Silnik jest sercem każdego samochodu. Dzięki jego pracy samochód porusza się po drodze. Odpowiednia dbałość o silnik oraz podzespoły gwarantuje poprawną pracę jak i jego dłuższą żywotności.
FILTRY
System filtracji w samochodzie składa się z:
Filtra oleju – który zapewnia własności smarne oleju krążącego w silniku. Jego zadaniem jest zapewnienie czystości oleju, dzięki czemu przedłuża się żywotność poszczególnych elementów silnika. Podstawowe zadania i filtra oleju: Eliminuje z krążącego w silniku oleju cząstki o własnościach ciernych powstałe podczas normalnej pracy silnika i wynikające ze zużywania się poszczególnych jego elementów. Uczestniczy w procesie chłodzenia silnika. Zatrzymuje olej gdy silnik jest wyłączony.
– który zapewnia własności smarne oleju krążącego w silniku. Jego zadaniem jest zapewnienie czystości oleju, dzięki czemu przedłuża się żywotność poszczególnych elementów silnika. Podstawowe zadania i filtra oleju: Filtra powietrza – którego zadaniem jest usuwanie cząsteczek kurzu z powietrza zasysanego przez silnik. Oczyszczanie powietrza dostarczanego do silnika. Wpływ na poprawę osiągów samochodu i zmniejszenie zużycia paliwa. Eliminacja cząsteczek stałych, które po przedostaniu się do silnika mogłyby spowodować rysy na pierścieniach.
– którego zadaniem jest usuwanie cząsteczek kurzu z powietrza zasysanego przez silnik. Filtra paliwa – który spełnia dwa zadania, tj. usuwa zanieczyszczenia z paliwa, a w samochodach z silnikiem diesla dodatkowo usuwa wodę z oleju napędowego.
– który spełnia dwa zadania, tj. usuwa zanieczyszczenia z paliwa, a w samochodach z silnikiem diesla dodatkowo usuwa wodę z oleju napędowego. Filtra przeciwpyłkowego – nie stanowi on co prawda elementu współpracującego z silnikiem, ale jego zadanie jest bardzo ważne. Podstawowe zadania filtra przeciwpyłkowego: Oczyszczenie powietrza dopływającego z zewnątrz do wnętrza pojazdu. Usunięcie cząstek stałych, pyłków roślin i innych zanieczyszczeń, a co za tym idzie poprawienie skuteczności działania klimatyzacji.
– nie stanowi on co prawda elementu współpracującego z silnikiem, ale jego zadanie jest bardzo ważne. Podstawowe zadania filtra przeciwpyłkowego:
Świece
Świece dzielimy na:
Świece zapłonowe (iskrowe) – stosowane w silnikach benzynowych, których zadaniem jest wytworzenie iskry służącej zapłonowi mieszanki paliwowo – powietrznej w silniku.
– stosowane w silnikach benzynowych, których zadaniem jest wytworzenie iskry służącej zapłonowi mieszanki paliwowo – powietrznej w silniku. Świece żarowe – które stosowane są w silnikach diesla. Ich zadaniem jest odpowiednie podgrzanie komory spalania, w której następuje samozapłon oleju napędowego.
Rozrząd
Rozrząd to mechaniczny system zarządzający pracą silnika. Składa się z:
Wałka rozrządu – to wałek z krzywkami umieszczony nad poszczególnymi zaworami. Obroty wałka rozrządu powodują popychanie zaworów w kierunku cylindra w regularnym cyklu pracy silnika, co jest jednoznaczne z otwieraniem i zamykaniem zaworów.
– to wałek z krzywkami umieszczony nad poszczególnymi zaworami. Obroty wałka rozrządu powodują popychanie zaworów w kierunku cylindra w regularnym cyklu pracy silnika, co jest jednoznaczne z otwieraniem i zamykaniem zaworów. Wału korbowego – zamieniającego ruch posuwisto – zwrotny tłoków w ruch obrotowy, obracając koło zamachowe silnika oraz wałek rozrządu.
– zamieniającego ruch posuwisto – zwrotny tłoków w ruch obrotowy, obracając koło zamachowe silnika oraz wałek rozrządu. Paska rozrządu – zapewniającego obroty wałka rozrządu dzięki zębom, napędzającym koło pasowe. Pasek rozrządu z kolei napędzany jest przez wał korbowy znajdujący się w dolnej części silnika.
– zapewniającego obroty wałka rozrządu dzięki zębom, napędzającym koło pasowe. Pasek rozrządu z kolei napędzany jest przez wał korbowy znajdujący się w dolnej części silnika. Rolek prowadzących – umożliwiających prawidłowy ruch paska rozrządu.
– umożliwiających prawidłowy ruch paska rozrządu. Rolki napinającej – której zadaniem jest prawidłowe napięcie paska przy wszystkich prędkościach obrotowych silnika.
Chłodzenie
Podczas pracy silnika na skutek spalania, wydzielają się duże ilości ciepła. Dlatego w każdym samochodzie znajduje się system chłodzenia silnika. Silnik może być chłodzony zarówno cieczą, jak również powietrzem. Obecnie większość samochodów wyposażona jest w system chłodzenia cieczą, który składa się z:
Chłodnicy – będącej głównym elementem układu chłodzenia, w którym następuje proces schładzania cieczy chłodzącej silnik.
– będącej głównym elementem układu chłodzenia, w którym następuje proces schładzania cieczy chłodzącej silnik. Wentylatora chłodnicy – wspomagającego proces chłodzenia, szczególnie w czasie wysokich temperatur panujących na zewnątrz bądź postoju samochodu z włączonym silnikiem.
– wspomagającego proces chłodzenia, szczególnie w czasie wysokich temperatur panujących na zewnątrz bądź postoju samochodu z włączonym silnikiem. Pompy wody – odpowiedzialnej za doprowadzenie chłodziwa do odpowiednich miejsc silnika.
– odpowiedzialnej za doprowadzenie chłodziwa do odpowiednich miejsc silnika. Płynu chłodzącego – którego zadaniem jest przejmowanie ciepła z pracującego silnika i usuwanie go na zewnątrz. Ponadto zadaniem płynu chłodzącego jest zabezpieczenie silnika przed zamarznięciem zimą oraz przed korozją układu chłodzenia.
Sprzęgło
Zadaniem sprzęgła jest płynne załączanie lub rozłączanie napędu pomiędzy silnikiem a skrzynią biegów. Pozwala to na zmianę biegów i regulowanie prędkości samochodu. Sprzęgło zbudowane jest z tarczy sprzęgła, docisku i łożyska oporowego.
Sposób działania silnika elektrycznego dla wielu osób wciąż jest niejasny. Choć coraz większa liczba pojazdów zasilanych energią elektryczną zaczyna pojawiać się na ulicach polskich miast, nadal niewielu kierowców wie, jak naprawdę działa ekologiczny napęd. Postanowiliśmy więc przybliżyć większość tajników technologicznych, związanych z e-autami. Co warto wiedzieć o pracy zeroemisyjnego silnika?
Podobnie jak w przypadku samochodów spalinowych, sercem auta elektrycznego jest silnik. W pojazdach elektrycznych jest on jednak zasilany energią elektryczną. Jakie różnice są z tym związane? Podstawowa dotyczy wagi. O ile jednostki benzynowe czy wysokoprężne są dosyć ciężkie – waga wersji benzynowej o pojemności 1.4 to około 70-100 kg (w przypadku diesli może to być nawet więcej), o tyle np. motor w Tesli Model S waży około… 45 kg. Silnik elektryczny pracuje w dwóch trybach. W pierwszym, zajmuje się zamianą energii elektrycznej na mechaniczną. W drugim, uruchamiającym się podczas zwalniania, energię mechaniczną na elektryczną doładowując elektrochemiczny magazyn energii.
Zasada działania trakcyjnego silnika elektrycznego oczywiście jest oparta na ruchu obrotowym. Sposób pracy zależy jednak od rodzaju konstrukcji, o której mowa. W przypadku motorów prądu stałego, wirnik porusza się za sprawą występowania przeciwstawnie ustawionych pól magnetycznych. Ważnym elementem tego procesu są komutatory. W zależności od typu silnika komutator może być mechaniczny lub elektrycznie sterowany.
Nieco inaczej wygląda sprawa w przypadku silnika elektrycznego synchronicznego. Przy tej konstrukcji konieczne jest zastosowanie trójfazowego uzbrojenia, które wytwarza pole magnetyczne wirujące. Za jego sprawą porusza się wirnik. W zależności od rodzaju konstrukcji występują różnice w budowie wirników. Silnik synchroniczny jak sama nazwa wskazuje musi pracować synchronicznie. Aby to osiągnąć stosuje się tzw. opóźnienie wirnika względem wirującego pola i wartość tą wyraża w stopniach obrotu wału. Praktyczna wartość kąta opóźnienia zapewniająca synchroniczną pracę wynosi ok. 60 stopni. Wadą silników synchronicznych jest ich utrudniony rozruch, ale i z tym problemem, stosując odpowiednie rozwiązania konstrukcyjne producenci e-samochodów sobie poradzili. Wykorzystuje się do tego celu tzw. falowniki. Z jednej strony elektryczny układ napędowy cechuje ideowa prostota konstrukcji, tj. silnik elektryczny jest połączony z przekładnią. Prosty mechanizm o jednym, stałym przełożeniu wraz z mechanizmem różnicowym wiąże go z kołami, umożliwiając tym samym zarówno napęd auta, jak i odzyskiwanie energii kinetycznej. Z drugiej strony jest to układ składający się dodatkowo z systemów sterowania – przekształtnik energoelektroniczny, oraz elektrochemicznego magazynu energii wraz z systemem chłodzenia i ładowania.
Rola elektrochemicznego magazynu energii jest dość oczywista. To on stanowi główny zasobnik energii elektrycznej wykorzystywanej w samochodzie. Dzięki zmagazynowanej energii, pojazd może oferować właściwy zasięg oraz jest w stanie zasilać urządzenia pokładowe. Jeżeli chodzi o uzupełnianie zgromadzonych w nim zapasów energii, zajmuje się tym układ ładowania, połączony z siecią elektryczną za pomocą specjalnego portu i kabla przejściowego.
Mimo, że w elektrycznym układzie napędowym nie występuje proces spalania, poszczególne elementy ze względu na ich sprawność ogólną generują ciepło podczas pracy i wymagają chłodzenia. Układ chłodzenia jest wykorzystywany nie tylko do chłodzenia elementów układu napędowego, ale odpowiada również za ochronę baterii przed zbyt wysoką lub niską temperaturą. W przypadku większości modeli spotykanych na rynku, akumulatory są chłodzone za pomocą cieczy. Tak jest m.in. w modelach Tesli, Oplu Amperze E czy BMW i3. Alternatywę może stanowić chłodzenie powietrzem (np. Renault Zoe i Hyundai Ioniq Electric) lub pasywne (Nissan Leaf i Volkswagen e-Golf). Model pasywny polega na odprowadzaniu ciepła poprzez ścianę obudowy baterii.
Zasada działania silnika elektrycznego przekłada się na dwie znaczące korzyści. Po pierwsze, układ napędowy oparty wyłącznie o e-silniki jest oczywiście zeroemisyjny. Jego praca nie powoduje uwalniania do atmosfery żadnych szkodliwych związków. Po drugie, całkowicie zmienia sposób projektowania pojazdów. Silnik wymaga mniejszej przestrzeni od motoru spalinowego. Do tego inżynierowie nie muszą myśleć o lokalizacji takich elementów jak skrzynia biegów, skomplikowany układ przeniesienia napędu czy nawet układ wydechowy.
Dzięki temu samochody otrzymują nie tylko niżej poprowadzoną i bardziej opływową linię przodu, ale także przy mniejszych rozmiarach karoserii, mogą stać się bardziej przestronne. Dla przykładu Volkswagen I.D., choć wielkością nadwozia ma przypominać Golfa, pojemnością kabiny będzie bliższy raczej Passatowi. Warto również wspomnieć, że praca elektrycznego układu napędowego odbywa się z efektywnością energetyczną sięgającą 95% i wiąże się z wysokim momentem obrotowym dostępnym już praktycznie przy starcie. Efekt? Nowy Nissan Leaf jest w stanie przyspieszyć do 100 km/h w 7,9 sekundy, a BMW i3 potrzebuje do tego zaledwie 6,9 sekundy. To wartość nieosiągalna chociażby dla mocnego diesla montowanego w porównywalnym kompakcie.
Silnik spalinowy jest do dziś podstawą działania wielu urządzeń. Korzystają z niego nie tylko samochody, lecz również statki czy samoloty. Napęd silnikowy działa na bazie ciepłej i gorącej substancji. Poprzez sprężanie i rozprężanie uzyskuje energię, która pozwala na wprawienie obiektu w ruch. To podstawa, bez której żaden pojazd nie mógłby sprawnie działać. Dlatego każdy kierowca powinien znać jego podstawową budowę i to, jak działa, aby w razie problemu łatwiej i szybciej zdiagnozować ewentualną usterkę. Czytaj, aby dowiedzieć się więcej!
Co to jest silnik spalinowy?
Jak sama nazwa wskazuje, przede wszystkim jest to urządzenie, które spala paliwo. W ten sposób wytwarza energię, którą następnie można przekierować, aby np. wprowadzić pojazd w ruch lub wykorzystać do włączenia jakiejś innej maszyny. Silnik spalinowy składa się między innymi z:
wału korbowego;
wydechowego wałka rozrządu;
tłoka;
świecy zapłonowej.
Warto zwrócić uwagę, że procesy zachodzące wewnątrz silnika są cykliczne i powinny być dość równomierne. Jeśli więc pojazd przestaje poruszać się harmonijnie, może okazać się, że to właśnie silnik powoduje ten problem.
Jak działa silnik spalinowy? To dość prosty mechanizm
Aby funkcjonować, silnik spalinowy potrzebuje czynnika zimnego i ciepłego. Ten pierwszy to zwykle powietrze, które jest zasysane z otoczenia i sprężane. W ten sposób rośnie zarówno jego temperatura, jak i ciśnienie. Następnie jest ono ogrzewane poprzez spalane w kabinie paliwo. Gdy osiągnie odpowiednie parametry, jest rozprężany w cylindrze lub w turbinie, zależnie od budowy konkretnego silnika. W ten sposób powstaje energia, którą następnie można przekierować do napędu maszyny.
Silniki spalinowe i ich rodzaje
Silniki spalinowe można podzielić na wiele różnych rodzajów. Podział zależy od parametrów, jakie są brane pod uwagę. Przede wszystkim, wyróżniamy silniki:
spalania otwartego;
spalania zamkniętego.
Ten pierwszy może mieć stan gazowy o niezmiennym składzie, skład drugiego jest zaś zmienny. Ponadto można je podzielić ze względu na ciśnienie w kolektorze ssącym. W ten sposób można wyróżnić silniki wolnossące i doładowane. Te ostatnie dzielą się na nisko-, średnio- i wysokodoładowane. Istnieje również np. silnik Strelinga, który bazuje na chemicznym źródle ciepła.
Kto wynalazł silnik spalinowy? Zaczęło się w XVIII wieku
Jeden z pierwszych pierwowzorów został stworzony przez Philippe’a Lebona, francuskiego inżyniera żyjącego w drugiej połowie XVIII wieku. Francuz pracował nad ulepszeniem silnika parowego, jednak ostatecznie w 1799 roku wynalazł maszynę, której praca polegała na spalaniu spalin. Prezentacja nie spodobała się jednak publiczności, ze względu na zapach wydzielany przez maszynę. Przez niemal 60 lat wynalazek nie był popularny. Kiedy powstał silnik spalinowy, jaki znamy dziś? Dopiero w 1860 roku Etienne Lenoir znalazł jego zastosowanie, tworząc pojazd ze starego wozu konnego i w ten sposób rozpoczęła się droga do współczesnej motoryzacji.
Silnik spalinowy w pierwszych współczesnych samochodach
Pierwsze silniki spalinowe, które służyły do zasilania pojazdów zbliżonych do współczesnych samochodów, zaczęły powstawać w latach 80. XIX wieku. Wśród pionierów był Carl Benz, który w 1886 roku stworzył pojazd uznawany za pierwszy samochód świata. To on rozpoczął światową modę na motoryzację. Założona przez niego firma istnieje do dziś i jest powszechnie znana jako Mercedes. Warto jednak zwrócić uwagę też na to, że w 1893 roku Rudolf Diesel stworzył pierwszy w historii silnik o zapłonie samoczynnym.
Czy silnik spalinowy to ostatni kluczowy wynalazek motoryzacji?
Silnik spalinowy jest podstawą współczesnej motoryzacji, jednak i on z czasem prawdopodobnie odejdzie w niepamięć. Inżynierowie informują, że nie są w stanie tworzyć już silniejszych mechanizmów tego rodzaju. Z tego powodu coraz popularniejsze będą stawały się napędy elektryczne, które nie zanieczyszczają środowiska, a ich możliwości są znacznie większe.
Silnik spalinowy był milowym krokiem w rozwoju motoryzacji. Wszystko wskazuje na to, że niedługo odejdzie do lamusa, ze względu na coraz bardziej restrykcyjne normy emisji spalin. Tym bardziej warto było więc poznać jego budowę i historię, bo już niedługo sam będzie reliktem przeszłości.