• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Silnik o zapłonie iskrowym

    Przeczytaj także...
    GDI (ang. Gasoline Direct Injection , pol. Bezpośredni Wtrysk Benzyny) – jest to konstrukcyjna odmiana silnika o zapłonie iskrowym w której zastosowano wtrysk benzyny bezpośrednio do cylindra silnika iskrowego. Benzyna pod dość wysokim ciśnieniem jest wtryskiwana bezpośrednio do komory spalania komory każdego cylindra - inaczej niż to się dzieje w konwencjonalnym silniku z wtryskiem wielopunktowym, gdzie podanie mieszanki odbywa się do kolektora ssącego podczas suwu ssania. GDI umożliwia spalanie ładunku uwarstwionego (spalanie mieszanki ubogiej), co zmniejsza zużycie paliwa [ograniczenie emisji CO2 i szkodliwych tlenków azotu (NOx)].Fuel Stratified Injection (FSI) – technika zasilania benzyną wykorzystywana w silnikach benzynowych. Pozwala zwiększyć moc silnika bez przyrostu jednostkowego zużycia paliwa. Opracowana została przez Volkswagena.
    Benzyna – (łac. benzoe → nazwa żywicy jednego z drzew egzotycznych) jeden z głównych rodzajów paliwa stosowanego do napędu samochodów, samolotów i niektórych innych urządzeń posiadających silnik spalinowy. Stosowana także jako rozpuszczalnik.
    Silnik W16, stosowany w Bugatti Veyron
    Silnik czterosuwowy o zapłonie iskrowym - zasada działania

    Silnik o zapłonie iskrowym (ZI) jest silnikiem cieplnym spalinowym o spalaniu wewnętrznym, w którym spalanie ładunku zainicjowane jest iskrą powstającą pomiędzy elektrodami świecy zapłonowej. Mieszanina paliwa i powietrza musi być przygotowana odpowiednio wcześniej przed momentem zapłonu, do jej zapalenia niezbędna jest wytworzona w odpowiednim źródle iskra. Sprawność silnika o zapłonie iskrowym zależy w głównej mierze od stopnia sprężania.

    Stopień sprężania – to stosunek objętości powietrza w cylindrze silnika na końcu suwu ssania do objętości powietrza na końcu suwu sprężania.Silnik spalinowy – silnik wykorzystujący sprężanie i rozprężanie czynnika termodynamicznego (gazu) do wytworzenia momentu obrotowego lub siły. Sprężany jest gaz "zimny", a rozprężany — "gorący". Do sprężenia gazu zimnego zużywana jest mniejsza ilość energii mechanicznej niż uzyskuje się z rozprężania. Z tego powodu energia uzyskana z rozprężania zużywana jest do sprężania gazu i do napędu dowolnej maszyny. Gorący gaz uzyskuje się w wyniku spalenia paliwa, stąd nazwa: silnik spalinowy.

    Mieszanka paliwowo-powietrzna[edytuj kod]

    Paliwem spalanym w silniku iskrowym musi być paliwo intensywnie parujące w układzie zasilania silnika w paliwo lub w cylindrze silnika. Paliwo to może występować w formie płynnej lub gazowej. Do stosowanych paliw należą m.in:

  • benzyna
  • benzyna bezołowiowa
  • etylina
  • LPG – gaz płynny
  • CNG – sprężony gaz ziemny
  • metanol
  • etanol (jako samodzielne paliwo lub jako dodatek do benzyn)
  • Stosunek paliwa do powietrza w mieszance powinien być utrzymany w odpowiednim dla danego silnika przedziale. Zbyt mała ilość powietrza sprawia, że mieszanka staje się zbyt bogata - sprawność silnika maleje, spalanie jest niezupełne, wzrasta stężenie tlenku węgla w spalinach. Zbyt duży stosunek powietrza do paliwa powoduje zubożenie mieszanki, co skutkuje rozciągnięciem spalania w czasie do suwu rozprężania.

    Elektroda – końcowy element niektórych układów lub urządzeń elektrycznych, przewodnik elektryczny wysyłający ładunek elektryczny lub przyjmujący go z otoczenia, albo kształtujący pole elektrostatyczne w swoim otoczeniu.Sprawność – skalarna bezwymiarowa wielkość fizyczna określająca w jakim stopniu urządzenie, organizm lub proces przekształca energię występującą w jednej postaci w energię w innej postaci, stosunek wartości wielkości wydawanej przez układ do wartości tej samej wielkości dostarczanej do tego samego układu.

    Silnik może być zasilany w paliwo poprzez gaźnik, mieszalnik gazu lub wtrysk paliwa, który może być realizowany w różny sposób, np.:

  • wtrysk jednopunktowy do kolektora dolotowego
  • wtrysk wielopunktowy do kolektora dolotowego
  • wytrysk bezpośredni do cylindra silnika (GDI)
  • Fuel Stratified Injection (FSI), tj. wytrysk bezpośredni do cylindra silnika z wykorzystaniem zjawiska spalania w mieszance uwarstwionej.
  • Paliwo przed dotarciem do komory spalania musi zostać rozpylone w powietrzu.

    CNG (ang. Compressed Natural Gas) jest to paliwo – gaz ziemny w postaci sprężonej do ciśnienia 20-25 MPa. Służy do napędu pojazdów silnikowych zarówno z zapłonem iskrowym jak i z samoczynnym. Na świecie jeździ ponad 4 miliony samochodów zasilanych sprężonym gazem ziemnym. Funkcjonuje ponad 8 tys. stacji zasilania tym paliwem.Silnik z tłokiem obrotowym – silnik spalinowy, w którym tłok obraca się wewnątrz cylindra. Powstało wiele koncepcji i konstrukcji. Projekt maszyny parowej z wirującym tłokiem opracował już w 1782 r. James Watt. Jeden z projektów silnika spalinowego z tłokiem obrotowym (patent w 1946 r.) stworzył Gustaw Michał Różycki. Jedyną produkowaną i najbardziej znaną konstrukcją jest wynalazek niemieckiego konstruktora Feliksa Wankla (1902-1988). Pierwszy patent Wankel uzyskał w roku 1929, a kolejny w roku 1936.

    Silnik iskrowy może być zbudowany w układzie silnika dwusuwowego, jak i w układzie czterosuwowym, istnieje jeszcze tzw. silnik Wankla z obrotowym tłokiem (rotorem), jest jednak bardzo rzadko stosowany. Odmiana czterosuwowa w wielu krajach nazywana jest silnikiem Otto.

    Zaletami silnika iskrowego są:

    Układ zasilania jest zespołem urządzeń zapewniających wytworzenie i dostarczanie odpowiedniej ilości i wymaganej jakości mieszanki paliwowo-powietrznej. Budowa tego układu zależy od typu silnika. W silnikach o zapłonie iskrowym stosowane sa dwa rodzaje układu zasilania: gaźnikowy (przechodzący do historii) i wtryskowy (obecnie powszechnie stosowany). Natomiast w silnikach wysokoprężnych stosuje się wyłącznie wtryskowy układ zasilania, w którym wtryskiwacz wtryskuje paliwo do komory wstępnej, komory wirowej bądź bezpośrednio do cylindra pod ciśnieniem 10 - 20 MPa (w najnowszych układach ponad 100MPa).Benzyna bezołowiowa − rodzaj paliwa do silników czterosuwowych i dwusuwowych, wprowadzony jako zamiennik do używanej wcześniej etyliny, jednak bez zawartości szkodliwego dla środowiska tetraetyloołowiu. Rolę środka przeciwstukowego pełnią tutaj najczęściej etery tert-butylowe, takie jak np. eter metylowo-tert-butylowy.
  • łatwy rozruch niezależnie od temperatury zewnętrznej silnika,
  • dobra szybkobieżność (szybka reakcja na "dodanie gazu"),
  • łatwość uzyskiwania wysokich obrotów pracy,
  • stosunkowo wysoka uzyskiwana moc,
  • dość lekka konstrukcja,
  • niezbyt skomplikowana konstrukcja układu zasilania.
  • Te zalety są jednak okupione wadami, takimi jak:

    Iskra – odmiana wyładowania elektrycznego w atmosferze lub innym gazie o podobnym ciśnieniu lub cieczy. Iskra elektryczna od łuku elektrycznego różni się dużym oporem elektrycznym kanału przewodzącego. Ze względu na własności fizyczne iskrę elektryczną można podzielić na:Silnik cieplny – urządzenie (maszyna cieplna), które zamienia energię termiczną (cieplną) w energię mechaniczną (praca) lub elektryczną.
  • mniejsza sprawność energetyczna (większe jednostkowe zużycie paliwa),
  • mniejsza trwałość w stosunku do silnika wysokoprężnego,
  • ze względu na właściwości palne benzyny większe niebezpieczeństwo niekontrolowanego samozapłonu paliwa (w tym eksplozywnego) przy składowaniu i dostarczaniu go do silnika,
  • niższy moment obrotowy w stosunku do silnika o podobnych parametrach z zapłonem samoczynnym,
  • rozłożenie maksymalnych wartości momentu obrotowego w wyższym zakresie obrotów w stosunku do silnika o zapłonie samoczynnym, przez co, np. przy ruszaniu pojazdu, następuje konieczność "wkręcania" silnika na wyższe obroty, a to skutkuje zwiększeniem zużycia paliwa i zmniejszeniem "użytecznego" zakresu obrotów silnika.
  • Przypisy

    1. Jan Aleksander Wajand, Jan Tomasz Wajand: Tłokowe silniki spalinowe średnio- i szybkoobrotowe. Warszawa: Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, 2005, s. 74-88. ISBN 8320430542.
    Paliwo – substancja wydzielająca przy intensywnym utlenianiu (spalaniu) duże ilości ciepła. Energia uzyskana ze spalania paliwa wykorzystywana jest:Silnik czterosuwowy – silnik spalinowy o spalaniu wewnętrznym wykorzystywany w samochodach, ciężarówkach, motocyklach oraz wielu innych maszynach. Nazwa odnosi się do czterech faz działania:



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Moc – skalarna wielkość fizyczna określająca pracę wykonaną w jednostce czasu przez układ fizyczny. Z definicji, moc określa wzór:
    Gaźnik (karburator) – urządzenie wytwarzające mieszankę paliwowo-powietrzną o odpowiednim składzie w silnikach spalinowych o zapłonie iskrowym. W gaźniku następuje dozowanie paliwa, jego odparowanie i wymieszanie oparów paliwa z powietrzem, a następnie dostarczenie odpowiedniej ilości wytworzonej mieszanki poprzez kolektor dolotowy do cylindra. Gaźnik jest częścią układu zasilania silnika spalinowego.
    LPG (skrót od ang. Liquefied Petroleum Gas) (znany jako propan butan), gazol – mieszanina propanu i butanu. Używany jako gaz, ale przechowywany w pojemnikach pod ciśnieniem jest cieczą. Należy do najbardziej wszechstronnych źródeł energii. Stosowany jest głównie jako:
    Etylina – wprowadzona na stacjach benzynowych należących do CPN nazwa benzyny silnikowej, w której jako środek przeciwstukowy zastosowano tetraetyloołów. Po likwidacji monopolu CPN, nazwę tę zaczęto powszechnie stosować na stacjach benzynowych innych spółek naftowych w Polsce. Obecnie nazwa ta funkcjonuje czasem w języku potocznym jako synonim każdej benzyny silnikowej (także tej bezołowiowej).
    Silnik dwusuwowy jest to silnik spalinowy, w którym suw pracy następuje co drugi suw (przemieszczenie od górnego do dolnego skrajnego położenia) tłoka, a więc za każdym obrotem wału korbowego. Osiągają dzięki temu wyższą moc jednostkową, niż czterosuwowe (w czterosuwie jeden cykl pracy przypada na dwa obroty wału). Suw ssania i sprężania znany z cyklu czterosuwowego zastąpiony jest tzw. cyklem płukania, przeprowadzanym przez zewnętrzną względem cylindra pompę ładującą.
    Kolektor dolotowy to element doprowadzający dowolny czynnik gazowy lub ciekły do dowolnej maszyny lub urządzenia. Kolektor dolotowy ma zwykle za zadanie połączenie urządzeń pomocniczych (filtr, chłodnica, nagrzewnica) z silnikiem lub maszyną roboczą, a w niektórych przypadkach także odpowiednie przyspieszenie czynnika (konfuzor), spowolnienie (dyfuzor), zawirowanie, zwiększenie lub zmniejszenie turbulencji, nadanie odpowiedniego kierunku napływu, i inne.
    Silnik o zapłonie samoczynnym (znany powszechnie jako silnik wysokoprężny lub silnik Diesla, ZS) – silnik cieplny spalinowy tłokowy o spalaniu wewnętrznym, w którym ciśnienie maksymalne czynnika jest znacznie większe, niż w silnikach niskoprężnych (z zapłonem iskrowym), a do zapłonu paliwa nie jest wymagane żadne zewnętrzne źródło energii, ma miejsce zapłon samoczynny. Do cylindra dostarczane jest powietrze, kiedy tłok zbliża się do swojego GMP następuje wtrysk paliwa, które następnie spala się po przekroczeniu w komorze spalania temperatury jego zapłonu. Do zainicjowania zapłonu nie są potrzebne tak jak w przypadku silnika o zapłonie iskrowym zewnętrzne źródła ciepła. Stopień sprężania w silnikach wysokoprężnych mieści się w przedziale 12-25.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.026 sek.