Jak zrozumieć układy sprężania i zasilania w małych silnikach

Chociaż silniki ewoluowały przez lata, wszystkie silniki benzynowe działają na tych samych zasadach. Cztery suwy, które występują w silniku, pozwalają mu wytworzyć moc i moment obrotowy, a ta moc napędza samochód.

Zrozumienie podstawowych zasad działania silnika czterosuwowego pomoże zdiagnozować problemy z silnikiem, a także sprawi, że będziesz dobrze poinformowanym nabywcą.

Część 1 z 5: Zrozumienie silnika czterosuwowego

Od pierwszych silników benzynowych po nowoczesne silniki budowane dzisiaj, zasady działania silnika czterosuwowego pozostały takie same. Wiele zewnętrznych operacji silnika zmieniło się na przestrzeni lat dzięki dodaniu wtrysku paliwa, sterowania komputerowego, turbosprężarek i doładowań. Wiele z tych elementów zostało zmodyfikowanych i zmienionych na przestrzeni lat, aby silniki stały się bardziej wydajne i mocne. Zmiany te pozwoliły producentom nadążyć za pragnieniami konsumentów, jednocześnie osiągając wyniki przyjazne dla środowiska.

Silnik benzynowy ma cztery suwy:

• Takt przyznaje
• skok kompresji
• udar mocy
• Zwolnij uderzenie

W zależności od typu silnika, stuki te mogą wystąpić kilka razy na sekundę podczas pracy silnika.

Część 2 z 5: Skok wlotowy

Pierwszy suw występujący w silniku nazywany jest suwem ssania. Dzieje się tak, gdy tłok porusza się w cylindrze w dół. W takim przypadku zawór wlotowy otwiera się, umożliwiając wciągnięcie mieszanki powietrza i paliwa do cylindra. Powietrze jest zasysane do silnika z filtra powietrza, przez korpus przepustnicy, w dół przez kolektor dolotowy, aż dociera do cylindra.

W zależności od silnika, w pewnym momencie do tej mieszanki powietrza dodaje się paliwo. W silniku gaźnikowym paliwo jest dodawane, gdy powietrze przepływa przez gaźnik. W silniku z wtryskiem paliwa paliwo jest dodawane w miejscu wtryskiwacza, który może znajdować się w dowolnym miejscu między korpusem przepustnicy a cylindrem.

Gdy tłok przesuwa się po wale korbowym, wytwarza ssanie, które umożliwia zasysanie mieszanki powietrza i paliwa. Ilość powietrza i paliwa zasysanego do silnika zależy od konstrukcji silnika.

• Uwaga: Silniki z turbodoładowaniem i doładowaniem działają w ten sam sposób, ale mają tendencję do wytwarzania większej mocy, ponieważ mieszanka powietrza i paliwa jest wtłaczana do silnika.

Część 3 z 5: Uderzenie kompresyjne

Drugi suw silnika to suw sprężania. Gdy mieszanka paliwowo-powietrzna znajdzie się w cylindrze, musi zostać skompresowana, aby silnik mógł wytworzyć większą moc.

• Uwaga: Podczas suwu sprężania zawory w silniku są zamknięte, aby zapobiec ucieczce mieszanki paliwowo-powietrznej.

Po tym, jak wał korbowy obniżył tłok do dna cylindra podczas suwu ssania, zaczyna on teraz przesuwać się z powrotem do góry. Tłok kontynuuje ruch w kierunku górnej części cylindra, gdzie osiąga tak zwany górny martwy punkt (TDC), który jest najwyższym punktem, do którego może dotrzeć w silniku. Po osiągnięciu górnego martwego punktu mieszanka paliwowo-powietrzna jest całkowicie sprężona.

Ta w pełni skompresowana mieszanka znajduje się w obszarze zwanym komorą spalania. W tym miejscu następuje zapłon mieszanki paliwowo-powietrznej w celu wykonania kolejnego skoku w cyklu.

Suw sprężania jest jednym z najważniejszych czynników w konstrukcji silnika, gdy próbujesz wygenerować większą moc i moment obrotowy. Obliczając kompresję silnika, wykorzystaj różnicę między ilością miejsca w cylindrze, gdy tłok znajduje się na dole, a ilością miejsca w komorze spalania, gdy tłok osiąga górny martwy punkt. Im większy stopień sprężania tej mieszanki, tym większa moc generowana przez silnik.

Część 4 z 5: Mocny ruch

Trzeci suw silnika to suw roboczy. Jest to skok, który wytwarza moc w silniku.

Gdy tłok osiągnie górny martwy punkt suwu sprężania, mieszanka paliwowo-powietrzna jest wtłaczana do komory spalania. Mieszanka paliwowo-powietrzna jest następnie zapalana przez świecę zapłonową. Iskra ze świecy zapala paliwo, powodując gwałtowny, kontrolowany wybuch w komorze spalania. Kiedy dochodzi do tej eksplozji, wytworzona siła naciska na tłok i porusza wałem korbowym, umożliwiając cylindrom silnika kontynuowanie pracy przez wszystkie cztery suwy.

Pamiętaj, że kiedy nastąpi eksplozja lub uderzenie mocy, musi to nastąpić w określonym czasie. Mieszanka paliwowo-powietrzna musi zapalić się w pewnym momencie, w zależności od konstrukcji silnika. W niektórych silnikach mieszanka musi zapalić się w pobliżu górnego martwego punktu (TDC), podczas gdy w innych musi zapalić się kilka stopni po tym punkcie.

• Uwaga: Jeśli iskra nie pojawi się we właściwym czasie, może dojść do hałasu silnika lub poważnego uszkodzenia, które może spowodować awarię silnika.

Część 5 z 5: Skok zwalniania

Skok zwolnienia jest czwartym i ostatnim uderzeniem. Po zakończeniu suwu roboczego cylinder jest napełniany spalinami pozostałymi po zapłonie mieszanki paliwowo-powietrznej. Gazy te należy usunąć z silnika przed ponownym uruchomieniem całego cyklu.

Podczas tego suwu wał korbowy wpycha tłok z powrotem do cylindra przy otwartym zaworze wydechowym. Gdy tłok porusza się w górę, wypycha gazy przez zawór wydechowy, który prowadzi do układu wydechowego. Spowoduje to usunięcie większości gazów spalinowych z silnika i umożliwi ponowne uruchomienie silnika w suwie ssania.

Ważne jest, aby zrozumieć, jak każdy z tych uderzeń działa w silniku czterosuwowym. Znajomość tych podstawowych kroków może pomóc w zrozumieniu, w jaki sposób silnik generuje moc, a także w jaki sposób można go zmodyfikować, aby był bardziej wydajny.

Ważne jest również, aby znać te kroki podczas próby zidentyfikowania wewnętrznego problemu z silnikiem. Należy pamiętać, że każdy z tych uderzeń wykonuje określone zadanie, które musi być zsynchronizowane z silnikiem. Jeśli jakakolwiek część silnika ulegnie awarii, silnik nie będzie działał prawidłowo, jeśli w ogóle.