzeczywistą zdolność wykonania pracy użytecznej przez silnik, jest to takie ciśnienie zastępcze, które działając na tłok podczas jednego suwu rozprężania wytworzy pracę równą pracy użytecznej silnika.

Średnie cinienie tarcia p_t -stanowi stratę średniego ciśnienia indukowanego odpowiadającego stratom mechanicznym silnika odniesionym do powierzchni denka tłoka.

Moc efektywna - moc, która może być przekazana odbiornikowi mocy w dowolnych warunkach pracy silnika

Moc indykowana - moc, jaką silnik wytwarza w cylindrze bez uwzględnienia własnych oporów mechanicznych.

Prędkość obrotowa - jest wyrażona zwykle liczbą obrotów wału korbowego w ciągu określonego czasu [min], [s].

Moment obrotowy - nazywa się średnią wartość momentu obrotowego działającego w ciągu całego obiegu i przenoszonego z wału korbowego silnika do odbiornika.

Sprawność teoretyczna η_t=L_t/Q - stosunek pracy obiegu teoretycznego do całkowitej ilości ciepła doprowadzonego do obiegu.

Sprawność indykowana η_i=L_i/L_t -pojęcie określające rzeczywisty przebieg zamiany energii cieplnej na energię mechaniczną.

Sprawność cieplna η_c=L_i/Q - jest to sprawność charakteryzująca silnik pod względem cieplnym stosunek jest wyrażona stosunkiem pracy indykowanej do ilości ciepła dostarczonej do silnika w czasie 1 obiegu.

Sprawność mechaniczna η_m=p_e/p_i= N_e/N_i - jest to stosunek ilości ciepła zamienionego na pracę użyteczną do ilości ciepła zamienionego na pracę indykowaną (na sprawność mechaniczną wpływ mają : prędkość obrotowa, max. ciśnienie obiegu, średnie ciśnienie efektywne). Jest miarą strat spowodowanych tarciem ruchomych części silnika oraz strat wynikających z napędu mechanizmów pomocniczych,

Sprawność ogólna η_o=L_e/Q=N_e/G_e*W_d - jest to stosunek pracy efektywnej do całkowitej ilości energii doprowadzanej do silnika w czasie jednego obiegu. Jest to miara wykorzystania energii zawartej w paliwie.

Godzinowe zużycie paliwa G_e - określa masę paliwa zużywaną przez silnik w czasie godziny lub sekundy Jednostkowe zużycia paliwa g_e=G_e/N_e[kg/kW*h].

Jednostkowe zużycie paliwa - określa ilość zużywanego przez silnik paliwa w ciągu 1 godz. pracy przypadającej na jednostkę mocy. ge=Gh/Ne [kg/kWh]

8.Wskaźniki porównawcze silnika:

Średnia prędkość tłoka C_śr=s*n/30 Csr=2*δ[m]*n[obr/s]

Objętościowy wskaźnik mocy-N­_L=N_e/V_SS.

Jednostkowa masa silnika-g_s=G_s/N_e.

9.Bilans cieplny silnika

Q=Q_e+Q_ch+Q_sp+Q_n+Q_r.

Q-ciepło (energia) doprowadzone do silnika

Qe- energia zamieniona na pracę użyteczną

Qch- energia odprowadzona przez czynnik chłodzący

Qsp- energia odprowadzona przez spaliny

Qn- energia stracona wskutek niecałkowitego spalania

Qr- reszta bilansu (ciepło powstałe w wyniku tarcia, ciepło równoważne energii kinet. spalin, ciepło odprowadzone z oleju smarującego, ciepło stracone przez promieniowanie, suma błędów i strat cieplnych nie uwzględnionych w innych pozycjach bilansu)

10. Proces napełniania:

Współczynnik napełniania η_v=m_r/m_t - jest to stosunek masy świeżego ładunku do masy ładunku odpowiadającego objętości skokowej cylindra w normalnych warunkach otoczenia.ηv=mrz./mt mrz-masa rzeczywista mt-masa teor

Czynniki konstrukcyjne: Ustawianie rozrządu- w celu uzyskania dokładnego opróżnienia cylindra ze spalin i dobrego napełnienia go świeżym ładunkiem zawory otwiera się z pewnym wyprzedzeniem i zamyka z pewnym opóźnieniem. Wcześniejsze otwarcie zaworu dolotowego zapewnia odpowiednio duży przekrój przelotowy zaworu już w chwili rozpoczęcia suwu dolotu, opóźnienie zamknięcia zaworu umożliwia przedłużenie procesu ładowania poza DMP-przez wykorzystanie zjawisk gazodynamicznych w układzie dolotowym. Układ dolotowy-duże zawory dolotowe, krótkie proste kanały dolotowe o dostatecznie dużych przekrojach.

Czynniki eksploatacyjne:

-wzrost prędkości obrotowej powoduje spadek współczynnika napełniania w wyniku wzrostu oporów przepływu ładunku.,

- obciążenie silnika

11. Proces spalania

Spalanie niezupełne tzn w spalinach zawarty będzie tlenek węgla. Stan ten wynika z niedomiaru tlenu przy zasilaniu cylindra bogatą mieszaniną lub przy przewlekłym spalaniu ubogiej mieszanki.

Spalanie niecałkowite tzn. w spalinach zawarta jest sadza stanowiąca przeważnie czysty węgiel.

Stała stechiometryczna - jest to teoretyczne zapotrzebowanie powietrza do całkowitego i zupełnego spalania jednostki masy paliwa.

Współczynnik nadmiaru powietrza-jest to stosunek rzeczywistej ilości powietrza L do ilości teoretycznej L_t potrzebnej do spalenia λ=L/L_t.

Gazowa mieszanka jednorodna (homogeniczna) - jest to mieszanka w której paliwo występuje wyłącznie w fazie parowej o jednorodnym składzie w całej objętości.

Mieszanka dwufazowa (heterogeniczna) to mieszanka w której paliwo występuje głównie w fazie ciekłej w postaci kropel oraz częściowo w fazie parowej lub wyłącznie w postaci ciekłej, może ona być jednorodna lub niejednorodna w zależności od tego czy krople mają jednakową średnicę czy tworzą zbiór o różnych średnicach. Anomalie spalania;

Fazy spalania ZI:

I.okres wstępny rozpoczyna się w chwili wystąpienia początku iskry na świecy zapłonowej a kończy w chwili gdy następuje widoczny wzrost ciśnienia wywołany spalaniem. W okresie tym tworzą się początkowe ogniska spalania i towarzyszy temu tworzenie nadtlenków aldehydów zapoczątkowane w czasie sprężania się mieszanki.

II. Drugi okres trwa od chwili rozpoczęcia wzrostu ciśnienia do wystąpienia max ciśnienia.

III.Trzeci okres(dopalania)obejmuje końcowe stadia rozprzestrzeniania się płomienia a głównie dopalanie spalonej już mieszanki oraz spalanie się cząstek paliwa, które w wyniku zawirowań w cylindrze napotykają jeszcze nieużyte cząsteczki tlenu.

Fazy spalania ZS -

1 okres opóźnienia samozapłonu rozciąga się od chwili ukazania się pierwszych kropel paliwa na rozpylaczu do chwili powstania pierwszych ognisk samozapłonu cechuje go powolna reakcja utleniania wzrasta prędkość wtrysku paliwa.

2 okres obejmuje czas od chwili wystąpienia pierwszych ognisk samozapłonu do chwili wystąpienia największego ciśnienia spalania Współzależność zjawisk zachodzących w 1 i 2 okresie spalania ogranicza możliwość stosowania wyższych prędkości obrotowej silnika W miarę zwiększania n okres opóźnienia samozapłonu którego czas trwania zmienia się niewiele rozciągać się Będzina coraz to większą liczbę ^o owk To z kolei spowoduje że do cylindra zostanie dostarczona większa część dawki przypadająca na 1 obieg i w 2 okresie następuje gwałtowne spalanie o dużej średniej prędkości narastania ciśnienia. Silnik pracuje wtedy bardziej hałaśliwie i przy zwiększonym obciążeniu mech

3 okres wtrysk paliwa zostaje zakończony bądź na samym jego początku bądź też w silnikach szybkoobrotowych jest już całkowicie zakończony zanim ten okres się zacznie

4 okres dopalania na jego powstanie ma wpływ całkowity kąt wtrysku wyrażony w ^oowk a w szczególności chwila jego zakończenia Krótki wtrysk paliwa powoduje zmniejszenie okresu dopalania.

Mechanizm spalania stukowego - w trakcie rozprzestrzeniania ogniska płomienia w komorze spalania występują w mieszance nieobjętej spalaniem wstępne reakcje rozpadu i utleniania, których intensywność wzmaga się w miarę wzrostu temp i ciśnienia wywołanego przebiegiem spalania, jeżeli reakcje te przebiegają dostatecznie szybko i mieszanka osiąga odpowiednią temp to wówczas następuje jej gwałtowny samozapłon. Prędkość rozprzestrzeniania się płomienia ulegającej samozapłonowi części mieszanki wynosi 300-1000 m/s. Wiąże się to z gwałtownym spalaniem, które powoduje miejscowy wzrost temp i ciśnienia,które w postaci fali uderzeniowej rozprzestrzenia się na całą komorę spalania wywołując drgania masy gazowej.

Zapłon powierzchniowy - zjawisko to polega na powstawaniu dodatkowego źródła zapłonu od dowolnego gorącego miejsca komory spalania przed dotarciem tam normalnego czoła płomienia zapłonowego iskrą elektryczną.

Samozapłon - to jednorodna eksplozja mieszanki paliwowo-powietrznej przed wystąpieniem zapłonu iskrowego. Może to być spowodowane zbyt wysoką temp elementu komory spalania.

Przebieg wywiązywania ciepła w ZS - jest uzależniony od przebiegu dostarczania paliwa do komory spalania a więc od przebiegu wtrysku. Na parametry czynnika termodynamicznego znajdującego się w komorze spalania oddziałuje ciepło przejęte przez czynnik nie zaś ciepło wywiązane podczas spalania.

Czynniki wpływające na spalanie w ZS: - chemiczne i fizyczne własności paliwa: skład chemiczny paliwa, LC, temp. samozapłonu, lepkość,- czynniki konstrukcyjne silnika i układu wtryskowego: typ komory spalania, wymiary silnika, stopień sprężania, materiał tłoka, temp i ciśnienie powietrza na początku napełniania, przebieg wtrysku, typ rozpylacza, -czynniki związane z regulacją i eksploatację silnika: ciśnienie wtrysku, kąt wyprzedzenia wtrysku, obciążenie silnika, prędkość obrotowa, współczynnik nadmiaru powietrza, ilość spalin.

12. Proces wylotu

Podział na 3 okresy zależnie od przyczyny wywołującej wypływ spalin:

1. Swobodny wylot- rozpoczyna się w chwili otwarcia zaworu wylotowego i trwa do chwili, w której prędkość tłoka na początku suwu wylotu wzrośnie już na tyle, że tłok zaczyna wytłaczać spaliny z cylindra.

2. Okres wylotu- polega na wytłaczaniu spalin przez tłok wykonujący suw wylotu. Chwila zakończenia swobodnego i rozpoczęcia wytłaczania spalin przez tłok zależy od wypadkowego wpływu różnych czynników (ustawienie faz rozrządu, prędkość obrotowa, przeciwciśnienie w układzie wylotowym)

3. Okres wylotu- przypada na jego część końcową, związany jest z istniejącą jeszcze różnicą ciśnień w cylindrze i ukł. wylotowym, związany jest także z odsysającym działaniem słupa spalin.

13. DOŁADOWANIE SILNIKÓW.

Rodzaje: doładowanie dynamiczne, doładowanie sprężarką mechaniczną, turbosprężarka, system complex

Stopień doładowania STD- jest to informacja wyrażona w % o tym o ile moc silnika zwiększyła się w wyniku doładowania.

Ciśnienie doładowania- jest to ciśnienie, pod jakim znajduje się ładunek cylindrze pod koniec suwu napełniania (pd)

Temp. powietrza doładowanego Td- temp. ładunku pod koniec procesu napełniania.

Spręż п_s- dot. urządzeń sprężarkowych, jest to stosunek ciśnienia za sprężarką do ciśnienia przed sprężarką. п_s=p2/p1

Doładowanie niskoprężne- pd=<150 kPa (pe=750-900 kPa) nie wymagane wzmacnianie ukł. korbowo-tłokowego, chłodzenia ukł. dolotowego itp.

Doładowanie średnie- 150<pd=<200 kPa (pe=900-200 kPa) konieczne wzmacnianie ukł. korbowo-tłokowego, chłodzenia pow. doładowanego

Doładowanie wysokie- pd>200 kPa (pe>200 kPa) dodatkowe zastosowanie chłodzenia tłoków.

15. Komory spalania ZI

Półkolista: centralne umieszczenie świecy(równomierne rozchodzenie się płomienia) większa odporność do spalania stukowego, korzystny stosunek powierzchni ścian komory do jej objętości(ograniczenie strat ciepła) możliwość stosowania dużych zaworów.

Daszkowa mała skłonność do spalania stukowego duże średnice zaworów dobre przepłukiwanie Klinowe duże zawory duży stopień sprężania skrócony czas sprężania dobra sprawność silnika zapewnia intensywne zawirowanie ładunku.

Wanienkowa: jw. W tłoku: zwarty kształt uproszczenie odlewu i obróbki głowicy małe zawory wyższe i cięższe(+15%) tłoki zwiększenie bezwładności możliwość przegrzania tłoka Ubogie mieszanki: tworzenie uwarstwionej mieszanki( dzięki odpowiedniemu ukształtowaniu kanałów dolotowych, intensywnemu zawirowaniu mieszanki możliwe jest skierowanie w pobliże świecy zapłonowej nieco bogatszej mieszanki wrażliwość na zmiany prędkości obr i obciążenia) Dzielone komory(obj komory wstępnej wynosi ok. 10% komory spalania gdzie kierowana jest bogata mieszanka i tam następuje początek spalania, odporne na spalanie stukowe, mała zawartość składników toksycznych)

16. Systemy spalania ZS

Wtrysk bezpośredni ( zalety: dobre własności rozruchowe ze względu na stosunkowo małe straty ciepła sprężanego powietrza duża sprawność cieplna małe zużycie paliwa wady: twardy bieg silnika Cechy: intensywny ruch powietrza i bardzo drobne rozpylanie paliwa umożliwiają dokładne ich wymieszanie czego wynikiem jest krótki czas opóźnienia zapłonu i dobre wykorzystanie powietrza)

Komory wstępne (objętość komory wstępnej stanowi 15-35% obj komory spalania w komorze tej ulega spaleniu jedynie część dostarczonego paliwa z powodu niedostatecznej ilości powietrza powstałe spaliny przedostają się do komory zasadniczej porywając ze sobą resztę niespalonego paliwa gdzie następuje dalsze spalanie zalety: łagodne narastanie ciśnienia, niskie max ciśnienie spalania, niskie ciśnienie wtrysku paliwa, bezdymna praca silnika przy niskim współczynniku nadmiaru powietrza, możliwość stosowania paliwa o niskim LC i paliw cięższych wady: duże zużycie paliwa, duży stopień sprężania, trudny rozruch zimnego silnika, stosowanie świec żarowych)

Wirowe (podczas suwu sprężania powietrze wpływa stycznie do ścianek komory i zostaje w ten sposób wprowadzone w ruch wirowy wtryskiwane paliwo jest rozprowadzane po zewnętrznych partiach komory a płomień przenosząc się od ścian do środka komory wypiera niebiorące jeszcze udziału w spalaniu powietrze ku ścianką, dzięki czemu proces spalania przebiega bardzo szybko Zalety: dobre wymieszanie paliwa z powietrzem, niskie ciśnienie wtrysku, jednootworowy wtryskiwacz, bezdymna praca przy małym współczynniku nadmiaru powietrza, mała wrażliwość na rodzaj paliwa (LC) możliwość pracy z dużymi prędkościami obrotowymi Wady trudny rozruch zimnego silnika, wysokie max ciśnienie spalania, duże jednostkowe zużycie paliwa)

17. Układ korbowo - tłokowy

Jego zadaniem jest zamiana energii czynnika zasilajacego na moment obrotowy wału korbowego. Składa się z:

-wału korbowego, korbowodu, tłoka.

Zespół tłoka. Zadaniem tłoka jest przejęcie sił gazowych i przekazanie ich poprzez sworzeń tłokowy na zespół korbowodu. Stanowi dolną część komory spalania, uszczelnia komorę spalania.

Składa się z:

-denko,

-część pierścieniowa,

-część prowadząca,

-piasty.

Materiały stosowane na tłoki:

-stopy aluminium,

-stopy tytanu,

-żeliwo.

Pierścienie. zadaniem pierścieni tłokowych jest uszczelnienie komory spalania. Rozróżniamy dwa typy pierścieni: uszczelniające i zgarniające. Materiał stosowany na pierścienie to głównie żeliwo o drobnoziarnistej strukturze z licznymi płatkami grafitu.

Kształty pierścieni uszczelniających :

-cylindryczny,

-stożkowy,

-beczkowy,

-trapezowy

-noskowy.

Sworznie Zadania i warunki pracy* Zadaniem sworznia tłokowego jest zapewnienie przegu­bowego połączenia tłoka z korbowodem w sposób zabezpieczający prawidłowe prze­noszenie siły ciśnienia gazów.

Wobec ograniczonych wymiarów geometrycznych sworzeń tłokowy podlega znacz­nym naciskom jednostkowym, przy czym obciążenia sworznia są zmienne co do

wartość, a w silnikach czterosuwowych — również i co do kierunku. Wysokie tem­peratury piast tłoka podczas pracy silnika oraz wahadłowe ruchy sworznia nie sprzyjają uzyskaniu warunków tarcia płynnego. Z tych względów sworzeń tłokowy powinien mieć twardą i gładką powierzchnię zewnętrzną, małą masę (z uwagi na siły bezwładności) i odpowiednią wytrzymałość do przenoszenia siły ciśnienia ga­zów.

Korbowód. Zadaniem korbowodu jest przekazanie siły nacisku gazów na tłok, na wał korbowy oraz pośrednictwo w zamianie ruch posuwisto- zwrotnego na obrotowy.

Siły działające na korbowód powodują: rozciąganie, ściskanie, wyboczenie, zginanie.

Wał korbowy. Przenosi moment obrotowy uzyskany na poszczególnych cylindra na zewnątrz silnika celem wykorzystania.

Składa się z:

-czopy główne,

-czopy korbowe,

-ramiona,

-przednie i tylne zakończeie wału korbowego,

-przeciwciężary,

-koła zamachowe,

-tłumik drgań skrętnych.

18. Układ rozrządu:

Wałki rozrządu Zadania i warunki pracy. Wał rozrządu (albo wałek rozrządczy, a w dużych silnikach wał sterujący) zmusza popychacze do wykonywania ruchów posuwisto-zwrotnych o przebiegu dokładnie określonym przez kształt krzywek. Ponadto wał rozrządu często napędza rozmaite mechanizmy pomocnicze silnika: pompę oleju, rozdzielacz zapłonu, zasilającą pompę paliwa, pompę wtryskową i inne. Wał rozrządu jest obciążony siłami ciśnienia gazów, bezwładności i napięcia sprężyn, które wywołują naprężenia zginające i skręcające oraz powodują zużywanie się powierzchni czopów, a zwłaszcza krzywek. Z tego względu wymienione powierzch­nie są zwykle utwardzane powierzchniowo.

Materiały i obróbka cieplna* Wały rozrządu są wykonywane jako kute lub odlewane. Wał odkuwa się najczęściej ze stali węglowej lub chromowej do nawęglania (15,20, 15H, 20H), lub do ulepszania cieplnego (40, 45, 40H, 50H), a w przypadku dużych obciążeń, ze stali do nawęglania 12HN3A lub 13H2A. Lane wały rozrządu są prze­ważnie odlewane z żeliwa stopowego. Typowym przykładem może być np. żeliwo znane pod nazwą „Monicrom" o składzie: C_calk 3,1-3,4%, Si 2,04-2,4%, Mn 0,5-0,8%, Ni 0,154-0,25% Cr 0,8-1,0%, Mo 0,15-0,25%, S max 0,1%, P max 0,2%. Powierzchnie robocze najbardziej rozpowszechnionych wałów kutych utwardza się przez nawęglanie lub hartowanie powierzchniowe (płomieniowe lub indukcyjne), w wyniku czego twardość tych powierzchni po odpuszczeniu wynosi zwykle 54 — 64 HRC.

Konstrukcja wałów rozrządu. Wały rozrządu silników małej i średniej mocy są jed­nolitej natomiast w silnikach wielkiej mocy są stosowane z reguły składane wały rozrządu (z nasadzanymi krzywkami).

Jednolite wały rozrządu. Zasadniczymi częściami jednolitego wału rozrządu są czopy łożyskowe ł i krzywki 2. Na jednym końcu znajduje się zwykle czop 3 z rowkiem na wpust do osadzenia koła napędu rozrządu .Zwykle na środkowym czopie wału rozrządu do silnika z zapłonem iskrowym są nacięte zęby koła 4, słu­żącego do napędu pompy oleju i rozdzielacza zapłonu. Ponadto między krzywkami znajduje się mimośród 5 do napędu zasilającej pompy paliwa.

Składane wały rozrządu. W dużych silnikach nie stosuje się jednolitych wałów rozrządu, lecz krzywki wykonuje się zawsze oddzielnie i osadza na wale o jednakowej średnicy, zaopatrzonym we wpusty. Osiowo krzywki ustala się wówczas za pomocą wkrętów lub też tulei odległościowych. Krzywki mogą być wykonane jako poje­dyncze lub też podwójne , a nawet jako zespół wszystkich krzywek dla jednego cylindra (łącznie z krzywkami zaworów rozruchowych i pomp wtryskowych).

Zawory. Wykonywane są ze stali stopowych chromoniklowych niekiedy są stellitowane. Składa się z: grzybka, trzonka stopki.

19. Układ olejenia

Celem jest smarowanie i chodzenie powierzchni części współpracujących w silniku. Poza tym pomaga także uszczelnić tłok w tulei cylindrowej i chłodzenie powierzchni trących Rodzaje układu olejenia: rozbłyskowe, mieszankowe, ciśnieniowe

Układ olejenia ciśnieniowy - olej jest dostarczany pod ciśnieniem, głównym elementem jest pompa oleju ,która zasysa olej z miski olejowej poprzez smok oleju, zaopatrzony w siatkę spełniającą role filtru wstępnego. Pompa oleju tłoczy olej do chodnicy oleju . Bezpośrednio na pompie tuż za nią umieszczony jest zawór zabezpieczający ,chroni on pompę chłodnicę oleju przed przed nadmiernym wzrostem ciśnienia oleju im przeciążeniem pompy . Podział na; z such miską olejowa i z mokrą miską olejową

Sucha miska olejowa - stosowane sa dwie pompy , pierwsza z nich jest o dużym wydatku umieszczona w dolnej części silnika , zasysa olej ze spalinami i tłocz go do chłodnicy , później do zbiornika , a druga zaś rozprowadza olej na pozostałe części układu zaletą tego układu jest kontrola poziomu oleju, ale układ jest droższy, skomplikowany w budowie, stosuje się go gdy warunki tego wymagają . Napęd pompy oleju to najbardziej rozpowszechniony poprzez Kola zębate o uzębieniu zewnętrznym. Pompy te mają małe wymiary są tanie i nie zbyt czułe na zanieczyszczenia zmianę lepkości oleju. W silnikach o ZI pompa oleju napedzana jest za pomącą kół zębatych Śrubowych od wału rozrządu, natomiast w silnikach ZS pompa oleju napedzana jest najcześciej od koła zębatego na wale korbowym z przodu silnika.

Filtr oleju - oczyszczaja olej w czasie pracy silnika. Filtry oleju można podzielisz na: -wstepne- zgrubne- dokładnego oczyszczania-odśrodkowe- specjalne

Filtry wstępne - Role tego filtru spełnia smok umieszczony w misce oleju lub w zbiorniku oleju silnika i połącony przewodem ssacym z pompa oleju. Elementem filtrującym jest siatka wykonana z drutu mosiądzowego, stalowego, oczyszczona olj z zanieczyszczeń najgrubszych.

Filtr zgrubny - zatrzymuje zanieczyszczenia o wymiarach około 0,7mm. sA to inaczej filtry szczelinowe ,a role filtrującą spełniają otworki lub szczeliny miedzy elementami metalowymi Mogą one być w postaci blaszek cienkich .

Filtry dokładnego oczyszczania- powinny zatrzymywać wszystki cząski zanieczyszczeń olejuniżależnie od ich wymiarów . Można je podzielić: -Objętościowe

- powierzchniowo-chłonne - kombinowane

Filtry odśrodkowe- nie mja wkładu filtrującego , oczyszczanie oleju polega na nadaniu szybkiego ruch obrotowego, podczas którego zanieczyszczenia sa odwirowane. Dokładnośc zleży od siły odśrodkowej . Stosuje się filtry napędzie hydraulicznym , mechanicznym

Filtry specjalne- stosowane sa jako magnetyczne .Magnesu umieszcza sie w misce olejowej lub w filtrze olej. Wyławiaja one cząstki materiałów ferromagnetycznych .

Chłodnice oleju Istnieja dwa typy chłodnic

- chłodnice wodne

- powietrzne

Chłodnice wodne -są w postaci rurek cienkich prze które przepływa olej smarujący. Składa si eona z rdzenia z rurek aluminiowych mosiądzu. Dzieki liczbie żeber powierzchnia stykajaca z olejem jest rozbudowana. Zalety to małe wymiary , zdolność podgrzewania oleju porzzruch silnika szaybikego, wady to skomplikowana budow , przecieki.

Chlodnice powietrzne- szereg rurek stalowych , na których nawinięte sa spiralnie tasma stalowa tworząc powierzchnie chłodzaca .

20. Układ chłodzenia.

Rozróżnia się następujące rodzaje układów:

-bezpośredni (powietrzem),zaletą jest szybkie podgrzanie do temp. pracy.

-pośredni (cieczą),

Układ chłodzenia - Zadaniem układu jest utrzymywanie stałej temp. pracy silnika poprzez jego chodzenie. Może ono odbywać się cieczą lub powietrzem

Chłodzenie cieczą pośrednie - krążenie cieczy w takim układzie jest wywołane pompą cieczy chłodzącej i napędzana wałem korbowy. Pompa zasysa ochłodzona ciecz z zbiornika i tłoczy ciecz do płaszczza cieczowego silnika. Chłodnica jest natomiast chłodzona powietrzem, którego ruch wymusza wentylator.

Chłodzenie bezpośrednie

Zalety chłodzenia to

- szybkie nagrzewanie się silnika przy rozruchu

- wyeliminowanie instalacji cieczowej

wady to

- potrzeba stosowania oleju silnikowego

- większa hałaśliwość podczas pracy wskutek większych luzów w układzie

Elementy chłodzenia cieczą :

- płaszcz cieczowy

- chłodnica

- pompa cieczy chłodzącej

- wentylator

Płaszcz cieczowy- tworzą ścianki kadłuba i głowicy , przy czym przestrzeń cieczowa tych części łączą się ze sobą zwykle przez otwory w przepływających do siebie ściankach oraz uszczelce podgłowicowej

Chłodnice - składa się z rdzenia połączonego z dwoma zbiornikami cieczy , górnym i dolny. W samochodach stosuje się chłodnice wodno-rurkowe. Na budowę rdzenia chłodnice dzieli się na

- rurkowe-pływakowe

- rurkowe-taśmowe

Pompa cieczy chłodzącej - są z zasady nisko ciśnieniowe, jednostopniowymi wirnikami pompami odśrodkowymi. Pompę odśrodkową cechuje duża wydajność , wytwarza ona małe ciśnienie tłoczenia , zaleta jej jest konstrukcja prosta Napęd pompy uzyskuje się zwykle za pomocą paska klikowego od wału korbowego silnika. Pas ten często napędza wentylator i prądnicę.

Wentylator - wymusza intensywny przepływ powietrza przez rdzeń chłodnicy. W chłodzeniu cieczą stosuje się wentylatory osiowe- zasysa on powietrze znajdujące się przed chłodnica i tłoczy je za siebie zmniejszając przepływ przez rdzeń chłodnicy i wzdłuż silnika Umieszcza się je przed chłodnicą, aby miały większa intensywność przepływu często maja osłonę .

Elementy chłodzenia powietrzem

- powierzchnia chłodząca

- dmuchawy

- przewody powietrzai osłony

- urzadzenia do regulacji chlodzenia

- osprzęt

Powierzchnia chłodząca - tworza zewnętrzne ścianki głowicy i cylindrów silnika. W celu zwiększenia pola wymiany ciepła są one użebrowane.

Dmuchawy- służą do wytworzenia intensywnego przepływu powietrza wokół silnika umieszczonego pod osłona. Istnieja dwa rodzaje dmuchaw: osiowe i promieniowe Cześciej stosuje się dmuchawy osiowe gdyż maja one wiekszy wydatek. Dmuchawy zasysaja zimne powietrze i tłoczą je na silnik. Napędzane są one przez wał korbowy silniki za pośrednictwem pasków klinowych.

Przewody powietrza i osłony kierujące -przez przewody jest doprowadzane powietrze prze dmuchawe na powierzchnie chlodzaca .W ten sposób uzyskuje się równomierny nadmuch wszystkich cylindrów cylindrów głowic silnika. Wykonane są cienkiej blachy stalowej.

21. Kadłub silnika i układ dolotowy 
  Kadłub stanowi nośnik wszystkich elementów silnika, jest jego największym i najcięższym elementem. 
Kadłuby silników chłodzonych powietrzem 
Cylindry wykonuje się jako oddzielne części osadzone w kadłubie i przykręcone śrubami. Kadłub silnika stanowi jedynie skrzynia korbowa. Kadłub nie jest tak sztywny jak odmiana chłodzona cieczą. Cylindry silnika chłodzonego powietrzem wykonuje się z żeliwa lub stopów aluminium. 
Kadłuby silników chłodzonych cieczą 
Blok silnika tworzy jedną całość ze skrzyni korbową. Konstrukcja powinna zapewniać dostateczne i równomierne chłodzenie tulei cylindrowych oraz zapobiegać tworzeniu się zapowietrzeń i korków parowych. Rodzaje kadłubów chłodzonych cieczą: 
1) stanowiące jeden odlew z blokiem cylindrowym. Tuleja jest nierozłącznym elementem kadłubu silnika- bardzo dobra wymiana ciepła, mniejsze gabaryty, mniejsza odległość pomiędzy osiami cylindrów, drogi w wykonaniu, remont wymaga demontażu kadłuba.
2) kadłuby z odlanymi oprawami cylindrów i wciskanymi tulejami cylindrowymi - wymienne tuleje-tylko one muszą być wykonane z materiału lepszej jakości, mniej sztywny kadłub, pogorszona wymiana ciepła. 
3)kadłuby z mokrymi tulejami cylindrowymi- najmniej sztywny, odlew najmniej skomplikowany, tuleje uszczelniane uszczelkami gumowymi o-ring, mogą zużywać się kawitacyjnie. 
Materiały stosowane do odlewania kadłubów- żeliwo, stopy aluminium, magnezu, kadłuby silników okrętowych są spawane z blach stalowych. 
Rozwiązania konstrukcyjne współczesnych układów dolotowych 
Kolektory dolotowe- wykonywane jako odlewy aluminiowe, elementy połączone  głowicą zapewniające niezakłócony przepływ ładunku powietrznego (paliwowo powietrznego) do silnika. 
Doładowanie pojedynczym przewodem 
Doładowanie rezonansowe- zwiększa moment obrotowy silnika na niskich obrotach poprzez (wykorzystuje się impet powietrza wytworzony przez zasysający powietrze tłok). 
Kolektory dolotowe są obecnie nośnikami czujników diagnozujących pracę silnika oraz ilość pobieranego powietrza, w niektórych rozwiązaniach mają wbudowany wtrysk paliwa. 

22. Uklad zasilania

Zadaniem jego jest dostarczenie do cylindrów silnika a paliwa i powietrza w takich ilościach oraz w taki sposób, aby zapewnić prawidłowy przebieg spalania. Stosowane sadwa rodzaje układów zas.gaznikowe- w silnikach ZI, wtryskowe o ZI, i ZS. Układ zasilania silnik z ZI sklada się z:

-zbiornik paliwa

- filtr paliwa

-pompa paliwa

- gaźnik

- przewody paliwowe

Zbiornik paliwa i przewody paliwowe - zbiorniki wykonane są najcześciej z wytłoczek z blachy stalowej. Wewnętrzna część jest cynkowana lub lakierowana w celu zabezpieczenia przed korozją. Paliwo zasysane jest ze zbiornika przez rurkę zasilającą, która znajduje się w najniższym miejscu zbiornika, tak aby osady nie przedostały się do przewodów paliwowych. Przewody paliwowe wykonane są ze stali, gumy i tworzyw sztucznych.

Filtr paliwa - są stosowane w celu zatrzymania zanieczyszczeń. Wykonany jest z gęstej siatki metalowej lub stosu blaszek lub z papierowym wkładem.

Pompa paliwa-do przeprowadzenia paliwa do gaźnika służą pompy przeponowe o napędzie mechanicznym, sa one uruchamiane mimośrodem umieszczonym z zasady na wale rozrządu. Mimośród działa na dzwignię związaną jednym końcem ze środkiem przepony pompy. Ruch tłoczący pompy odbywa się pod działaniem sprężyny co zapewnia stałe wysokie ciśnienie tłoczenia. Stosuje się też pompy o napędzie elektrycznym, których zaletą jest utrzymanie przewodów paliwa pod ciśnieniem od chwili włączenia zapłonu, więc przed właściwym rozruchem.

Gaznik - urzadzenie dawkujące paliwo i ułatwiające wymieszanie go z powietrzem. Skład niego wchodzi: komora pływakowa składające się z pływaka i zaworu. Komora pływakowa połączona jest przewodem z rozpylaczem. Najczęściej stosowane to gazniki opadowe, gdzie przepływ powietrza odbywa się od góry do dołu. Wada takich układów jest trudność regulacji.

Układ zasilania paliwem silnika ZS Główne elementy to: zbiornik paliwa pompa podająca, filtry paliwa, pompa wtryskowa, wtryskiwacze i rozpylacze oraz przewody niskiego i wysokiego ciśnienia.

Zbiornik paliwa- zbliżona konstrukcja do silników ZI. Pompa podająca -przetłacza olej napędowy ze zbiornika do pompy wtryskowej

Filtry paliwa- olej dostarczany do pompy wtryskowej musi być czysty, gdyż nawet drobne zanieczyszczenia mogą uszkodzić i zużyć pompę wtryskową i rozpylaczy. Musza one być łatwo dostępne , aby ułatwić wymianę filtru.

Pompa wtryskowa- stosuje się sekcyjne o stałym skoku tłoczka , rozdzielaczowe o zmiennym skoku tłoczka.Elementy tłoczące to cylinderek tłoczek , napęd tłoczków nastepuje od wałka krzywkowego. Pompy rodzielaczowe stosuje się do silników o pojemności az co 2,2dm³ objętości jednego cylindra.

Wtryskiwacze - paliwo dopływa do wtryskiwacz przewodem wysokiego ciśnienia i otworkami dopływa do zbiorniczka. Wtryskiwacz dostarcz do paliwo do komory spalania. Wtryskiwacze dzieli się na czopkowe i wielootworkowe ich wspólnym elementem jest iglica

---