Jak działa nowoczesny silnik

Przekręcasz kluczyk w stacyjce i silnik odpala. Wciskasz gaz i samochód jedzie do przodu. Wyciągasz kluczyk i silnik gaśnie. Tak działa twój silnik, prawda? Jest o wiele bardziej szczegółowy, niż większość z nas zdaje sobie sprawę, z zakulisowymi scenami rozgrywającymi się co sekundę.

Wewnętrzne działanie silnika

Silnik Twojego samochodu składa się z dwóch głównych elementów: bloku cylindrów i głowicy cylindrów.

Górna część silnika nazywana jest głowicą cylindrów. Zawiera zawory, które otwierają się i zamykają, regulując przepływ mieszanki paliwowo-powietrznej i spalin z poszczególnych cylindrów. Na cylinder muszą być co najmniej dwa zawory: jeden dolotowy (upuszczanie niespalonej mieszanki paliwowo-powietrznej do cylindra) i jeden wylotowy (upuszczanie zużytej mieszanki paliwowo-powietrznej z silnika). Wiele silników wykorzystuje wiele zaworów zarówno do wlotu, jak i wydechu.

Wałek rozrządu jest zamocowany przez środek lub na górze głowicy cylindrów w celu sterowania działaniem zaworu. Wałek rozrządu ma występy zwane płatami, które wymuszają precyzyjne otwieranie i zamykanie zaworów.

Wałek rozrządu i wał korbowy są ze sobą ściśle powiązane. Muszą pracować w idealnym momencie, aby silnik w ogóle pracował. Są one połączone łańcuchem lub paskiem rozrządu w celu utrzymania tego rozrządu. Wał rozrządu musi wykonać dwa pełne obroty na każdy obrót wału korbowego. Jeden pełny obrót wału korbowego jest równy dwóm skokom tłoka w jego cylindrze. Cykl zasilania — proces, który faktycznie wytwarza moc potrzebną do poruszania samochodem — wymaga czterech skoków tłoka. Przyjrzyjmy się bliżej działaniu tłoka w silniku i czterem różnym etapom:

• konsumpcja: Aby rozpocząć cykl roboczy, pierwszą rzeczą, której potrzebuje silnik, jest mieszanka paliwowo-powietrzna, która dostaje się do cylindra. Zawór wlotowy otwiera się w głowicy cylindrów, gdy tłok zaczyna się opuszczać. Mieszanka paliwowo-powietrzna wpływa do cylindra w stosunku około 15:1. Gdy tłok osiągnie dolną część skoku, zawór wlotowy zamyka się i uszczelnia cylinder.

• kompresja: Tłok porusza się w cylindrze, sprężając mieszankę paliwowo-powietrzną. Pierścienie tłokowe uszczelniają boki tłoka w cylindrze, zapobiegając utracie kompresji. Kiedy tłok osiąga szczyt tego skoku, zawartość cylindra znajduje się pod ekstremalnym ciśnieniem. Normalna kompresja wynosi od 8:1 do 10:1. Oznacza to, że mieszanina w cylindrze jest ściśnięta do około jednej dziesiątej jej pierwotnej nieskompresowanej objętości.

• Zasilacz: Gdy zawartość cylindra zostanie ściśnięta, świeca zapłonowa zapala mieszankę paliwowo-powietrzną. Następuje kontrolowana eksplozja, która popycha tłok w dół. Nazywa się to suwem mocy, ponieważ jest to siła, która obraca wał korbowy.

• Wydechowy: Gdy tłok znajduje się w dolnej części swojego skoku, otwiera się zawór wydechowy w głowicy cylindrów. Kiedy tłok ponownie porusza się w górę (pod wpływem jednoczesnych cykli zasilania zachodzących w innych cylindrach), spaliny w cylindrze są wypychane do góry i na zewnątrz silnika przez zawór wydechowy. Kiedy tłok osiągnie szczyt tego skoku, zawór wydechowy zamyka się i cykl zaczyna się od nowa.

• Rozważ to: Jeśli silnik pracuje na biegu jałowym z prędkością 700 obr./min lub obr./min, oznacza to, że wał korbowy obraca się w pełni 700 razy na minutę. Ponieważ cykl roboczy występuje co drugi obrót, każdy cylinder ma 350 eksplozji w swoim cylindrze co minutę na biegu jałowym.

Jak smaruje się silnik?

Olej jest ważnym płynem w pracy silnika. W wewnętrznych elementach silnika znajdują się małe kanały, zwane kanałami olejowymi, przez które tłoczony jest olej. Pompa olejowa zasysa olej silnikowy z miski olejowej i wymusza jego cyrkulację w silniku, zapewniając płynną pracę gęsto upakowanych metalowych elementów silnika. Ten proces to coś więcej niż tylko smarowanie komponentów. Zapobiega tarciu, które powoduje nadmierne ciepło, chłodzi wewnętrzne części silnika i tworzy szczelne uszczelnienie między częściami silnika, na przykład między ścianami cylindrów a tłokami.

Jak powstaje mieszanka paliwowo-powietrzna?

Powietrze jest zasysane do silnika w wyniku podciśnienia wytwarzanego podczas pracy silnika. Gdy powietrze dostaje się do silnika, wtryskiwacz paliwa rozpyla paliwo, które miesza się z powietrzem w stosunku około 14.7:1. Ta mieszanka jest zasysana do silnika podczas każdego cyklu ssania.

To wyjaśnia podstawowe wewnętrzne działanie nowoczesnego silnika. Podczas tego procesu działają dziesiątki czujników, modułów oraz innych systemów i komponentów, umożliwiając pracę silnika. Zdecydowana większość samochodów na drogach ma silniki, które działają w ten sam sposób. Kiedy weźmiesz pod uwagę precyzję wymaganą do utrzymania płynnej, wydajnej i niezawodnej pracy setek elementów silnika przez tysiące kilometrów przez wiele lat eksploatacji, zaczynasz doceniać pracę inżynierów i mechaników, którzy doprowadzą Cię tam, gdzie chcesz. iść.