ICE - co to jest? Silnik spalinowy: charakterystyka, schemat

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Nie będzie przesadą stwierdzenie, że większość dzisiejszych urządzeń samobieżnych wyposażona jest w silniki spalinowe różnej konstrukcji, wykorzystujące różne zasady działania. W każdym razie, jeśli mówimy o transporcie drogowym. W tym artykule przyjrzymy się bliżej ICE. Co to jest, jak działa ta jednostka, jakie są jej zalety i wady, dowiesz się z niej czytając.

Zasada działania silników spalinowych

Główna zasada działania silnika spalinowego opiera się na fakcie, że paliwo (stałe, płynne lub gazowe) spala się w specjalnie wydzielonej objętości roboczej wewnątrz samego urządzenia, zamieniając energię cieplną na energię mechaniczną.

Mieszanka robocza wchodząca do cylindrów takiego silnika jest sprężana. Po jego zapłonie za pomocą specjalnych urządzeń powstaje nadciśnienie gazów, zmuszając tłoki cylindrów do powrotu do pierwotnego położenia. Tak to powstajestały cykl pracy, który za pomocą specjalnych mechanizmów przekształca energię kinetyczną w moment obrotowy.

Dzisiejszy silnik spalinowy może mieć trzy główne typy:

• Silnik dwusuwowy, często określany jako lekki;
• 4-suwowa jednostka napędowa zapewniająca wyższą moc i wydajność;
• Turbiny gazowe o podwyższonej charakterystyce mocy.

Oprócz tego istnieją inne modyfikacje obwodów głównych, które poprawiają niektóre właściwości elektrowni tego typu.

Zalety silników spalinowych

W przeciwieństwie do jednostek napędowych, które wymagają zewnętrznych komór, silniki spalinowe mają znaczne zalety. Główne z nich to:

• znacznie bardziej kompaktowy rozmiar;
• wyższa moc znamionowa;
• optymalne wartości wydajności.

Należy zauważyć, mówiąc o silniku spalinowym, że jest to urządzenie, które w większości przypadków pozwala na użycie różnych rodzajów paliwa. Może to być benzyna, olej napędowy, gaz naturalny lub płynny, nafta, a nawet zwykłe drewno.

Taka wszechstronność zapewniła tej koncepcji silnika zasłużoną popularność, wszechobecność i prawdziwie globalne przywództwo.

Krótkie informacje historyczne

Powszechnie przyjmuje się, że silnik spalinowy ma swoją historię od momentu, gdy Francuz de Rivas stworzył silnik tłokowy w 1807 rokujednostka wykorzystująca wodór w stanie gazowym skupienia jako paliwo. I choć od tamtego czasu urządzenie ICE przeszło znaczące zmiany i modyfikacje, główne idee tego wynalazku są nadal wykorzystywane do dziś.

Pierwszy czterosuwowy silnik spalinowy ujrzał światło dzienne w 1876 roku w Niemczech. W połowie lat 80. XIX wieku w Rosji opracowano gaźnik, który umożliwił dozowanie benzyny do cylindrów silnika.

A pod koniec ubiegłego wieku słynny niemiecki inżynier Rudolf Diesel zaproponował pomysł zapłonu mieszanki palnej pod ciśnieniem, co znacznie zwiększyło charakterystykę mocy silników spalinowych i wskaźniki sprawności jednostki tego typu, które wcześniej pozostawiały wiele do życzenia. Od tego czasu rozwój silników spalinowych przebiega głównie na ścieżce doskonalenia, modernizacji i wprowadzania różnych ulepszeń.

Główne typy i typy silników spalinowych

Mimo to ponad 100-letnia historia tego typu jednostek pozwoliła na opracowanie kilku podstawowych typów elektrowni z wewnętrznym spalaniem paliwa. Różnią się od siebie nie tylko składem użytej mieszaniny roboczej, ale także cechami konstrukcyjnymi.

Silniki benzynowe

Jak sama nazwa wskazuje, jednostki z tej grupy wykorzystują jako paliwo różne rodzaje benzyny.

Z kolei takie elektrownie są zwykle podzielone na dwie duże grupy:

• Gaźnik. W takich urządzeniach paliwomieszanka przed wejściem do cylindrów jest wzbogacana masami powietrza w specjalnym urządzeniu (gaźniku). Następnie jest zapalany za pomocą iskry elektrycznej. Wśród najwybitniejszych przedstawicieli tego typu są modele VAZ, których silnik spalinowy przez bardzo długi czas był wyłącznie typu gaźnika.
• Wtryskiwacz. Jest to bardziej złożony system, w którym paliwo jest wtryskiwane do cylindrów przez specjalny kolektor i wtryskiwacze. Może wystąpić zarówno mechanicznie, jak i za pomocą specjalnego urządzenia elektronicznego. Systemy bezpośredniego wtrysku Common Rail są uważane za najbardziej wydajne. Zainstalowany w prawie wszystkich nowoczesnych samochodach.

Silniki benzynowe z wtryskiem są uważane za bardziej ekonomiczne i zapewniają wyższą wydajność. Jednak koszt takich jednostek jest znacznie wyższy, a konserwacja i eksploatacja są zauważalnie trudniejsze.

Silniki wysokoprężne

U zarania istnienia tego typu jednostek często można było usłyszeć dowcip o silniku spalinowym, że jest to urządzenie, które zjada benzynę jak koń, ale porusza się znacznie wolniej. Wraz z wynalezieniem silnika wysokoprężnego ten żart częściowo stracił na aktualności. Głównie dlatego, że olej napędowy może być napędzany paliwem znacznie niższej jakości. A to oznacza znacznie tańsze niż benzyna.

Główną zasadniczą różnicą między silnikiem spalinowym o spalaniu wewnętrznym jest brak wymuszonego zapłonu mieszanki paliwowej. Olej napędowy jest wtryskiwany do cylindrów za pomocą specjalnegodysze, a poszczególne krople paliwa zapalają się pod wpływem siły nacisku tłoka. Oprócz zalet silnik wysokoprężny ma szereg wad. Wśród nich są następujące:

• znacznie mniej mocy w porównaniu do silników benzynowych;
• duże wymiary i charakterystyka wagi;
• trudność startu w ekstremalnych warunkach pogodowych i klimatycznych;
• niedostateczna trakcja i tendencja do nieuzasadnionych strat mocy, zwłaszcza przy stosunkowo dużych prędkościach.

Ponadto naprawa silnika spalinowego typu diesel jest zwykle znacznie bardziej skomplikowana i kosztowna niż regulacja lub przywracanie wydajności jednostki benzynowej.

Silniki gazowe

Pomimo taniości gazu ziemnego wykorzystywanego jako paliwo, budowa silników spalinowych na gaz jest nieproporcjonalnie bardziej skomplikowana, co prowadzi do znacznego wzrostu kosztów jednostki jako całości, jej montażu i eksploatacji w szczególny.

W tego typu elektrowniach gaz płynny lub ziemny dostaje się do butli przez system specjalnych skrzyń biegów, kolektorów i dysz. Mieszanka paliwowa jest zapalana w taki sam sposób jak w gaźnikowych jednostkach benzynowych - za pomocą iskry elektrycznej pochodzącej ze świecy zapłonowej.

Połączone typy silników spalinowych

Niewiele osób wie o połączonych systemach ICE. Co to jest i gdzie jest używane?

Oczywiście nie chodzi o nowoczesną hybrydępojazdy zdolne do pracy zarówno na paliwie, jak i na silniku elektrycznym. Kombinowane silniki spalinowe nazywane są zwykle takimi jednostkami, które łączą elementy różnych zasad układów paliwowych. Najwybitniejszym przedstawicielem rodziny takich silników są instalacje gazowo-dieslowskie. W nich mieszanka paliwowa wchodzi do bloku silnika spalinowego prawie w taki sam sposób, jak w jednostkach gazowych. Ale paliwo jest zapalane nie za pomocą wyładowania elektrycznego ze świecy, ale za pomocą części zapłonowej oleju napędowego, jak to ma miejsce w konwencjonalnym silniku wysokoprężnym.

Obsługa i naprawa silników spalinowych

Pomimo dość dużej różnorodności modyfikacji, wszystkie silniki spalinowe mają podobne podstawowe konstrukcje i schematy. Niemniej jednak, aby przeprowadzić wysokiej jakości konserwację i naprawę silników spalinowych, konieczne jest dokładne poznanie jego budowy, zrozumienie zasad działania i umiejętność identyfikowania problemów. Aby to zrobić, konieczne jest oczywiście uważne przestudiowanie konstrukcji silników spalinowych różnego typu, aby samemu zrozumieć przeznaczenie niektórych części, zespołów, mechanizmów i systemów. Nie jest to łatwe, ale bardzo ekscytujące! A co najważniejsze, właściwa rzecz.

Specjalnie dla dociekliwych umysłów, które chcą samodzielnie zrozumieć wszystkie tajemnice i sekrety niemal każdego pojazdu, przybliżony schemat silnika spalinowego pokazano na powyższym zdjęciu.

Więc dowiedzieliśmy się, czym jest ta jednostka napędowa.