Silniki wysokoprężne

Silniki wysokoprężne mogą pracować według obiegu cztero-suwowego lub obiegu dwusuwowego. Znaczna jednak większość silników wysokoprężnych, stosowanych do napędu pojazdów samochodowych, pracuje według zasady czterosuwu. Silnik wysokoprężny w odróżnieniu od silnika o zapłonie iskrowym zasysa i spręża czyste powietrze. Paliwo wtryskiwane jest do cylindra dopiero pod koniec suwu sprężania. Mieszanka palna tworzy się więc bezpośrednio w cylindrze silnika, a zapłon jej następuje samoczynnie wskutek odpowiednio wysokiej temperatury sprężonego powietrza. Końcowe ciśnienie sprężania wynosi w silnikach wysokoprężnych 3…5 MPa (30…50 kG/cm2), a temperatura powietrza osiąga wówczas wartość 500…800°C. Maksymalne ciśnienie spalania osiąga wartość 6…11 MPa (60…110 kG/cm2), zaś ciśnienie wtrysku paliwa jest zwykle rzędu 8…20 MPa (80…200 kG/cm2), a w niektórych silnikach nawet kilkakrotnie wyższe.Zasadniczą różnicą budowy silnika wysokoprężnego W porównaniu z silnikiem gaźnikowym jest to, że zamiast gaźnika oraz układu zapłonowego ma on pompę wtryskową, wtryskiwacze i niekiedy podgrzewacze. Kadłub silnika wysokoprężnego odznacza się zwartą i mocną budową. Od dołu zamknięty jest dużą miską olejową, przeważnie użebrowaną, co ułatwia chłodzenie oleju. Głowica silnika z komorami sprężania o skomplikowanych kształtach wykonana jest zwykle ze specjalnego żeliwa. Ze względu na możliwość pękania pod wpływem wysokiego ciśnienia, spotyka się często głowice dzielone, obejmujące po dwa lub trzy kolejne cylindry. Wał korbowy ma zwykle więcej czopów i o znacznie większej średnicy niż w silnikach o zapłonie iskrowym. Silne ułożyskowa-nie wału jest konieczne ze względu na znaczne naciski wywierane na czopy wału przez korbowody. Czopy główne i korbowe są utwardzane powierzchniowo, dzięki czemu, można stosować panewki z brązu fosforowego lub ołowiowego. Korbowody są bardziej masywne, a tłoki znacznie wyższe niż w silnikach 0 zapłonie iskrowym. Główna część tłoka dostosowana jest do kształtu komory sprężania. Mechanizm rozrządu porusza oddzielny wałek do napędu pompy wtryskowej. Zawory wiszące umieszczone w głowicy mają zwykle wymienne prowadnice 1 gniazda. W silnikach wysokoprężnych zwykle stosuje się smarowanie pod ciśnieniem całkowitym. Wówczas olej doprowadzany jest kanałem aż do sworznia tłoka. Poza tym najczęściej stosuje się dodatkowo chłodnicę oleju, umieszczoną w zasięgu strumienia powietrza tłoczonego przez wentylator. Układ chłodzenia silnika ma przymusowy obieg wody nie różniący się w zasadzie od układów stosowanych w silnikach gaźnikowych. Chłodzenie bezpośrednie powietrzem stosowane jest bardzo rzadko.Przebieg spalania w silnikach wysokoprężnych różni się znacznie od przebiegu spalania w silnikach o zapłonie iskrowym, co wynika z wewnętrznego tworzenia mieszanki palnej. Odrębność procesu spalania w silnikach wysokoprężnych można sprowadzić do trzech zasadniczych punktów. Współczynnik nadmiaru powietrza w różnych miejscach przestrzeni spalania ma różne wartości. Jest to wynikiemkrótkie-go okresu czasu, odpowiadającego 15…30° obrotu wału korbowego, jaki przypada na wymieszanie się paliwa z powietrzem. Współczynnik nadmiaru powietrza zmienia się w czasie. Ponieważ okres wtrysku paliwa pokrywa się częściowo z okresem spalania, zmienia się w czasie trwania spalania stosunek ilości paliwa do ilości powietrza. Przebieg spalania zależy w znacznym stopniu od przebiegu wtrysku, a zatem od charakterystyki układu wtryskowego. Na przebieg spalania w silniku wysokoprężnym decydujący wpływ wywierają: liczba obrotów wału korbowego, rodzaj użytego paliwa, temperatura i ciśnienie powietrza w cylindrze w chwili wtrysku oraz stopień rozpylenia paliwa. Liczba obrotów silnika jest ograniczona, gdyż zbyt duże obroty silnika prowadzą do zbyt wysokich ciśnień przy końcu spalania, co powoduje twardy bieg silnika. Elastyczną pracę silnika można uzyskać stosując odpowiednio wysoki stopień sprężania oraz paliwa o jak najniższej temperaturze samozapłonu. Jednocześnie im wyższe jest ciśnienie powietrza w chwili wtrysku paliwa, tym niższa jest temperatura samozapłonu. Im lepiej rozpylone jest paliwo, tym szybciej nagrzewa się i odparowuje wskutek czego spalanie ma mniej gwałtowny przebieg.

Comments

comments