Przedmioty:
- Działanie czterosuwowego silnika benzynowego
- Kolejność zapłonu (schemat pracy)
- Wtrysk pośredni i bezpośredni
- Wtryskiwacz elektromagnetyczny (MPI)
- Wtryskiwacz piezoelektryczny (DI)
- Strategie wtrysku układu wtrysku bezpośredniego
- Pomiar napięcia i prądu na wtryskiwaczach
Działanie czterosuwowego silnika benzynowego:
Silnik benzynowy został wynaleziony w 1876 roku przez Nikolausa Otto i dlatego nazywany jest również „silnikiem Otto”. W tym silniku mieszaninowym energia chemiczna jest przekształcana w energię mechaniczną. Wymaga to powietrza, benzyny i iskry. Istnieją różne techniki uzyskania jak największej ilości powietrza i kontrolowanej ilości paliwa w cylindrze. Wysoki stopień napełnienia osiąga się za pomocą zmiennych faz rozrządu lub napełniania ciśnieniowego. Wtrysk paliwa można uzyskać za pomocą dwóch różnych układów wtrysku; wtrysk bezpośredni i pośredni. Więcej o tym później.
Pomimo wszystkich innowacyjnych technologii, działanie silnika benzynowego zawsze sprowadza się do tej samej zasady. Podczas pełnego cyklu pracy spalanie benzyny powoduje obrót wału korbowego. Wał korbowy jest połączony z zespołem napędowym. Różne etapy cyklu pracy są podzielone na cztery ruchy; skok dolotowy, kompresyjny, mocy i wydechowy.
Skok ssania: tłok porusza się od górnego martwego punktu (TDC) do dolnego martwego punktu (ODP). Zawór wlotowy otwiera się jednocześnie z ruchem tłoka w dół. W ten sposób tłok zasysa powietrze do cylindra. Powietrze pochodzi z kolektora dolotowego i filtra powietrza. W zależności od rodzaju silnika wtrysk paliwa odbywa się także poprzez wtryskiwacz. Gdy tłok osiągnie ODP, zawór dolotowy zamyka się.
Skok kompresji: zawory dolotowe i wydechowe są zamknięte, a tłok przesuwa się do GMP. Mieszanka powietrza i paliwa jest sprężana (ściśnięta).
Skok mocy: kilka stopni przed osiągnięciem przez tłok GMP, świeca zapłonowa wytwarza iskrę. Ponieważ benzyna jest bardzo wybuchowa i występuje w niej wystarczająca ilość tlenu, następuje spalanie. Uwolniona siła popycha tłok w dół.
Skok wydechu: po suwie mocy tłok osiągnął ODP. Zawór wydechowy otwiera się, a tłok cofa się do góry; spalone gazy (spaliny) są wypychane na zewnątrz.
Gdy tłok osiągnie GMP, zawór wydechowy zamyka się, a zawór dolotowy otwiera się. W tej sytuacji oba zawory są lekko otwarte; prędkość, z jaką spaliny wypływają z cylindra, wpływa na powietrze wlotowe przez zawór dolotowy. Powietrze jest już zasysane, a tłok nie zbliża się jeszcze do ODP. Nazywa się to również „nakładaniem się zaworów”.
Proces obwodu jest opisany na stronie Proces Seiligera. Poniższa animacja przedstawia proces czterosuwowy silnika benzynowego.
Animacja przedstawia proces czterosuwowy tylko jednego cylindra. W technologii motoryzacyjnej silniki są często wyposażone w cztery cylindry. Często stosowane są również trzy, pięć, sześć i osiem cylindrów. Niektórzy producenci stosują również dziesięć, dwanaście, a nawet szesnaście cylindrów. Skoki mocy cylindrów następują po sobie: w silniku czterocylindrowym przy każdym obrocie wału korbowego występują dwa skoki mocy. Kolejność jest tutaj ważna; opisano to w następnej sekcji.
Skok ssania (1)
Skok sprężania (2)
Skok mocy (3)
Suw wydechowy (4)
Kolejność wypalania (schemat pracy):
Silniki zawsze mają ustaloną kolejność zapłonu. Przy każdym suwie mocy moc spalania przekazywana jest na wał korbowy za pośrednictwem tłoka. Podczas obracania wału korbowego siła robocza musi być optymalnie rozłożona, w przeciwnym razie mogą wystąpić nierówne ruchy (tj. dodatkowe wibracje i nieregularne obroty).
W przypadku silnika czterocylindrowego (zarówno benzynowego, jak i diesla) kolejność zapłonu to 1-3-4-2. Oznacza to, że suw mocy następuje najpierw na cylindrze 1, pół obrotu dalej na cylindrze 3, kolejne pół obrotu dalej na cylindrze 4 i kolejne pół obrotu dalej na cylindrze 2. Następnie wał korbowy obrócono o 2 obroty (720 stopni). . Następuje wtedy pełny cykl spalania.
Poniższy schemat pracy pokazuje, które cylindry pracują przy jakim skoku; Kiedy cylinder 1 wykonuje suw mocy, suw wydechowy ma miejsce w cylindrze 4. Dla informacji; czerwone strzałki wskazują czas pojawienia się iskry na świecy zapłonowej.
Zdjęcie przedstawia silnik czterosuwowy, w którym pierwszy cylinder (określany od strony dystrybucji) rozpoczyna suw dolotowy. Tłok porusza się następnie od góry do dołu.
Powyższy schemat pracy pokazuje, że cylinder 2 musi rozpocząć suw sprężania. To prawda, ponieważ nadal znajduje się w ODP (dolny martwy punkt). Cylinder 3 rozpoczyna suw wydechu, a cylinder 4 rozpoczyna suw mocy (w tym momencie ze świecy zapłonowej powstaje iskra, która pod wpływem siły spalania mieszanki benzynowo-powietrznej popycha tłok w dół).
Powiązane strony:
