Silniki spalinowy jest urządzeniem, które służy do zamiany energii chemicznej na pracę mechaniczną. Co to oznacza w praktyce? Otóż silnik spalinowy to maszyna służąca do konwersji energii zmagazynowanej w związkach chemicznych na energię mechaniczną służącą do napędu samochodu bądź innego pojazdu silnikowego. Zatem cały strumień energii zaczyna się od promieniowania słonecznego docierającego do Ziemi, emitowanego przez Słońce. Jak wiadomo, w przyrodzie nic nie ginie i nic nie pojawia się z niczego...
Część tej energii zostaje zmagazynowana przez rośliny, które wykorzystują ją do agregowania ze sobą pierwiastków chemicznych w bardziej skomplikowane struktury - związki chemiczne. W ten sposób rośliny budują własne tkanki, a w konsekwencji - rosną. Gdy rośliny kończą swój żywot, wówczas zmagazynowana w nich energia związków organicznych podlega licznym przemianom. W konsekwencji tych przemian (trwają od kilku do kilkunastu milionów lat) powstają paliwa kopalne, tj.: węgiel kamienny i brunatny, torf, gaz ziemny i ropa naftowa. Ostatni surowiec, poddany przemianom, jest głównym źródłem energii wykorzystywanej do napędzania silników spalinowych.

Jednymi z produktów przemiany ropy naftowej są benzyna i olej napędowy wykorzystywane do napędu silnika spalinowego.
Zasada działania silnika spalinowego opiera się na cyklach przemian zachodzących w cylindrach. Istnieje wiele rodzajów silników spalinowych. Dla potrzeby omówienia zasady działania silnika wykorzystany zostanie silnik czterosuwowy.

W silniku czterosuwowym, jak sama nazwa wskazuje, jeden cykl pracy składa się z czterech suwów tłoka w cylindrze. Na schemacie zamieszczonym poniżej kolorem żółtym zaznaczono tłok poruszający się we wnętrzu cylindra. Tłok połączony jest korbowodem z wałem korbowym. Wał korbowy służy do zamiany ruchu posuwisto - zwrotnego tłoka na ruch obrotowy napędzający koła.

Na schemacie widoczne są dwa przewody dochodzące do wnętrza cylindra. Jeden z nich to kanał dolotowy, za pomocą którego mieszanka paliwowo - powietrzna (bądź samo paliwo) zasysane są do wnętrza cylindra. Drugi, zaopatrzony w zawór wydechowy, służy do wyprowadzania z cylindrów gazów powstałych w wyniku spalenia mieszanki w komorze spalania.

Tłok znajdujący się w cylindrze porusza się ruchem posuwistym. Wyróżnia się dwa skrajne położenia tłoka:

- DMP, czyli dolny martwy punkt, kiedy to tłok znajduje się najbliżej wału korbowego;

- GMP, górny martwy punkt, kiedy to tłok znajduje się najdalej od wału korbowego.

Jeden cykl pracy silnika czterosuwowego składa się z następujących etapów:

1. Tłok znajduje się w GMP.
Zaczyna poruszać się w dół aż do osiągnięcia DMP. Przy okazji przemieszczania się tłoka w dół w cylindrze wytwarzane jest podciśnienie. Towarzyszy temu otwarcie zaworu ssącego. Wytworzone przez cofający się tłok podciśnienie powoduje zassanie do wnętrza cylindra powietrza. Po osiągnięciu DMP pierwszy suw - ,,suw dolotu" - się kończy.

2. Tłok znajduje się w DMP.
We wnętrzu cylindra znajduje się zassane powietrze. Tłok zaczyna się przemieszczać w kierunku świecy. Zawór ssący zostaje zamknięty. Zassane powietrze zostaje uwięzione we wnętrzu cylindra. Poruszający się tłok zmniejsza objętość użyteczną cylindra powodując sprężanie powietrza. Towarzyszy temu wzrost ciśnienia w cylindrze oraz gwałtowny wzrost temperatury sprężonego powietrza (kilkaset stopni Celsjusza). Gdy tłok znajduje się niemal w położeniu GMP, do wnętrza cylindra zostaje wtryśnięte paliwo. Powstała mieszanka paliwowo - powietrzna jest silnie wybuchowa. Przeskakująca iskra na świecy powoduje zapalenie mieszanki. W tym momencie kończy się drugi suw - ,,suw sprężenia".

3. Tłok znajduje się w GMP.
Zapalona mieszanka powietrzno - paliwowa wytwarza bardzo duże ciśnienie. Rozprężający się gaz powoduje przemieszczenie tłoka z GMP do DMP. Gdy tłok osiągnie DMP kończy się trzeci suw - ,,suw pracy". Jest to najważniejszy suw w całym cyklu, dzięki któremu wytwarzana jest energia mechaniczna napędzająca silnik.

4. Tłok znajduje się w DMP.
Po osiągnięciu tego punktu posiada energię kinetyczną pozwalającą mu na kontynuowanie przemieszczania się w kierunku GMP. Towarzyszy temu otwarcie zaworu wydechowego, dzięki czemu powstałe w wyniku spalenia mieszanki paliwowo - powietrznej gazy mogą wydostać się z cylindra. Gdy tłok osiągnie położenie GMP czwarty suw - ,,suw wylotu" zostaje zakończony.
Po zakończeniu ,,suwu wylotu" cały cykl się powtarza.

Dzięki połączeniu tłoka z wałem korbowym za pomocą korbowodu energia powstała podczas spalania mieszanki paliwowo - powietrznej może zostać zamieniona na energię mechaniczną napędzającą koła samochodu.

« poprzednia		następna »