_Engine_0.png)
Wprowadzenie
Ten model 3D przedstawia czterosuwowy silnik spalinowy diesla. Silnik jest przeznaczony dla ciężarówek, vanów i pojazdów użytkowych, a nie dla małych samochodów osobowych. Wszystkie główne komponenty typowego czterosuwowego silnika spalinowego tej wielkości są pokazane na modelu. Poniżej znajduje się podsumowanie każdej części silnika, a następnie szczegółowy opis.
Opis części silnika
Czterosuwowy silnik spalinowy składa się z następujących głównych części:
- Dźwignia zaworowa – naciska na mostek zaworowy lub trzon zaworu.
- Luz zaworowy – przestrzeń między końcówką zaworu a dźwignią zaworową.
- Sprężyna zaworowa – przywraca zawory do pozycji zamkniętej, gdy dźwignia zaworowa nie wywiera siły.
- Wtryskiwacz paliwa - wtryskuje paliwo.
- Rura wlotowa paliwa – transportuje paliwo do wtryskiwacza paliwa.
- Zawór ssący – umożliwia dopływ powietrza do przestrzeni spalania.
- Zawór wydechowy – umożliwia wydostanie się gazów spalinowych z przestrzeni spalania.
- Dysza wtryskiwacza paliwa – rozpyla zatomizowane paliwo do przestrzeni spalania.
- Objętość resztkowa – objętość obliczona między górnym martwym punktem a szczytem cylindra.
- Objętość skokowa – objętość oparta na skoku tłoka i powierzchni otworu cylindra.
- Objętość cylindra – całkowita objętość wewnątrz cylindra.
- Średnica cylindra – wewnętrzna średnica cylindra.
- Stopień sprężania – obliczenie oparte na stosunkach objętości wewnątrz cylindra. Silniki benzynowe mają niski stopień sprężania (6-9:1), podczas gdy silniki diesla mają wyższe stopnie sprężania (14-20:1).
- Górny martwy punkt (TDC) – najdalszy punkt ruchu tłoka w kierunku zaworów wlotowych i wydechowych.
- Popychacz – przenosi siłę z krzywki na dźwignię zaworową.
- Korona tłoka – szczyt tłoka.
- Rowki pierścieni tłokowych – miejsce, w którym pierścienie tłokowe są umieszczane w tłoku.
- Pierścienie tłokowe - używane do uszczelnienia przestrzeni między tłokiem a tuleją cylindra.
- Skok – odległość, jaką tłok pokonuje od dolnego martwego punktu (BDC) do górnego martwego punktu (TDC).
- Tłok – tłok.
- Spód tłoka – spód tłoka (może być krótki lub długi).
- Sworzeń tłokowy – połączenie między tłokiem a korbowodem.
- Ściana cylindra – granica przestrzeni spalania (czasami nazywana tuleją cylindra).
- Tuleja cylindra – wewnętrzna powierzchnia cylindra.
- Wałek rozrządu – używany do kontrolowania czasu pracy silnika, takiego jak wtrysk paliwa i czas otwarcia zaworów; napędzany przez wał korbowy.
- Krzywka – naciska na popychacze, aby uruchomić dźwignię zaworową.
- Krzywka popychacza – jest popychana przez krzywkę i przenosi ruch na popychacz.
- Dolny martwy punkt (BDC) – najbliższy punkt, jaki tłok osiąga do wału korbowego.
- Odpowietrzanie układu chłodzenia.
- Filtr paliwa
- Napinacz paska
- Pompa wody chłodzącej
- Filtr odpowietrzający skrzyni korbowej
- Chłodnica powietrza
- Turbosprężarka
- Rozrusznik
- Miska olejowa
- Pokrywa dźwigni zaworowej
Komponenty silnika (szczegółowe)
Zawór odpowietrzający układu chłodzenia
Zawór odpowietrzający służy do odpowietrzania układu do atmosfery. Konieczne jest odpowietrzenie po napełnieniu układu wodą płaszczową. Powietrze w układzie prowadzi do zmniejszenia wymiany ciepła i możliwej kawitacji pompy wody płaszczowej.
Olej smarowy jest ciągle filtrowany, aby zapobiec uszkodzeniu części silnika przez cząstki metalowe (tuleje cylindrów, pierścienie tłokowe itp.).
Paliwo jest filtrowane, aby zapobiec przedostawaniu się niepalnych cząstek do przestrzeni spalania; te cząstki mogą korodować części silnika i blokować otwory wtryskiwacza paliwa (zmieniając wzór rozpylania i powodując zmniejszenie wydajności silnika).
Napinacz paska
Napinacz paska zapewnia, że pasek nie staje się luźny, gdy się rozciąga z powodu starzenia; ułatwia również wymianę paska (usunięcie napinacza sprawia, że pasek jest łatwy do usunięcia).
Pompa wody chłodzącej/płaszczowej
Pompa wody chłodzącej (lub ‘wody płaszczowej’) cyrkuluje wodę płaszczową przez silnik i ma dwa cele. Zapewnia równomierne rozpraszanie ciepła przez silnik i cyrkulacja wody płaszczowej umożliwia usuwanie ciepła generowanego przez silnik.
Główny pasek
Główny napęd paskowy służy do przenoszenia energii za pomocą paska. Główny napęd pozwala na wykorzystanie niewielkiej części całkowitej mocy silnika do napędzania urządzeń pomocniczych, takich jak pompa wody płaszczowej i alternator itp.
Napinacz paska
Napinacz paska zapewnia, że pasek nie staje się luźny, gdy się rozciąga z powodu starzenia; ułatwia również wymianę paska (usunięcie napinacza sprawia, że pasek jest łatwy do usunięcia).
Chłodnica powietrza doładowującego/intercooler
Powietrze doładowujące (sprężone powietrze) jest chłodzone w celu zwiększenia gęstości powietrza. Zwiększenie gęstości oznacza, że dostępne jest więcej tlenu do spalania na jednostkę objętości.
Gęstość powietrza nie może być zbyt wysoka, w przeciwnym razie powstanie wilgoć.
Filtr odpowietrzający skrzyni korbowej
Para powietrze/olej jest odprowadzana ze skrzyni korbowej. Olej z pary jest oddzielany i odprowadzany z powrotem do skrzyni korbowej, powietrze jest wydalane. Oddzielenie oleju zmniejsza straty oleju i obniża ogólne koszty eksploatacji.
Wylot sprężonego powietrza turbosprężarki
Sprężone powietrze jest często nazywane ‘powietrzem doładowującym’.
Sprężanie powietrza pozwala na zwiększenie gęstości tlenu na jednostkę objętości. Więcej tlenu na cykl zapłonu jest dostępne do spalania, a tym samym więcej energii na cykl spalania może być uwolnione.
Wlot powietrza turbosprężarki
Powietrze otoczenia jest zasysane do sprężarki turbosprężarki z powodu różnicy ciśnień wytworzonej przez sprężarkę, gdy jest w ruchu.
Sprężarka powietrza turbosprężarki
Powietrze otoczenia jest sprężane przez sprężarkę powietrza turbosprężarki w celu zwiększenia gęstości powietrza używanego do spalania.
Zwiększona gęstość powietrza daje zwiększoną gęstość tlenu, co pozwala na uwolnienie większej ilości energii na cykl spalania.
Zespół obrotowy piasty centralnej (CHRA)
Wał i łożyska łączące turbinę gazów spalinowych turbosprężarki i sprężarkę powietrza turbosprężarki są umieszczone w zespole obrotowym piasty centralnej (CHRA).
Turbina gazów spalinowych turbosprężarki
Gazy spalinowe z komory spalania napędzają turbinę gazów spalinowych. Turbina gazów spalinowych jest połączona na wspólnym wale ze sprężarką powietrza.
Wylot spalin
Po turbinie gazów spalinowych, gazy spalinowe są odprowadzane i wydalane do atmosfery.
Uwaga: Rura łączyłaby wylot spalin turbosprężarki z atmosferą (nie pokazano tutaj). Może być również użyty tłumik w celu redukcji hałasu.
Wał napędowy
Wał napędowy łączy silnik z zamierzonym odbiorcą mocy. Zwykle jako pośrednik instalowana jest skrzynia biegów lub sprzęgło; pozwala to na większą kontrolę nad tym, jak wykorzystywana jest moc silnika.
Koło zamachowe magazynuje energię obrotową i przeciwdziała zmianom prędkości obrotowej. Zasadniczo koło zamachowe to ciężki metalowy dysk, który wygładza cykle spalania silnika. Ilość energii magazynowanej w kole zamachowym jest pierwiastkiem kwadratowym z jego prędkości obrotowej.
Blok silnika mieści wewnętrzne elementy silnika. Kanały w bloku są używane do dystrybucji wody płaszczowej do chłodzenia.
Solenoid rozrusznika
Solenoid angażuje ząb koła zębatego rozrusznika z kołem zamachowym po otrzymaniu sygnału startu. Sprężyna rozłącza ząb koła zębatego ponownie, aby nie został uszkodzony, gdy silnik obraca się z wyższymi obrotami.
Rozrusznik
Rozrusznik to silnik elektryczny używany do obracania silnika po otrzymaniu sygnału startu. Nie jest możliwe uruchomienie silnika bez rozrusznika, ponieważ silnik musi być w ruchu przed wtryskiem paliwa.
Korek spustowy miski olejowej
Olej smarowy z silnika można tutaj spuścić. Olej w pewnym momencie będzie musiał zostać wymieniony, co staje się widoczne z powodu zmiany koloru (z jasnego na ciemnobrązowy). Wymiany oleju są regulowane przez godziny serwisowe lub określony przedział czasowy.
Miska olejowa/zbiornik
Olej smarowy jest przechowywany w misce olejowej/zbiorniku.
Rura ssąca oleju smarowego
Rura ssąca łączy miskę olejową i pompę oleju smarowego (strona ssąca).
Kolektor wylotowy
Gazy spalinowe z cylindrów spalania są odprowadzane do kolektora gazów spalinowych. Czasami używany jest wspólny kolektor wydechowy dla wszystkich cylindrów, ale nie zawsze.
Pokrywa dźwigni zaworowej
Pokrywa dźwigni zaworowej zamyka dźwignie zaworowe. Konieczne jest ich zamknięcie, ponieważ są smarowane rozbryzgowo i działają przy względnie wysokich prędkościach.
Dodatkowe zasoby
https://en.wikipedia.org/wiki/Four-stroke_engine
https://en.wikipedia.org/wiki/Internal_combustion_engine
https://www.uti.edu/blog/motorcycle/how-4-stroke-engines-work