Podstawowy cykl: ssanie, sprężanie, praca, wydech 2

Podstawowy cykl: ssanie, sprężanie, praca, wydech 2

2
Podstawowy cykl:
ssanie, sprężanie,
praca, wydech
Kiedy zdejmiesz pokrywę silnika
przyczepnego, jego budowa wydaje się
skomplikowana i tak w istocie jest! Wynika
to z faktu, że kiedy silnik pracuje, to wiele
procesów zachodzi jednocześnie. Jeśli jednak
będziemy rozpatrywać je osobno, okażą się
nieskomplikowane.
Jednym z najprostszych i mających
zasadnicze znaczenie w silnikach
wewnętrznego spalania jest ten, od którego
wzięły swoją nazwę. Paliwo i powietrze
spala się w zamkniętej przestrzeni. Kiedy to
następuje, powstaje mieszanka gorących
gazów, która dąży do rozprężania się.
Wspomniana, ograniczona przestrzeń
cylinder
głowica
cylindra
tłok
korbowód
blok
cylindrów
pierścienie
wał korbowy
koło
zamachowe
Rys. 2. Podstawowe części silnika.
12
Podstawowy cykl
to cylinder wykonany w odlewie metalu,
czyli bloku cylindrów. Jeden z końców
cylindra zakryty jest kolejnym odlewem, czyli
głowicą, a drugi ruchomym elementem, czyli
tłokiem. Sprężyste, metalowe pierścienie
są umieszczone w rowkach wyciętych
w bocznych powierzchniach tłoka.
Efekt jest taki, że jedynym sposobem
rozprężenia gorących gazów jest parcie na
tłok, a pierścienie przylegając do ścianek
cylindra tworzą prawie nieprzenikalne dla
gazów uszczelnienie. Tłok połączony jest
z korbowodem, którego drugi koniec
współpracuje z wałem korbowym. Tak jak
pedały w rowerze zamieniają pionowe ruchy
nóg rowerzysty na obrotowy ruch koła, tak
samo pionowy ruch tłoka w dół wał korbowy
zamienia na ruch obrotowy.
Na wale korbowym zamocowane jest
ciężkie metalowe koło zamachowe. Kiedy
się zacznie obracać wraz z wałem korbowym,
spowoduje, że tłok będzie powracał w górne
położenie.
To rozwiązanie jest typowe dla prawie
wszystkich silników wewnętrznego spalania.
(istnieją nietypowe rozwiązania, jak silnik
z tłokiem obrotowym Wankla), ale te nie są
używane w silnikach przyczepnych, a zatem
w tej książce nie będziemy się nimi zajmować.
Istnieją natomiast poważne różnice
pomiędzy dwu- i czterosuwowymi silnikami
benzynowymi i pomiędzy silnikami
benzynowymi i wysokoprężnymi.
ssanie
sprężanie
praca
wydech
Rys. 3. Cykl czterosuwowy.
Czterosuwowe
silniki benzynowe
Czterosuwowy cykl pracy jest stosowany
w coraz większej liczbie silników
przyczepnych. Choć ich konstrukcja jest
bardziej skomplikowana niż ich dwusuwowych
kuzynów, to zasada działania jest łatwiejsza
do zrozumienia.
W silniku czterosuwowym w głowicy znajdują
się kanały, które doprowadzają powietrze
i odprowadzają spaliny z cylindra. Aby
uniemożliwić niekontrolowany przepływ gazów,
kanały wyposażone są w szczelnie zamykane
zawory zaopatrzone w mocne sprężyny.
Podczas suwu pracy, gazy powstałe
w wyniku spalania mieszanki pchają tłok
w dół, oba zawory są zamknięte. Kiedy tłok
osiągnie skrajne dolne położenie, obracające
się koło zamachowe powoduje, że wał
korbowy pcha z powrotem tłok do góry.
W tym momencie otwiera się jeden z zaworów
w głowicy i pozwala ujść na zewnątrz
spalinom. Koło zamachowe wraz z wałem
korbowym obraca się nadal, pociągając tłok
w dół. Zamyka się zawór wydechowy, a drugi
zawór, ssący otwiera. Mieszanka paliwa
i powietrza przepływa przez otwarty zawór,
wypełniając powiększającą się przestrzeń
wewnątrz cylindra. Ostatnim etapem procesu
jest powrót tłoka w górne położenie, co
poprzedza powtórzenie całego cyklu.
Zamykają się oba zawory, powstrzymując
wypływ mieszanki. Koło zamachowe i wał
korbowy pcha tłok dalej w górne położenie,
sprężając mieszankę w cylindrze.
Kiedy tłok osiągnie maksymalne górne
położenie, iskra z instalacji wysokiego
napięcia zapala mieszankę, gazy się
rozszerzają, pchając tłok w dół i cykl znów się
powtarza.
Cykl czterosuwowy składa się z czterech
osobnych elementów, fachowo nazwanych:
ssaniem, sprężaniem, pracą i wydechem.
suwu ssania tłok porusza
• Psięodczas
w dół, zawór ssący jest otwarty
wpuszczając mieszankę do cylindra.
suwu sprężania tłok porusza
• Podczas
się do góry, oba zawory są zamknięte,
a mieszanka podlega sprężaniu.
13