Silnik benzynowy: Jak działa i jakie ma zalety?
Silnik benzynowy to tłokowy silnik spalinowy, który spala benzynę i przetwarza energię cieplną na pracę mechaniczną.
Ten artykuł rzuci światło na silnik benzynowy, jego funkcje i zalety w porównaniu z silnikiem Diesla.
Indholdsfortegnelse
Jak działa silnik benzynowy?
Energia cieplna jest uzyskiwana w silniku poprzez zamianę paliwa w ciepło poprzez spalanie. Silnik zapala mieszankę za pomocą iskry elektrycznej za pomocą świecy zapłonowej. Podczas spalania paliwa wzrasta temperatura i ciśnienie w silniku.
Podwyższone ciśnienie czynnika roboczego działa na tłoki silnika, które zamieniają tę energię na pracę mechaniczną. Tłoki wykonują prostoliniowy ruch posuwisto-zwrotny w cylindrach, pośrednicząc w ten sposób w przekazywaniu energii między komorą spalania a mechanizmem ruchu związanym z tłokami. Ponadto tłoki zapewniają wymianę substancji roboczej w cylindrach.
Tłoki silnika: Jak działają?
Silnik benzynowy może pracować na dwa sposoby: dwu- lub czterosuwowy. Ponieważ większość nowoczesnych samochodów jest wyposażona w silniki czterosuwowe, opiszemy działanie silnika benzynowego za pomocą czterech cykli.
Funkcja czterosuwowego silnika benzynowego
1. Suw ssania
Gdy tłok porusza się w dół, przestrzeń nad tłokiem zwiększa się, a jednocześnie otwierają się również zawory dolotowe. Powoduje to spadek ciśnienia nad tłokiem (ciśnienie nad tłokiem jest niższe od ciśnienia atmosferycznego). Ta różnica ciśnień pozwoli silnikowi zassać niezbędne powietrze do cylindrów przez rurę wlotową.
Zawór silnika: jaka jest jego funkcja?
Jednak oprócz samego powietrza do cylindrów dostaje się również paliwo. Powietrze i paliwo tworzą razem zapalną mieszankę. Mieszanka zapłonowa powstaje w kanałach dolotowych, kolektorze dolotowym lub cylindrze, w zależności od technologii wtrysku paliwa.
2. Suw sprężania
Po osiągnięciu przez tłok dolnego martwego punktu i zakończeniu fazy ssania zaczyna on poruszać się w górę. Tłok ściska mieszankę ruchem w górę, co w rezultacie nagrzewa się, a ponieważ nie może się rozszerzyć, wzrasta również ciśnienie.
Stopień sprężania: Jaki ma wpływ na silnik?
Wysoka temperatura i ciśnienie sprzyjają odparowywaniu paliwa i mieszaniu się z powietrzem, czyniąc mieszankę bardziej wybuchową. Jednak podczas sprężania mieszanki nie można zbytnio sprężać, aby uniknąć osiągnięcia temperatury samozapłonu paliwa, negatywnego zjawiska zwanego stukaniem w silniku. Podczas sprężania zawory dolotowe i wydechowe są zamknięte.
3. Suw rozprężania (pracy)
W tej fazie rozpoczyna się proces spalania. Iskra przeskakuje na świecę zapłonową i zapala skompresowaną mieszankę. Po zapłonie mieszanka zaczyna się rozprężać, co popycha tłok i przesuwa go w dół do dolnego martwego punktu, zamieniając w ten sposób energię cieplną na pracę mechaniczną.
4. Suw wydechu
Podczas tej fazy zawory wydechowe otwierają się, aby umożliwić opuszczenie cylindra przez spaliny. Pod koniec rozprężania ciśnienie w cylindrze jest wyższe niż ciśnienie atmosferyczne, dzięki czemu spaliny są wypychane z cylindra.
Tłok wypycha pozostałe gazy spalinowe, gdy zbliża się do swojego górnego martwego punktu. Jednak, aby usprawnić opróżnianie cylindra, zawory wydechowe zamykają się dopiero po osiągnięciu przez tłok górnego martwego punktu, a zawory dolotowe są już otwarte.
Przygotowanie mieszanki paliwowej
Jak wspomniano, mieszanka paliwowa powstaje w kanałach dolotowych, kolektorze dolotowym lub bezpośrednio w cylindrze, w zależności od technologii wtrysku paliwa. Gaźnik lub urządzenie wtryskowe, bezpośrednie lub pośrednie, służy do przygotowania mieszanki paliwowej.
Gaźnik: Jak działa to urządzenie?
Ilość mieszanki w silnikach benzynowych najczęściej reguluje przepustnica umieszczona w kolektorze dolotowym.
Przepustnica: Jak to działa i jego możliwe awarie
Jednak w ostatnich latach przepustnica została zastąpiona różnymi systemami zmiennych faz rozrządu i podobnymi układami, które przejęły jej funkcję.
Zalety silnika benzynowego
Silnik benzynowy ma prostszą konstrukcję niż silnik wysokoprężny, dzięki czemu jego produkcja jest tańsza. Stąd samochody wyposażone w silnik benzynowy są zwykle tańsze od samochodów wyposażonych w silnik Diesla.
Silnik wysokoprężny: Jak działa i jakie ma zalety?
Ponadto silnik benzynowy jest znacznie mocniejszy niż silnik wysokoprężny, jeśli założymy, że wykorzystują tę samą technologię. Silniki te są również bardziej odpowiednie do krótkich przejażdżek i sezonu zimowego. Dzieje się tak głównie dlatego, że osiągają temperaturę roboczą znacznie szybciej niż silnik wysokoprężny.