Na łamach AUTOTESTÓW niejednokrotnie opisywano silniki spalinowe testowanych samochodów. Jednak tak naprawdę dotąd nie poruszono sprawy kluczowej, jaką jest... budowa silnika spalinowego. Z jakich elementów składowych składa się silnik? Z jakich materiałów jest wykonany? Miejmy nadzieję, że ten artykuł choć w niewielkim stopniu przybliży czytelnikom to zagadnienie.
Trzonem każdego silnika jest kadłub. W początkach motoryzacji blok silnika (kadłub) był elementem złożonym z wielu części. Poszczególne elementy tworzące kadłub łączone były za pomocą śrub. Wieloskładnikowość sprawiała, że pojawiały się poważne problemy ze szczelnością i trwałością tego elementu, co bezpośrednio przekładało się na parametry pracy całego układu.
Wraz z rozwojem motoryzacji dążono do udoskonalenia tego elementu poprzez metody odlewnicze (cały kadłub stanowił jeden odlew). Najczęściej stosowanym materiałem do wytwarzania bloku silnika jest żeliwo (czasem aluminium). Powszechność i uniwersalność żeliwa polega na jego odporności na procesy ścierne, słabe przewodzenie fal akustycznych, łatwość obróbki oraz niebywała odporność na wysokie ciśnienie panujące w komorze silnika.
Kadłub jest elementem, z którym powiązane są wszystkie najważniejsze elementy silnika spalinowego (głowica, mechanizm korbowy, mechanizm rozrządu). Stanowi trzon jednostki napędowej, dźwignię dla wielu jej elementów. Jego smarowanie odbywa się przez szereg przewodów, kanałów i kanalików. Dzięki odpowiednio ukształtowanej strukturze tworzy też kanały dolotowe i wydechowe jednostki napędowej.
We wnętrzu kadłuba znajdują się między innymi cylindry silnika oraz elementy układu korbowego. Od góry kadłub przykryty jest głowicą. Element ten jest odpowiedzialny za zapewnienie odpowiedniej szczelności komory silnika.
Cylindry, poruszające się w nich tłoki, korbowód oraz wał korbowy to w zasadzie esencja silnika spalinowego. Do cylindra zasysane jest powietrze poprzez kanał dolotowy. Mieszanka paliwowo - powietrzna ulega spaleniu w cylindrach. Wytworzona energia powoduje przesunięcie tłoka w dół i przekazanie energii na korbowód. Korbowód, będący łącznikiem pomiędzy tłokiem a wałem korbowym poprzez swój ruch dokonuje konwersji ruchu posuwisto - zwrotnego tłoka na ruch obrotowy wału korbowego. Spaliny powstałe w wyniku spalenia mieszanki paliwowo - powietrznej ulegają wydaleniu z układu poprzez kanał wylotowy.
Za sterowanie napływem świeżego powietrza do cylindrów oraz wydalaniem spalonego powietrza odpowiada mechanizm rozrządu. W jego skład wchodzą: zawory (zbudowane z trzonka i grzybka) umieszczone w głowicy silnika, wałek rozrządu, popychacze, dźwigienki zaworowe oraz pasek (ewentualnie łańcuszek) rozrządu. Rola zaworów polega na otwieraniu i zamykaniu kanałów dolotowych i wylotowych odpowiedzialnych za doprowadzanie świeżego powietrza i odprowadzanie spalin na zewnątrz.
Wałek rozrządu napędzany jest siłą pochodzącą z wału korbowego za pomocą paska rozrządu (lub łańcuszka rozrządu).
Newralgicznym punktem silnika jest układ smarowania (obecność oleju jest niezbędna do zniwelowania tarcia towarzyszącego ruchowi względnemu współpracujących elementów) i chłodzenia (odprowadzanie nadmiaru ciepła generowanego podczas procesów spalania). Układ smarowania składa się z pompy oleju, filtra oleju oraz miski olejowej, z której czerpany jest olej i pompowany do wszystkich punktów silnika wymagających smarowania. Układ chłodzenia składa się przede wszystkim z chłodnicy, termostatu oraz pompy odpowiedzialnej za transportowanie cieczy do najdrobniejszych szczelin układu w celu odebrania nadmiaru ciepła.
Prawidłowe współistnienie wszystkich wymienionych elementów jest gwarantem prawidłowej pracy jednostki napędowe.
Tekst: Łukasz Kochanek