Cylinder

Przedmioty:

Zarys ogólny
Typ tulei cylindra
Honen
Układy cylindrów
Sekwencja strzałów

Ogólne:
Przestrzenie, w których tłoki poruszają się w górę i w dół, nazywane są cylindrami. Wnętrze cylindra nie jest całkowicie gładkie, ponieważ wtedy olej mógłby łatwo przemieszczać się wzdłuż tłoka ze skrzyni korbowej do komory spalania. W związku z tym wykonano rowki honujące. Zasada honowania opisana jest w dalszej części tej strony.
Rozmiar cylindrów określa pojemność skokową silnika. Dla każdego typu silnika stosuje się pojemność cylindra na przykład 1.6, 2.0, a czasami 6.0 litrów. Oznacza to (w przypadku silnika 1.6), że we wszystkich komorach cylindrów łącznie zmieści się 1,6 litra powietrza. Przestrzeń mierzy się pomiędzy tłokiem znajdującym się w ODP (tj. na dole i zaczynającym się od suwu sprężania lub wydechu) a głowicą cylindrów. Im większa pojemność cylindra, tym wyższe/szersze są cylindry. Zależy to również od otworu (średnicy cylindra) i skoku (wysokości cylindra).
Pojemność cylindra można obliczyć na podstawie danych: średnica x objętość skoku. Więcej informacji na temat pojemności cylindra i średnicy x objętości skoku można znaleźć na stronie Oblicz pojemność cylindra.
Więcej informacji na temat procesu 4-suwowego można znaleźć na stronach Silnik benzynowy en Silnik wysokoprężny.

Typ tulei cylindra:
Cylindry mogą być wiercone bezpośrednio w bloku silnika, odlane w całości jako kompletny blok silnika lub mogą składać się z oddzielnie włożonych tulei. Cylindry wiercone lub odlewane nazywane są suchymi tulejami cylindrów, a oddzielne tuleje cylindrów nazywane są także mokrymi tulejami cylindrów. Mokre tuleje można wymieniać osobno i umieszczać na miejscu ręcznie. Mają bezpośredni kontakt z płynem chłodzącym i mają grubszą ściankę niż tuleje suche. W końcu same w sobie muszą być wystarczająco mocne. Aby zapobiec przedostawaniu się cieczy do miski olejowej przez mokre tuleje cylindra, stosuje się dodatkowe uszczelki.
W silnikach chłodzonych powietrzem cylindry tworzą oddzielną jednostkę, są wyposażone w żeberka chłodzące i są zamontowane na obudowie wału korbowego. Powierzchnia żeber zależy od stopnia wymaganego chłodzenia.

Podczas demontażu głowicy cylindrów z bloku silnika z luźnymi tulejami cylindrowymi należy zachować szczególną ostrożność, aby tuleje nie przesunęły się do góry. W przeciwnym razie mogą pojawić się problemy podczas wymiany głowicy cylindrów.
Aby to sprawdzić, należy przyłożyć dużą linijkę lub prosty kawałek żelaza na całej szerokości bloku silnika. Jeśli tuleja cylindra wystaje, zostanie to natychmiast zauważone. Tuleję cylindra można następnie dokręcić lekkim wysiłkiem (ostrożnie!).
Zdjęcie po prawej stronie przedstawia silnik z mokrymi tulejami cylindrów, a zdjęcie poniżej bloku silnika z odlewanymi lub wierconymi cylindrami.
Uszczelkę głowicy montuje się pomiędzy blokiem silnika a głowicą cylindrów. Uszczelka głowicy zapewnia uszczelnienie pomiędzy cylindrami oraz pomiędzy kanałami oleju i płynu chłodzącego.

Honowanie:
Ściana cylindra nie jest gładka od wewnątrz. Gdyby był gładki i tłok poruszałby się w nim w górę i w dół, pewna ilość oleju smarującego zawsze przepływałaby od tłoka wzdłuż ścianki cylindra w górnej części przestrzeni spalania do tłoka. I właśnie nie taki jest zamysł. Ponadto, jeśli silnik stał przez jakiś czas w bezruchu, pomiędzy tłokiem a ścianką cylindra nie będzie już oleju silnikowego. Następnie silnik będzie pracował przez pewien czas „na sucho”, zanim olej silnikowy ponownie przedostanie się do tłoka. Aby temu zapobiec, w ściance cylindra wykonano małe rowki honujące. (Również po stronie tłoka, ale o tym później). Rowki po honowaniu to nic innego jak drobne rysy, które powstają pod pewnym kątem w ściance cylindra, w którym częściowo pozostaje olej.

Rowki honujące wykonuje się zwykle pod kątem 47 stopni, a czasami 90 stopni względem siebie za pomocą specjalnego narzędzia do honowania umieszczonego na wiertle. Specjalne narzędzia do honowania pokazano na poniższych zdjęciach.

Honowanie cylindra należy wykonywać bardzo ostrożnie. Zbyt mała liczba rowków honujących powoduje większe zużycie oleju, a zbyt duża powoduje uszkodzenie warstwy ochronnej w ściance cylindra.

Podczas remontu silnika czasami wierci się także cylinder i umieszcza w nim nadwymiarowy tłok. Całkowita pojemność cylindra wzrasta i konieczne jest ponowne honowanie. Nawet silniki, które bardzo cierpią z powodu zużycia oleju, w których rowki stały się śliskie, lub silniki, które mają lekkie zarysowania na ściance cylindra, można naprawić za pomocą narzędzi do honowania. Jeżeli na ściance cylindra znajduje się głęboka rysa, na przykład od przedmiotu, który dostał się do komory spalania, rysa może być tak głęboka, że honowanie nie będzie już przydatne. Sensowne jest jedynie wiercenie ścianki cylindra za pomocą przewymiarowanego tłoka, w przeciwnym razie trzeba będzie zamontować nowy silnik.

Tłok musi mieć również lekkie rowki po bokach. Ich zadaniem jest również zatrzymanie niewielkiej ilości oleju do smarowania. Kiedy tłoki są śliskie i struktura honowania znikła, zużycie oleju może wzrosnąć. Najlepszym rozwiązaniem jest wymiana tłoków i sprawdzenie rowków honujących w ściance cylindra.

Rowki honujące mogą zużywać się (szybciej), gdy warunki jazdy nie są optymalne, np.:

Zbyt szybka jazda na zimnym silniku: tłok jest mocno dociskany do ścianki cylindra na skutek siły ślizgowej, a silnik nie osiągnął jeszcze temperatury roboczej, a tłok nie rozprężył się jeszcze odpowiednio pod wpływem temperatury. Więcej informacji na temat wyłączania tłoka znajduje się na stronie tłok.
Brak smarowania lub zbyt długa jazda na starym (gęstym) oleju i w związku z tym również brak smarowania.

Układy cylindrów:
Są dwu-, trzy-, cztero-, pięcio-, sześcio-, osiemnasto- i dwunastocylindrowe. Bugatti ma nawet szesnastocylindrowy model Veyron. Cylindry można ustawić pionowo jeden za drugim. Nazywa się to wówczas silnikiem rzędowym.
Cylinder może mieć również kształt litery V pod kątem 60 lub 90. To są silniki V. Jeśli cylindry są umieszczone poziomo po lewej i prawej stronie wału korbowego, jest to silnik typu bokser.
Im więcej cylindrów ma silnik, tym bardziej regularnie pracuje i tym bardziej regularnie dostarczany jest moment obrotowy. W końcu jest więcej skoków mocy podzielonych na dwie częstotliwości obrotu lub 720 stopni wału korbowego. Koło zamachowe można również uczynić lżejszym przy większej liczbie cylindrów. Wały wyrównoważające, które są niezbędne w silnikach 2 i 3 cylindrowych do tłumienia drgań silnika spowodowanych drganiami suwów mocy, nie są konieczne w silniku 8 cylindrowym.

Silnik rzędowy: Cylindry są umieszczone pionowo jeden za drugim. Ten układ jest najczęstszy. Nowoczesne silniki rzędowe składają się zwykle z 4 cylindrów, ale obecnie ekonomiczne i przyjazne dla środowiska 3-cylindrowe można spotkać także na przykład w VW Polo i 2-cylindrowe w Fiacie. BMW zawsze ustawia 6 cylindrów w jednej linii, nigdy w kształcie litery V.
Silnik V: Cylindry są ustawione pod kątem 60 lub 90 stopni. Najpopularniejszymi silnikami są silniki V6 i V8.
Istnieją również silniki V5, V10 i V12. Silnik V12 ma 6 cylindrów po jednej stronie w kształcie litery V i 6 cylindrów po drugiej stronie.
Silnik VR: połączenie silnika rzędowego i silnika V. Korzysta z tego głównie Volkswagen, znany z silników VR5 i VR6. W Golfie R32 cylindry są względem siebie ustawione pod kątem 15 stopni. W tym miejscu łączą się zalety silnika rzędowego i silnika w kształcie litery V. W przypadku silnika rzędowego zaletą jest to, że silnik można wyposażyć w 1 głowicę cylindra, a w przypadku silnika w kształcie litery V siły z tłoka/korbowodu można przenosić na wał korbowy pod większym kątem względem siebie.

Silnik W: Cylindry mają kształt litery W. Stosowano go w silnikach W12 VW Touarega, Pheatona, Audi i Q7.
Właściwie można pomyśleć o tym układzie silników jako o dwóch silnikach V umieszczonych na jednym wale korbowym. Zaletą silnika W jest to, że ze względu na liczbę cylindrów długość bloku jest zmniejszona w porównaniu z silnikiem V. Pomiędzy chłodnicą a płytą parawanową będzie trochę więcej miejsca. Oznacza to, że przestrzenie z boku bloku silnika pomiędzy belkami poprzecznymi uległy zmniejszeniu.
Prace naprawcze i konserwacyjne (takie jak wymiana świec zapłonowych) nie są wcale łatwiejsze. Aby zdemontować głowice cylindrów, konieczne będzie wymontowanie całego silnika z samochodu.

Silnik typu Boxer: Cylindry są umieszczone poziomo pod kątem 180 stopni.
Cylindry są umieszczone poziomo naprzeciw siebie pod kątem 180 stopni. Zaletą tego płaskiego silnika jest to, że środek ciężkości samochodu jest od razu niższy. Silnik będzie również mniej cierpiał z powodu wibracji, ponieważ wibracje tłoka znoszą się nawzajem. Dzięki temu silnik jest znacznie lepiej wyważony i nie ma potrzeby stosowania oddzielnych wałków wyrównoważających. Silniki typu bokser stosowane są zarówno w samochodach osobowych, jak i motocyklach. Subaru jest znane z używania silnika typu bokser, podobnie jak Citroën 2CV i stary VW Beetle.

Kolejność strzelania:
Kolejność zapłonu to kolejność zapalania mieszanki w cylindrach jeden po drugim. Kolejność zapłonu zależy od budowy silnika i kształtu rozkładu obciążenia na wale korbowym. Tabela pokazuje zwykłe rozkazy strzelania.

Typ silnika:	Liczba cylindrów:	Kolejność strzelania:
Silnik rzędowy:	3	1-3-2
	4	1-3-4-2 of 1-2-4-3
	5	1-2-4-5-3
	6	1-5-3-6-2-4 of 1-5-4-6-2-3 of 1-2-4-6-5-3 of 1-4-2-6-3-5 of 1-4-5-6-3-2
	8	1-6-2-5-8-3-7-4 of 1-3-6-8-4-2-7-5 of 1-4-7-3-8-5-2-6 of 1-3-2-5-8-6-7-4
Silnik V:	4	1-3-2-4
	6	1-2-5-6-4-3 of 1-4-5-6-2-3
	8	1-6-3-5-4-7-2-8 of 1-6-2-8-3-7-4-5 of 1-3-7-2-6-5-4-8 of 1-5-4-8-6-3-7-2 of 1-8-3-6-4-5-2-7
	10	1-6-5-10-2-7-3-8-4-9
	12	1-7-5-11-3-9-6-12-2-8-4-10 of 1-12-5-8-3-10-6-7-2-11-4-9
Silnik boksera:	4	1-4-3-2
	6	1-6-2-4-3-5