Projekt okładki i wnętrza: Dariusz Litwiniec - wkl.com.pl · 7 Układy zasilania silników o...

Projekt okładki i wnętrza: Dariusz LitwiniecRedaktor merytoryczny: Zbigniew OtoczyńskiOpracowanie językowe: mgr Barbara GłuchRedakcja techniczna: ZespółKorekta: Zespół

Podręcznik dopuszczony do użytku szkolnego przez ministra właściwego do spraw oświaty i wychowania oraz wpisany do wykazu podręczników przeznaczonych do kształcenia w zawodach na podstawie opinii rzeczoznawców: dr. Krzysztofa Koca, mgr. inż. Andrzeja Łazińskiego, mgr. inż. Edwarda Rymaszewskiego.

Typy szkół: technikum i szkoła policealna, zasadnicza szkoła zawodowa.Zawody: technik pojazdów samochodowych, mechanik pojazdów samochodowych.Kwalifikacja: M18. Diagnozowanie i naprawa podzespołów i zespołów pojazdów samochodowych.

Rok dopuszczenia: 2015

621.432:629.02(075)Podręcznik poświęcony podstawom budowy, głównym zespołom mechanicznym silników spalinowych pojazdów samochodowych oraz ich diagnozowaniu i naprawie. Opisano zagadnienia teoretyczne, do-tyczące pracy silnika oraz jego podstawowe parametry konstrukcyjne i eksploatacyjne. Przedstawiono budowę i działanie oraz zasady eksploatacji, obsługi i naprawy głównych zespołów i układów mecha-nicznych, czyli kadłubów i głowic, układu korbowego i układu rozrządu silników spalinowych. Materiał nauczania bogato zilustrowano przykładami, uwzględniając najnowsze rozwiązania konstrukcyjne silni-ków. Na końcu każdego rozdziału zamieszczono pytania kontrolne umożliwiające uczniowi samoocenę w zakresie opanowania materiału, a w niektórych rozdziałach podano również rozwiązania przykłado-wych zadań oraz zadania do samodzielnego rozwiązania.Odbiorcy: uczniowie kształcący się w zawodzie technik pojazdów samochodowych oraz uczniowie szkół o pokrewnym profilu kształcenia.

ISBN 978-83-206-1941-6

© Copyright by Wydawnictwa Komunikacji i Łączności spółka z o.o., Warszawa 2015

Podręcznik szkolny dotowany przez Ministra Edukacji Narodowej.

Utwór ani w całości, ani we fragmentach nie może być skanowany, kserowany, powielany bądź roz-powszechniany za pomocą urządzeń elektronicznych, mechanicznych, kopiujących, nagrywających i innych, w tym również nie może być umieszczany ani rozpowszechniany w postaci cyfrowej zarówno w Internecie, jak i w sieciach lokalnych bez pisemnej zgody posiadacza praw autorskich.

Nazw marek, firm i produktów w niniejszym podręczniku użyto w celu dydaktycznym a nie reklamo-wym. Nazwy te wykorzystano wyłącznie do przedstawienia przykładów zastosowania teorii w praktyce.

Wydawnictwa Komunikacji i Łączności sp. z o.o.ul. Kazimierzowska 52, 02-546 Warszawatel. 22-849-27-51; fax 22-849-23-22Dział handlowy tel./fax 22-849-23-45tel. 22-849-27-51 w. 555Prowadzimy sprzedaż wysyłkową książekKsięgarnia firmowa w siedzibie wydawnictwatel. 22-849-20-32, czynna pon.–pt. w godz. 10.00–18.00e-mail: [email protected]łna oferta WKŁ w INTERNECIE: http://www.wkl.com.plWydanie 1. Warszawa 2015Skład i łamanie: UNISYSObjętość 37 ark. wyd. Nakład 1500 egz.Druk i oprawa: Drukarnia TREND e-mail: [email protected]

SILNIKI.indb 2 01.06.2015 14:43

Spis treści

1 Podstawowe wiadomości o silnikach spalinowych . . . . . . . 71 .1 . Historia silników pojazdów samochodowych . . . . . . . . . . . . . . . . 71 .2 . Klasyfikacja tłokowych silników spalinowych . . . . . . . . . . . . . . . . 81 .3 . Układ konstrukcyjny silnika tłokowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111 .4 . Parametry konstrukcyjne silnika tłokowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 .5 . Zasada działania silnika czterosuwowego i dwusuwowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 .6 . Obiegi teoretyczne i rzeczywiste silników spalinowych . . . . . . . . . . . . 191 .7 . Wymiana ładunku w cylindrze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 .7 .1 . Fazy rozrządu silnika czterosuwowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241 .7 .2 . Proces napełniania cylindra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271 .7 .3 . Doładowanie silników . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 .7 .4 . Proces wylotu spalin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321 .8 . Sprawdzenie wiadomości . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

2 Proces spalania w silnikach . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372 .1 . Paliwa silnikowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372 .1 .1 . Benzyny silnikowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372 .1 .2 . Oleje napędowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392 .1 .3 . Paliwa alternatywne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412 .2 . Teoria spalania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502 .3 . Proces spalania w silnikach ZI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522 .3 .1 . Przebieg spalania w silnikach ZI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522 .3 .2 . Spalanie stukowe i zapłon żarowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 572 .3 .3 . Komory spalania silników ZI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 592 .4 . Proces spalania w silnikach ZS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 622 .4 .1 . Przebieg spalania w silnikach ZS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 622 .4 .2 . Komory spalania silników ZS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 662 .5 . Spaliny silnika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 712 .6 . Sprawdzenie wiadomości . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

3 Parametry pracy i charakterystyki silników . . . . . . . . . . . 803 .1 . Parametry pracy silnika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 803 .2 . Charakterystyki silników . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 893 .3 . Sprawdzenie wiadomości . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

4 Kadłuby i głowice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 994 .1 . Wiadomości wstępne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 994 .2 . Materiały i konstrukcja kadłubów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1004 .2 .1 . Cylindry silników chłodzonych cieczą . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1034 .2 .2 . Cylindry silników chłodzonych powietrzem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

SILNIKI.indb 3 01.06.2015 14:43

4 Spis treści

4 .3 . Weryfikacja i naprawa kadłubów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1094 .3 .1 . Ocena szczelności przestrzeni roboczej cylindra . . . . . . . . . . . . . . . 1104 .3 .2 . Pomiar zużycia gładzi cylindrów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1174 .3 .3 . Naprawa kadłubów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1204 .4 . Konstrukcja głowic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1244 .5 . Uszczelnianie połączenia kadłuba z głowicą . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1304 .6 . Weryfikacja i naprawa głowic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1314 .7 . Sprawdzenie wiadomości . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

5 Układ korbowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1435 .1 . Budowa układu korbowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1435 .2 . Kinematyka układu korbowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1465 .3 . Siły działające w układzie korbowym . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1495 .4 . Podstawy wyrównoważenia silników tłokowych . . . . . . . . . . . . . . . 1515 .5 . Konstrukcja układu korbowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1545 .5 .1 . Tłoki . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1545 .5 .2 . Pierścienie tłokowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1595 .5 .3 . Sworznie tłokowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1625 .5 .4 . Korbowody . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1635 .5 .5 . Wał korbowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1685 .5 .6 . Łożyska główne i korbowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1725 .5 .7 . Koła zamachowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1755 .5 .8 . Tłumiki drgań skrętnych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1805 .6 . Weryfikacja i naprawa elementów układu korbowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1825 .6 .1 . Weryfikacja i naprawa zespołu tłok-korbowód . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1825 .6 .2 . Weryfikacja i naprawa wału korbowego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1905 .7 . Sprawdzenie wiadomości . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

6 Układ rozrządu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1996 .1 . Budowa układu rozrządu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1996 .2 . Wpływ układu rozrządu na wymianę ładunku w silniku czterosuwowym . . . . 2036 .3 . Konstrukcja, weryfikacja i naprawa elementów układu rozrządu . . . . . . . . 2076 .3 .1 . Zawory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2076 .3 .2 . Sprężyny zaworów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2136 .3 .3 . Elementy mechanizmu napędu zaworów . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2176 .3 .4 . Popychacze hydrauliczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2186 .3 .5 . Wałki rozrządu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2256 .3 .6 . Napęd wałka rozrządu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2276 .4 . Regulacja luzu zaworów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2346 .5 . Zmienne fazy rozrządu i zmienne wzniosy zaworów . . . . . . . . . . . . . 2386 .6 . Sprawdzenie wiadomości . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247

7 Układy zasilania silników o zapłonie iskrowym . . . . . . . . . 250

7 .1 . Wiadomości wstępne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2507 .2 . Gaźnikowy układ zasilania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2517 .3 . Wtryskowy układ zasilania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2537 .3 .1 . Wiadomości ogólne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2537 .3 .2 . Pośredni wielopunktowy wtrysk benzyny sterowany mechanicznie

i mechaniczno-elektronicznie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256

SILNIKI.indb 4 01.06.2015 14:43

5Spis treści

7 .3 .3 . Pośredni wielopunktowy wtrysk benzyny sterowany elektronicznie . . . . . . . . . . . . 2607 .3 .4 . Pośredni jednopunktowy wtrysk benzyny sterowany elektronicznie . . . . . . . . . . . . 2807 .3 .5 . Bezpośredni wtrysk benzyny sterowany elektronicznie . . . . . . . . . . . . 2847 .3 .6 . Elektroniczny system sterowania pracą silnika . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2947 .4 . Układ zasilania gazem LPG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2977 .4 .1 . Wiadomości ogólne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2977 .4 .2 . Układ zasilania IV generacji wtrysku LPG w fazie gazowej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3017 .4 .3 . Układ zasilania IV generacji wtrysku LPG w fazie ciekłej . . . . . . . . . . . 3057 .4 .4 . Układ zasilania paliwem LPG silnika o wtrysku bezpośrednim benzyny . . . . . . . . 3097 .4 .5 . Obsługa instalacji gazowych LPG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3117 .5 . Analiza spalin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3127 .6 . Sprawdzenie wiadomości . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315

8 Układy zasilania silników o zapłonie samoczynnym . . . . . . 3198 .1 . Wprowadzenie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3198 .2 . Układy zasilania z pompami wtryskowymi . . . . . . . . . . . . . . . . . 3218 .2 .1 . Układ zasilania z rzędową pompą wtryskową . . . . . . . . . . . . . . . . 3218 .2 .2 . Układ zasilania z rozdzielaczową pompą wtryskową . . . . . . . . . . . . . 3298 .2 .3 . Diagnostyka pomp wtryskowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3438 .2 .4 . Wtryskiwacze paliwa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3488 .3 . Układy wtryskowe z pompowtryskiwaczami . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3568 .4 . Układy wtryskowe z indywidualnymi zespołami wtryskowymi . . . . . . . . . . . . . . . . 3668 .5 . Zasobnikowy układ wtryskowy Common Rail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3678 .5 .1 . Wiadomości wstępne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3678 .5 .2 . Obwód paliwa niskiego ciśnienia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3698 .5 .3 . Obwód paliwa wysokiego ciśnienia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3718 .5 .4 . Diagnostyka układu wtryskowego Common Rail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3878 .6 . Elektroniczne układy sterowania silnika o zapłonie samoczynnym . . . . . . . 3918 .7 . Świece żarowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3948 .8 . Filtry paliwa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3988 .9 . Ocena stanu technicznego silnika o zapłonie samoczynnym na podstawie

zadymienia spalin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4008 .10 . Sprawdzenie wiadomości . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 404

9 Układ chłodzenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4079 .1 . Wiadomości wstępne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4079 .2 . Pośredni układ chłodzenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4089 .2 .1 . Pompa cieczy chłodzącej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4149 .2 .2 . Termostat . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4199 .2 .3 . Chłodnica cieczy chłodzącej . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4269 .2 .4 . Wentylator . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4309 .2 .5 . Zbiornik wyrównawczy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4369 .2 .6 . Ciecze chłodzące . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4379 .2 .7 . Obsługa pośredniego układu chłodzenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4409 .3 . Bezpośredni układ chłodzenia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4439 .4 . Sprawdzenie wiadomości . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446

10 Układ smarowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44910 .1 . Wiadomości wstępne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44910 .2 . Obiegowo-ciśnieniowy układ smarowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451

SILNIKI.indb 5 01.06.2015 14:43

6 Spis treści

10 .2 .1 . Pompa oleju . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45510 .2 .2 . Filtr oleju . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46410 .2 .3 . Oleje silnikowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46910 .3 . Obsługa układu smarowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47510 .4 . Sprawdzenie wiadomości . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 485

11 Układy dolotowe i wylotowe . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48811 .1 . Wiadomości wstępne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48811 .2 . Układ dolotowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48811 .3 . Układ doładowania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49111 .3 .1 . Doładowanie mechaniczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49111 .3 .2 . Turbodoładowanie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49811 .3 .3 . Doładowanie mieszane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51111 .3 .4 . Doładowanie dynamiczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51411 .4 . Układ wylotowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51811 .5 . Układ oczyszczania spalin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52411 .5 .1 . Układ oczyszczania spalin silnika o zapłonie iskrowym . . . . . . . . . . . . 52411 .5 .2 . Układ oczyszczania spalin silnika o zapłonie samoczynnym . . . . . . . . . . 53411 .6 . Układ recyrkulacji spalin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54211 .7 . Sprawdzenie wiadomości . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 544

12 Napędy alternatywne pojazdów samochodowych . . . . . . . 54712 .1 . Wiadomości wstępne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54712 .2 . Napęd elektryczny pojazdów samochodowych . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54712 .2 .1 . Napęd elektryczny wykorzystujący baterię akumulatorów . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54812 .2 .2 . Napęd elektryczny z ogniwami paliwowymi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55012 .2 .3 . Hybrydowy napęd spalinowo-elektryczny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55212 .3 . Napęd silnikiem zasilanym paliwem CNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56512 .4 . Napęd silnikiem spalinowym o tłoku obrotowym . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57112 .5 . Napęd turbinowy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57512 .6 . Sprawdzenie wiadomości . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 578

Rozwiązania testów sprawdzających . . . . . . . . . . . . . . . 580

Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 581

SILNIKI.indb 6 01.06.2015 14:43

1Podstawowe wiadomości o silnikach spalinowych

Motto: „Potrzeba jest matką wynalazków”

W tym rozdziale dowiemy się:

� jakie są sposoby klasyfikacji tłokowych silników spalinowych, � z jakich głównych zespołów i układów składa się silnik tłokowy, � jakie parametry konstrukcyjne charakteryzują silnik tłokowy, � jak działa silnik czterosuwowy i dwusuwowy, � co to są fazy rozrządu silnika, � na czym polega doładowanie silnika i jakie są jego rodzaje.

Historia silników pojazdów samochodowych

Od wynalezienia koła i zbudowania pojazdu kołowego próbowano zastosować różne źródła napędu do tego pojazdu . Początkowo wykorzystywano siłę mięśni ludzi i zwie-rząt oraz siły natury . W XVII i XVIII wieku poszukiwano mechanicznego źródła napędu pojazdów, z czasem nazwanego silnikiem . Do powstania silnika spalinowego przyczy-nił się m .in . nadworny uczony króla Ludwika XIV – Christian Huygens, genialny fizyk i matematyk pochodzący z Holandii . Stworzył on podstawy teorii, które wiele lat później wykorzystał Nicolas Otto do opracowania silnika wewnętrznego spalania . W 1673 roku Huygens stworzył maszynę, która miała pompować wodę do ogrodów królewskich . Zapa-lał w jej cylindrze proch strzelniczy, a powstałe w wyniku eksplozji gazy przesuwały do góry umieszczony w nim tłok . System zadziałał tylko raz, gdyż potem nie było już w cylin-drze prochu . Ale ten pierwszy ruch tłoka, który według zasad konstrukcji silnika należy nazwać suwem pracy, stanowił istotny krok w kierunku stworzenia silnika spalinowego .

W 1782 roku James Watt skutecznie wykorzystał parę wodną do napędzania tłoka w maszynie parowej, zapoczątkowując erę rewolucji przemysłowej . Silniki parowe, będące silnikami o spalaniu zewnętrznym, charakteryzowały się małą sprawnością i dużą masą, a ponadto wymagały wożenia wielkich kotłów parowych oraz niezbędnego zapasu paliwa (węgla lub drewna) i wody . Dlatego zainteresowania konstruktorów szybko zwróciły się w stronę koncepcji silnika cieplnego o spalaniu wewnętrznym, czyli silnika spalinowego zamieniającego ciepło na pracę mechaniczną wewnątrz cylindra roboczego .

1.1

SILNIKI.indb 7 01.06.2015 14:43

8 Podstawowe wiadomości o silnikach spalinowych

Druga połowa XIX wieku przyniosła wiele prób skonstruowania silników spalinowych przeznaczonych do napędu pojazdów . Po wielu latach prac, w 1877 roku niemiecki kon-struktor Nicolas August Otto wspólnie z Eugenem Langenem uzyskał patent na pierwszy gazowy silnik czterosuwowy . Otto w swojej konstrukcji zrealizował obieg cieplny ze spa-laniem przy stałej objętości . Silnik Otta był zasilany gazem świetlnym i stanowi pierwo-wzór dzisiejszego czterosuwowego silnika spalinowego o zapłonie iskrowym (ZI) . W 1879 roku pojawiły się pierwsze silniki benzynowe, a w 1882 roku Gottlieb Daimler i Wilhelm Maybach utworzyli firmę produkującą małe silniki benzynowe . W rok później Daim-ler uzyskał patent na silnik szybkobieżny o niespotykanej wówczas prędkości obrotowej 900 obr/min . Zastosowano w nim zapłon od rurki żarowej i sterowany krzywkami roz-rząd zaworowy . W 1885 roku Maybach skonstruował gaźnik pływakowy . W tym samym czasie Karl Benz otrzymał patent na pierwszy na świecie „automobil” i rozpoczął jazdy próbne tym trójkołowym pojazdem wyposażonym w silnik o pojemności skokowej 900 cm3 i mocy 0,65 kW przy 400 obr/min . Małe moce budowanych silników jedno-cylindrowych były przyczyną stopniowego konstruowania silników wielocylindrowych . Pierwszy czterocylindrowy gaźnikowy silnik samochodowy zbudował w 1888 roku Ferdynand Forest . W ostatnich latach XIX wieku nastąpił znaczący postęp w konstrukcji silników o zapłonie iskrowym . Albert de Dion zbudował instalację wykorzystującą iskrę wysokiego napięcia wytwarzaną za pomocą cewki indukcyjnej i przerywacza niskiego napięcia . Instalacja ta była pierwowzorem współczesnego zapłonu akumulatorowego .

W 1892 roku Rudolf Diesel opatentował zasadę działania silnika spalinowego o zapło-nie samoczynnym (ZS), wykorzystującego wysokie ciśnienie sprężania . Pomysł swój Diesel zrealizował w 1897 roku, kiedy zbudował i uruchomił silnik, w którym czyste powietrze wypełniające cylinder było sprężone do takiego ciśnienia, że uzyskana pod koniec suwu temperatura powodowała samozapłon wtryskiwanego paliwa . W pierw-szym silniku o zapłonie samoczynnym paliwem był pył węglowy, do rozpylenia którego wykorzystywano sprężarkę mechaniczną wytwarzającą ciśnienie ok . 6 MPa . W kolejnych wersjach silnika wysokoprężnego paliwem była ropa naftowa, a następnie olej napędowy . Przełomem w zasilaniu silników ZS było zastosowanie skonstruowanej przez Roberta Boscha w 1922 roku tłoczkowej pompy wtryskowej .

Od pierwszych modeli silników konstruktorom towarzyszyło dążenie do zwiększania ich mocy . Pierwszy patent dotyczący doładowania silnika spalinowego zgłosił w 1897 roku Francuz Paul Daniel, jednak pierwsze silniki doładowane zastosowano dopiero ponad 20 lat później .

Zasady działania silników czterosuwowych o zapłonie iskrowym oraz o zapłonie samo-czynnym, opracowane przez Nicolasa Otto i Rudolfa Diesla, nie uległy zmianie, mimo że od ich opatentowania minęło ponad 100 lat . Stałe doskonalenie konstrukcji poszczegól-nych układów silników oraz stosowanie coraz lepszych materiałów konstrukcyjnych i eks-ploatacyjnych powoduje, że parametry określające efekty ich pracy są coraz korzystniejsze .

Klasyfi acja tłokowych silników spalinowych

Powszechnym źródłem mechanicznego napędu pojazdów samochodowych jest tłokowy silnik spalinowy . W silniku tym występuje zamiana energii chemicznej zawartej w pali-

1.2

SILNIKI.indb 8 01.06.2015 14:43

9Klasyfi acja tłokowych silników spalinowych

wie na energię mechaniczną . Czynnikiem roboczym w silniku spalinowym są spaliny powstające w wyniku spalenia paliwa w cylindrze silnika . Uzyskana w ten sposób ener-gia cieplna na skutek oddziaływania spalin na ruchomy tłok zostaje przetworzona na energię mechaniczną . Przemiana ciepła na energię mechaniczną zachodzi we wnętrzu cylindra – tam, gdzie paliwo uległo spaleniu, stąd nazwa tych silników – silniki o spalaniu wewnętrznym .

Tłokowy silnik spalinowy nie jest idealnym źródłem napędu, lecz w porównaniu z innymi silnikami (parowe, elektryczne) nie ma wad uniemożliwiających zastosowanie go w pojazdach, a jego zalety są znaczące .

Do głównych zalet tłokowego silnika spalinowego zalicza się: � względnie dużą sprawność ogólną w porównaniu z silnikami parowymi, � łatwość uruchamiania silnika i krótki czas osiągania stanu gotowości do pracy, � krótki czas uzupełniania energii (paliwa), � zasilanie paliwami o dużej zawartości energii w jednostce masy .

Podstawową wadą tłokowego silnika spalinowego jest niezgodność jego charaktery-styki z wymaganiami trakcyjnymi samochodu . Niekorzystny przebieg charakterystyki momentu obrotowego, za duże wartości prędkości obrotowej oraz zbyt małe wartości momentu obrotowego wymuszają konieczność zastosowania dodatkowych urządzeń w układzie napędowym samochodu – np . skrzyni biegów . Do uruchomienia silnika tło-kowego niezbędne jest doprowadzenie energii mechanicznej z zewnątrz w celu uzyska-nia minimalnej prędkości obrotowej rozruchu (konieczne zastosowanie rozrusznika) .

Rys. 1.1 Klasyfikacja tłokowych silników spalinowych

SILNIKI.indb 9 01.06.2015 14:43


Spalinowe silniki tłokowe pracują stabilnie dopiero przy pewnej prędkości obrotowej, dlatego w czasie postoju przy pracującym silniku musi być zastosowane sprzęgło, które umożliwia płynne łączenie silnika z układem napędowym samochodu i jego rozłączanie . Problemem wynikającym z masowego zastosowania silnika spalinowego jest również negatywny wpływ spalin na środowisko naturalne . Jednak mimo wielu wad tłokowe sil-niki spalinowe od ponad 100 lat są podstawowym źródłem napędu samochodów i według większości prognoz jeszcze długo nim pozostaną .

Klasyfikację tłokowych silników spalinowych przedstawiono na rysunku 1 .1 . Podsta-wowym kryterium ich podziału jest sposób realizacji cyklu przemian energetycznych . Cykl pracy w cylindrze silnika tłokowego może być realizowany w czasie jednego lub dwóch obrotów wału korbowego . Ponieważ w czasie jednego obrotu wału korbowego tłok wykonuje dwa przesunięcia (suwy) między skrajnymi położeniami, silniki tłokowe można podzielić na:

� dwusuwowe – realizujące cykl pracy podczas jednego obrotu wału korbowego, � czterosuwowe – realizujące cykl pracy podczas dwóch obrotów wału korbowego .

Do napędu pojazdów samochodowych wykorzystuje się obecnie prawie wyłącznie silniki czterosuwowe, dlatego dalszy podział obejmuje tylko tę grupę silników .

Ze względu na sposób zapłonu tłokowe silniki spalinowe dzieli się na: � silniki o zapłonie iskrowym (ZI) – zapłon mieszanki paliwowo-powietrznej sprężonej

w komorze spalania następuje od zewnętrznego źródła energii, czyli od iskry elek-trycznej powstającej między elektrodami świecy zapłonowej;

� silniki o zapłonie samoczynnym (ZS) – samoczynny zapłon (samozapłon) mieszanki palnej następuje w wyniku wtrysku paliwa do silnie sprężonego powietrza o wysokiej temperaturze; ze względu na wysokie ciśnienie sprężania silniki te są nazywane także silnikami wysokoprężnymi .Ze względu na sposób zasilania czynnikiem roboczym silniki ZI oraz ZS mogą być:

� wolnossące (niedoładowane), jeśli ładunek dopływa do cylindrów dzięki różnicy ciśnień panującej między cylindrem (podciśnienie) i otoczeniem (ciśnienie atmosfe-ryczne);

� doładowane, jeśli ładunek przed wprowadzeniem do cylindra jest wstępnie sprężany; powoduje to zwiększenie różnicy ciśnień między ciśnieniem w cylindrze (podciśnie-nie) i ciśnieniem ładunku poza cylindrem (nadciśnienie) oraz lepsze napełnienie cylin-dra świeżym ładunkiem .Ze względu na rodzaj stosowanego paliwa rozróżnia się silniki ZI na paliwo:

� ciekłe, � gazowe .

Podstawowym paliwem ciekłym stosowanym w silniku ZI jest benzyna . Coraz powszechniej wykorzystuje się w nim także mieszaninę propan-butan (LPG) . Silniki ZS są zasilane w zasadzie paliwem ciekłym, którym jest olej napędowy . W nielicznych silnikach ZS zasilanych gazem ziemnym (CNG) zapłon mieszanki następuje od iskry elektrycznej, więc łączą one cechy silników ZS i ZI .

Według sposobu tworzenia mieszanki palnej zasilane paliwem ciekłym silniki ZI dzieli się na:

� gaźnikowe, � wtryskowe .

SILNIKI.indb 10 01.06.2015 14:43

11Układ konstrukcyjny silnika tłokowego

W silniku gaźnikowym mieszanka palna jest wytwarzana w urządzeniu zwanym gaź-nikiem dzięki wykorzystaniu podciśnienia panującego w układzie dolotowym silnika . Powietrze przepływające przez gardziel gaźnika zasysa paliwo z jego komory pływako-wej, tworząc mieszankę palną . W Polsce ten sposób tworzenia mieszanki nie jest stoso-wany od połowy lat 90 . XX wieku .

We wtryskowym silniku ZI w celu wytworzenia mieszanki palnej paliwo jest wtry-skiwane do powietrza dolotowego . Wtrysk paliwa może być skierowany do kolektora dolotowego (tzw . wtrysk pośredni) lub do cylindrów silnika (tzw . wtrysk bezpośredni) .

W gazowych silnikach ZI mieszanka palna może być wytwarzana w mieszalniku (stare rozwiązanie, analogiczne do gaźnika) lub za pomocą wtrysku gazu do powietrza dolotowego .

Istotnym kryterium podziału silników o zapłonie samoczynnym jest rodzaj zastoso-wanej komory spalania .

Rozróżnia się silniki ZS: � o wtrysku pośrednim (inaczej zwane silnikami z dzielonymi komorami spalania), � o wtrysku bezpośrednim (inaczej zwane silnikami z niedzielonymi komorami spa-

lania) .

Układ konstrukcyjny silnika tłokowego

Tłokowy silnik spalinowy jest zbudowany z układów, które, współpracując ze sobą, decy-dują o efektach pracy silnika .

Główne zespoły i układy silnika tłokowego to: � głowica, � kadłub, � układ korbowy, � układ rozrządu, � układ zasilania, � układ smarowania, � układ chłodzenia, � układ dolotowy, � układ wylotowy, � osprzęt elektryczny .

Głowica zamyka od góry przestrzeń roboczą silnika i zawiera elementy innych jego układów (np . rozrządu, zasilania, smarowania, chłodzenia) .

Kadłub stanowi główną obudowę silnika, zamkniętą od góry głowicą, a od dołu miską olejową . W kadłubie są umieszczone ruchome elementy układów korbowego i rozrządu oraz są wykonane kanały przepływu oleju silnikowego i cieczy chłodzącej lub przestrze-nie przepływu powietrza chłodzącego . Zewnętrzne ścianki kadłuba wykorzystuje się do mocowania osprzętu silnika, a odpowiednio ukształtowane miejsca kadłuba służą do mocowania silnika w pojeździe .

Układ korbowy służy do zamiany postępowo-zwrotnego ruchu tłoka na ruch obro-towy wału korbowego . Tłoki pracujące w cylindrze przejmują energię zawartą w gazach

1.3

SILNIKI.indb 11 01.06.2015 14:43


powstałych ze spalenia paliwa . Ta energia powoduje ich ruch . Za pośrednictwem korbo-wodu ruch tłoka jest przenoszony na wał korbowy, a następnie z koła zamachowego jest przekazywany do dalszych zespołów układu napędowego .

Układ rozrządu odpowiada za wymianę ładunku w cylindrze, czyli napełnianie cylindra świeżym ładunkiem i opróżnianie go ze spalin . W silnikach czterosuwowych stosuje się rozrząd zaworowy, w którym elementami wykonawczymi są zawory dolo-towe i wylotowe . We współczesnych silnikach wykorzystuje się rozrząd górnozaworowy, w którym zawory są umieszczone w głowicy silnika . Pracą zaworów steruje krzywkowy wałek rozrządu (lub wałki), napędzany od wału korbowego za pomocą paska zębatego (lub pasków), łańcucha (lub łańcuchów) albo kół zębatych .

Układ zasilania dostarcza w odpowiednich ilościach paliwo niezbędne do tworze-nia mieszanki palnej . Rodzaj i budowa układu zasilania zależy od rodzaju silnika oraz paliwa, którym jest zasilany . We współczesnych silnikach ZS oraz ZI dominuje zasilanie wtryskowe, czyli ciśnieniowy wtrysk paliwa do powietrza . W silniku ZI wtrysk paliwa ma zapewnić powstanie mieszanki palnej, która zostanie zapalona od energii iskry świecy zapłonowej, a w silniku ZS wtrysk paliwa umożliwia uzyskanie mieszanki ulegającej samozapłonowi .

Układ smarowania dostarcza olej między współpracujące części silnika w celu zmniejszenia siły tarcia, aby ograniczyć ich zużycie i je chłodzić . W silnikach czterosu-wowych stosuje się obiegowo-ciśnieniowy układ smarowania, tzn . olej krąży w układzie pod ciśnieniem wytworzonym przez pompę oleju .

Układ chłodzenia utrzymuje odpowiednią temperaturę elementów silnika . W zależ-ności od zastosowanego czynnika chłodzącego rozróżnia się silniki chłodzone:

� cieczą, � powietrzem .

W silnikach samochodowych stosuje się wymuszony obieg chłodzenia, tzn . ruch czyn-nika chłodzącego zapewnia pompa cieczy lub dmuchawa powietrza .

Układ dolotowy zapewnia najkorzystniejsze warunki napełniania cylindrów świeżym ładunkiem . W układzie dolotowym znajduje się filtr powietrza, a w silnikach doładowa-nych także urządzenia sprężające (np . jedna lub więcej sprężarek) .

Układ wylotowy odprowadza spaliny z silnika z jak najmniejszymi oporami prze-pływu . W układzie wylotowym znajdują się tłumiki wylotu spalin oraz urządzenia zmniejszające zawartość składników toksycznych w spalinach .

Budowę silnika tłokowego uzupełnia osprzęt elektryczny odpowiedzialny za jego rozruch, zapłon w silniku ZI oraz sterowanie różnymi funkcjami silnika . Elektryczny osprzęt silnika, należący do elektrotechniki i elektroniki samochodowej, w niniejszym podręczniku nie został opisany .

Parametry konstrukcyjne silnika tłokowego

Budowę tłokowego silnika spalinowego charakteryzują wielkości nazywane parametrami konstrukcyjnymi . Wielkości te dotyczą konstrukcji układu korbowego i komory spalania . Mają one duży wpływ na przebieg pracy silnika, zwłaszcza na proces zamiany energii ciep-

1.4

SILNIKI.indb 12 01.06.2015 14:43

13Parametry konstrukcyjne silnika tłokowego

lnej uzyskiwanej ze spalenia paliwa na energię mechaniczną . Z tego względu dobór warto-ści poszczególnych parametrów konstrukcyjnych jest ważną częścią projektowania silnika .

Na rysunku 1 .2 pokazano schemat mechanizmu korbowego silnika czterosuwowego . W cylindrze 1 silnika jest umieszczony tłok 2 połączony z wałem korbowym 4 za pośred-nictwem korbowodu 3 . Przedstawiony mechanizm korbowy zamienia prostoliniowy ruch tłoka na obrotowy ruch wału korbowego .

Podczas pracy silnika tłok wykonuje w cylindrze ruch postępowo-zwrotny, ograni-czony skrajnymi położeniami tłoka . Najdalsze od wału korbowego skrajne położenie tłoka nazywa się górnym martwym położeniem (GMP), a skrajne położenie tłoka najbliż-sze wałowi korbowemu nazywa się dolnym martwym położeniem (DMP) .

Skokiem tłoka nazywamy odległość między skrajnymi położeniami tłoka (GMP i DMP), oznaczaną symbolem S . Skok tłoka jest parametrem zależnym od promienia wykorbienia wału korbowego

S = 2r [mm]

gdzie r jest promieniem wykorbienia wału korbowego w mm .Wartość skoku tłoka wynosi od 60 mm w silnikach małych do 170 mm w silnikach

najcięższych pojazdów ciężarowych . W opisie technicznym silnika skok tłoka podaje się zawsze łącznie ze średnicą cylindra D .

Stosunek skoku tłoka do średnicy cylindra S/D może być: � mniejszy niż 1 – tzw . silniki krótkoskokowe, � równy 1 – tzw . silniki kwadratowe, � większy niż 1 – tzw . silniki długoskokowe .

Wybór tego stosunku zawsze należy do konstruktorów silnika i wynika z wielowąt-kowej analizy tego zagadnienia .

(1.1)

Rys. 1.2 Schemat mechanizmu korbowego silnika czterosuwowego (opis w tekście)

SILNIKI.indb 13 01.06.2015 14:43


Spotyka się następujące wartości stosunku skoku tłoka do średnicy cylindra: � S/D = 0,7–1,15 w silnikach ZI, � S/D = 0,95–1,25 w silnikach ZS .

Objętością (pojemnością) skokową cylindra VS nazywamy objętość cylindra zawartą między skrajnymi położeniami tłoka (GMP i DMP) . Jako objętość walca jest ona iloczy-nem pola powierzchni przekroju poprzecznego cylindra i skoku tłoka

SD4

2π=

K

S

K

SK

K

C

VV

VVV

VVε +=

+== 1

2

1

mm

v =η

ł

sp

mm

=χ

SD

Vs4

2π=

332

cm452cm16,452948

≈=⋅=π

sV

K

S

VV

+=1ε

1004,1004,91504521 ≈=+=+=ε

[m3]

gdzie:D – średnica cylindra w m,S – skok tłoka w m .

Objętość (pojemność) skokową silnika wielocylindrowego VSS, będącą jego podstawo-wym parametrem geometrycznym, wyznacza się według wzoru

VSS = VSi

gdzie i jest liczbą cylindrów .Wyrażanie objętości skokowej silnika w metrach sześciennych (m3) jest niewygodne,

dlatego w praktyce najczęściej wyraża się ją w centymetrach sześciennych (cm3) . Do porównań i klasyfikacji silników pojemność skokową zwykle podaje się w decymetrach sześciennych (dm3) w zaokrągleniu do pierwszego miejsca po przecinku (np . 1,4 dm3) .

Najmniejsze silniki wykorzystywane do napędu współczesnych samochodów mają pojemność skokową ok . 800 cm3, chociaż np . w historii polskiej motoryzacji chlubnie zapisał się silnik samochodu Polski Fiat 126p o mniejszej pojemności, wynoszącej począt-kowo 600 cm3, zwiększonej następnie do 650 cm3 . Pojemność skokowa największych silników wykorzystywanych w samochodach ciężarowych wynosi nawet 15–16 dm3 .

Objętość komory sprężania VK jest to objętość przestrzeni roboczej zamkniętej nad tłokiem w chwili, gdy on znajduje się w położeniu GMP .

Objętość całkowita cylindra VC jest sumą objętości komory sprężania oraz objętości skokowej cylindra

VC=VK +VS (1 .4)

Stopień sprężania jest stosunkiem początkowej objętości sprężania do końcowej obję-tości sprężania . Jest on bardzo ważnym parametrem konstrukcyjnym charakteryzującym silnik, mającym wpływ na przebieg przemian zachodzących w silniku, a w efekcie koń-cowym m .in . na moc użyteczną silnika . W odniesieniu do parametrów konstrukcyjnych silnika tłokowego stopień sprężania jest stosunkiem objętości całkowitej cylindra do objętości komory sprężania

SD4

2π=

K

S

K

SK

K

C

VV

VVV

VVε +=

+== 1

2

1

mm

v =η

ł

sp

mm

=χ

SD

Vs4

2π=

332

cm452cm16,452948

≈=⋅=π

sV

K

S

VV

+=1ε

1004,1004,91504521 ≈=+=+=ε

Stopień sprężania jest wielkością bezwymiarową i określa, ile razy w czasie suwu sprę-żania zmniejszyła się objętość sprężanego ładunku . We współczesnych silnikach dąży się

(1.2)

(1.3)

(1.4)

(1.5)

VS

π

SILNIKI.indb 14 01.06.2015 14:43

15Zasada działania silnika czterosuwowego i dwusuwowego

Spotyka się następujące wartości stosunku skoku tłoka do średnicy cylindra: � S/D = 0,7–1,15 w silnikach ZI, � S/D = 0,95–1,25 w silnikach ZS .

Objętością (pojemnością) skokową cylindra VS nazywamy objętość cylindra zawartą między skrajnymi położeniami tłoka (GMP i DMP) . Jako objętość walca jest ona iloczy-nem pola powierzchni przekroju poprzecznego cylindra i skoku tłoka

SD4

2π=

K

S

K

SK

K

C

VV

VVV

VVε +=

+== 1

2

1

mm

v =η

ł

sp

mm

=χ

SD

Vs4

2π=

332

cm452cm16,452948

≈=⋅=π

sV

K

S

VV

+=1ε

1004,1004,91504521 ≈=+=+=ε

[m3]

gdzie:D – średnica cylindra w m,S – skok tłoka w m .

Objętość (pojemność) skokową silnika wielocylindrowego VSS, będącą jego podstawo-wym parametrem geometrycznym, wyznacza się według wzoru

VSS = VSi

gdzie i jest liczbą cylindrów .Wyrażanie objętości skokowej silnika w metrach sześciennych (m3) jest niewygodne,

dlatego w praktyce najczęściej wyraża się ją w centymetrach sześciennych (cm3) . Do porównań i klasyfikacji silników pojemność skokową zwykle podaje się w decymetrach sześciennych (dm3) w zaokrągleniu do pierwszego miejsca po przecinku (np . 1,4 dm3) .

Najmniejsze silniki wykorzystywane do napędu współczesnych samochodów mają pojemność skokową ok . 800 cm3, chociaż np . w historii polskiej motoryzacji chlubnie zapisał się silnik samochodu Polski Fiat 126p o mniejszej pojemności, wynoszącej począt-kowo 600 cm3, zwiększonej następnie do 650 cm3 . Pojemność skokowa największych silników wykorzystywanych w samochodach ciężarowych wynosi nawet 15–16 dm3 .

Objętość komory sprężania VK jest to objętość przestrzeni roboczej zamkniętej nad tłokiem w chwili, gdy on znajduje się w położeniu GMP .

Objętość całkowita cylindra VC jest sumą objętości komory sprężania oraz objętości skokowej cylindra

VC=VK +VS (1 .4)

Stopień sprężania jest stosunkiem początkowej objętości sprężania do końcowej obję-tości sprężania . Jest on bardzo ważnym parametrem konstrukcyjnym charakteryzującym silnik, mającym wpływ na przebieg przemian zachodzących w silniku, a w efekcie koń-cowym m .in . na moc użyteczną silnika . W odniesieniu do parametrów konstrukcyjnych silnika tłokowego stopień sprężania jest stosunkiem objętości całkowitej cylindra do objętości komory sprężania

SD4

2π=

K

S

K

SK

K

C

VV

VVV

VVε +=

+== 1

2

1

mm

v =η

ł

sp

mm

=χ

SD

Vs4

2π=

332

cm452cm16,452948

≈=⋅=π

sV

K

S

VV

+=1ε

1004,1004,91504521 ≈=+=+=ε

Stopień sprężania jest wielkością bezwymiarową i określa, ile razy w czasie suwu sprę-żania zmniejszyła się objętość sprężanego ładunku . We współczesnych silnikach dąży się

(1.2)

(1.3)

(1.4)

(1.5)

do wzrostu stopnia sprężania, bo wpływa on na wzrost mocy silnika . W silniku o zapło-nie iskrowym maksymalna wartość stopnia sprężania jest ograniczona występowaniem zjawiska nieprawidłowego spalania – spalania stukowego . Dobór wartości stopnia spręża-nia w silniku ZI zależy od liczby oktanowej paliwa, konstrukcji komory spalania, rodzaju spalanej mieszanki, materiałów głowicy i tłoka oraz wymiarów cylindra .

Średnie wartości stopnia sprężania ε w silnikach ZI są następujące: � ε = 9–11,5 – w niedoładowanych silnikach z pośrednim wtryskiem paliwa, � ε = 8–10 – w doładowanych silnikach z pośrednim wtryskiem paliwa, � ε = 9,5–12,5 – w silnikach z bezpośrednim wtryskiem paliwa .

W silniku o zapłonie samoczynnym stopień sprężania musi być dostatecznie duży, aby zapewnić warunki samozapłonu paliwa wtryśniętego do sprężonego powietrza wypeł-niającego komorę spalania (zwłaszcza podczas rozruchu zimnego silnika) . Zbyt duży stopień sprężania powoduje jednak zwiększenie strat mechanicznych w wyniku wzrostu ciśnień maksymalnych oraz pogarsza przebieg spalania w wyniku trudności mieszania się rozpylonego paliwa ze sprężonym powietrzem o dużej gęstości .

Średnie wartości stopnia sprężania ε w silnikach ZS wynoszą: � ε = 16–19 – w doładowanych silnikach o wtrysku bezpośrednim, � ε = 18–22 – w silnikach o wtrysku pośrednim (większe wartości w silnikach niedo-

ładowanych) .

Zasada działania silnika czterosuwowego i dwusuwowegoW tłokowym silniku spalinowym na cykl pracy składa się pięć przemian (procesów), w wyniku których silnik wykonuje pracę jednego obiegu .

Procesy zachodzące w silniku to: � napełnianie cylindra powietrzem lub mieszanką paliwowo-powietrzną, � sprężanie ładunku zamkniętego w cylindrze, � spalanie sprężonej mieszanki, � rozprężanie spalin powstałych w wyniku spalenia paliwa, � usuwanie spalin z cylindra .

Suwem nazywa się część obiegu pracy silnika zawartą między dwoma skrajnymi poło-żeniami tłoka . Jak podano w podrozdziale 1 .2, przemiany niezbędne do wykonania pracy przez silnik mogą być realizowane podczas:

� dwóch suwów – w silnikach dwusuwowych, � czterech suwów – w silnikach czterosuwowych .

Silnik czterosuwowy charakteryzują opisane poniżej suwy (rys . 1 .3) .Suw dolotu (napełniania) – w czasie poruszania się tłoka od GMP do DMP w cylin-

drze silnika powstaje podciśnienie powodujące zasysanie do cylindra przez otwarty w tym czasie zawór dolotowy mieszanki paliwa i powietrza (w większości silników ZI) lub tylko powietrza (w silnikach ZS oraz w silnikach ZI z bezpośrednim wtryskiem paliwa do cylindra) . W silnikach doładowanych napełnianie cylindra jest wspomagane zwykle przez sprężarkę, która wytwarza nadciśnienie w kolektorze dolotowym silnika . Podczas suwu dolotu zawór wylotowy jest zamknięty .

1.5

SILNIKI.indb 15 01.06.2015 14:43


Suw sprężania – podczas tego suwu tłok porusza się w kierunku GMP, dzięki czemu zmniejsza się objętość przestrzeni nad tłokiem . Ładunek (mieszanka palna lub powie-trze) w cylindrze zostaje sprężony, ponieważ oba zawory są zamknięte . Pod koniec tego suwu w ściśle kontrolowanym położeniu tłoka przed GMP następuje zapłon mieszanki palnej od iskry elektrycznej świecy zapłonowej (silnik ZI) albo wtrysk oleju napędowego do silnie sprężonego powietrza i samoczynny zapłon powstającej mieszanki (silnik ZS) .

Suw rozprężania (pracy) – pod działaniem ciśnienia gazów powstałych podczas spa-lania ładunku tłok przesuwa się w kierunku DMP, a rozprężające się spaliny wykonują pracę mechaniczną (przemiana energii cieplnej gazów spalinowych na pracę mecha-

Rys. 1.3 Zasada działania silnika czterosuwowego a – silnik ZI, b – silnik ZS, 1 – suw dolotu, 2 – suw sprężania, 3 – suw rozprężania, 4 – suw wylotu

a

b

SILNIKI.indb 16 01.06.2015 14:43

17Zasada działania silnika czterosuwowego i dwusuwowego

niczną) . Z tego względu suw ten jest nazywany suwem pracy . W miarę oddalania się tłoka od GMP ciśnienie i temperatura gazów maleją . W czasie suwu rozprężania zawory dolotowy i wylotowy są zamknięte .

Suw wylotu – tłok przesuwający się w kierunku GMP wypycha spaliny z cylindra przez otwarty w tym czasie zawór wylotowy .

W czterosuwowym obiegu pracy tylko podczas jednego suwu (rozprężania) uzyskuje się pracę mechaniczną . Pozostałe trzy suwy służą do realizacji procesów pomocniczych (napełnianie cylindra, sprężanie ładunku, wylot spalin) . Dlatego, aby zachować ciągłość obiegu, część pracy mechanicznej uzyskiwanej podczas rozprężania silnik musi zużyć do realizacji suwów pomocniczych .

Silnik dwusuwowy charakteryzuje się realizacją pełnego obiegu pracy podczas dwóch suwów tłoka: sprężania i rozprężania . Napełnianie cylindra świeżym ładunkiem i wylot spalin odbywają się jednocześnie, kiedy tłok znajduje się w pobliżu DMP . W celu zreali-zowania wymiany ładunku (przepłukania, czyli opróżnienia ze spalin i napełnienia świe-żym ładunkiem) w silniku dwusuwowym przed wprowadzeniem do cylindra ładunek należy wstępnie sprężyć . Znane są dwa sposoby wstępnego sprężenia ładunku:

� sprężanie w skrzyni korbowej przez tłok poruszający się w kierunku DMP, � sprężanie za pomocą zewnętrznej sprężarki .

Rys. 1.4 Zasada działania silnika dwusuwowego (opis w tekście)

a b c

ed

SILNIKI.indb 17 01.06.2015 14:43


Zasadę działania silnika dwusuwowego przedstawiono na przykładzie silnika ze sprę-żaniem wstępnym w skrzyni korbowej (rys . 1 .4) . W kadłubie tego silnika są wykonane okna dolotowe i wylotowe oraz okno przelotowe, które kanałem łączy cylinder ze skrzy-nią korbową .

Na początku suwu sprężania tłok znajdujący się w DMP odsłania okna wylotowe i przelotowe, zasłania zaś okno dolotowe . Cylinder silnika jest napełniany ładunkiem wstępnie sprężonym w skrzyni korbowej . W pierwszej fazie tego suwu tłok porusza-jący się w kierunku GMP przysłania okna przelotowe i wylotowe (rys . 1 .4a) . Zamknięty w cylindrze ładunek ulega sprężeniu, a w wyniku ruchu tłoka do góry w skrzyni korbowej następuje spadek ciśnienia . Podczas dalszego ruchu tłoka w dolnej części cylindra zostaje odsłonięte okno dolotowe i świeży ładunek zostaje zassany do skrzyni korbowej (rys . 1 .4b) . Pod koniec suwu sprężania rozpoczyna się spalanie ładunku od iskry elektrycznej świecy zapłonowej (silnik ZI) lub w wyniku wtrysku paliwa do sprężonego powietrza (silnik ZS) . Podczas suwu rozprężania pod działaniem ciśnienia gazów spalinowych tłok przesuwa się w kierunku DMP – jest wykonywana praca mechaniczna (rys . 1 .4c) . Jed-nocześnie tłok przysłania okno dolotowe i ładunek zgromadzony w skrzyni korbowej zostaje wstępnie sprężony . Pod koniec suwu rozprężania rozpoczyna się faza wymiany ładunku . Tłok przesuwający się w kierunku DMP najpierw odsłania okno wylotowe, przez które spaliny wypływają na skutek różnicy ciśnień między cylindrem a układem wylotowym (rys . 1 .4d) . Następnie odsłania okno przelotowe, jednocześnie nadal odsła-niając okno wylotowe . Sprężony wstępnie ładunek przepływa ze skrzyni korbowej do cylindra, wypychając znajdujące się w nim spaliny (rys . 1 .4e) . Zjawisko usuwania spa-lin wstępnie sprężonym ładunkiem nazywa się przepłukiwaniem cylindra . Cykl pracy silnika dwusuwowego kończy się, gdy tłok osiąga DMP, kończąc suw rozprężania . Na rysunku 1 .5 przedstawiono wykres kołowy, na którym zaznaczono procesy zachodzące w silniku dwusuwowym .

W silniku czterosuwowym, w porównaniu z dwusuwowym, pracę uzyskuje się dwa razy rzadziej, bo jeden suw pracy przypada na dwa obroty wału korbowego, a nie na jeden, jak w silniku dwusuwowym . Fakt ten niekorzystnie wpływa również na rów-

Rys. 1.5

Kołowy wykres procesów zachodzących w silniku dwusuwowym

SILNIKI.indb 18 01.06.2015 14:43

19Obiegi teoretyczne i rzeczywiste silników spalinowych

nomierność pracy silnika czterosuwowego . Wadą silnika dwusuwowego jest gorsze opróżnienie cylindra z reszty spalin i gorsze napełnienie cylindra świeżym ładun-kiem . W silniku dwusuwowym do wymiany ładunku w cylindrze konieczne jest także wstępne sprężenie tego ładunku, co wiąże się z poborem mocy z wału korbowego silnika . Ponadto silniki dwusuwowe charakteryzują się znaczną toksycznością spalin ze względu na mieszanie się świeżego ładunku ze spalinami oraz spalanie znacznej ilości oleju, który przedostaje się do komory spalania w wyniku stosowanego w nich smarowania mieszankowego .

Ze względu na wady dominujące nad zaletami silników dwusuwowych w porównaniu z silnikami czterosuwowymi, zwłaszcza znaczną toksyczność spalin, silników dwusuwo-wych nie stosuje się we współczesnych pojazdach samochodowych .

Obiegi teoretyczne i rzeczywiste silników spalinowychPracę tłokowego silnika spalinowego można opisać cyklicznie następującymi po sobie przemianami termodynamicznymi . Przemiany te najczęściej przedstawia się w układzie współrzędnych ciśnienie-objętość (p-V) jako zależność ciśnienia od objętości p=f(V) . Układ ten jest bardzo wygodny do analizy zjawisk termodynamicznych w silniku tło-kowym . Na wykresie wykonanym we współrzędnych p-V miarą ilości pracy uzyskanej z jednego obiegu silnika jest pole figury zamkniętej liniami reprezentującymi poszcze-gólne przemiany zachodzące podczas tego obiegu .

Obiegi teoretyczne . Próbę najprostszego powiązania przemian z wykorzystaniem podstawowych zależności podjęli Otto, Diesel i Sabathé . Byli oni twórcami tzw . obiegów teoretycznych, umożliwiających dokonanie podstawowych porównań oraz obliczeń cha-rakteryzujących pracę silnika . Obieg teoretyczny ma na celu przedstawienie idealnego przebiegu zachodzącej w silniku przemiany energii cieplnej na pracę mechaniczną . Przy tworzeniu obiegów teoretycznych ich twórcy przyjęli wiele uproszczeń, dlatego też odbie-gają one od rzeczywistych przemian zachodzących w przestrzeni roboczej cylindra silnika .

Budowę obiegów teoretycznych oparto na następujących założeniach upraszczających: � w obiegu bierze udział gaz doskonały, czyli gaz o stałych wartościach ciepła właści-

wego przy stałym ciśnieniu oraz przy stałej objętości, � masa gazu biorącego udział w obiegu jest stała, czyli przemianom nie towarzyszą

żadne straty czynnika, � sprężanie i rozprężanie czynnika odbywa się adiabatycznie, tj . bez wymiany ciepła

z otoczeniem, � ciepło jest dostarczane do czynnika nie przez spalanie, lecz przez izochoryczne, tj . przy

niezmienionej objętości, lub izobaryczne, tj . przy stałym ciśnieniu, ogrzewanie, przy czym skład chemiczny czynnika nie ulega zmianie; podobnie odprowadzanie ciepła odbywa się przez izochoryczne chłodzenie gazu,

� wszystkie przemiany czynnika odbywają się nieskończenie wolno, wobec czego pręd-kość rozszerzania i kurczenia się gazu jest równa zeru oraz nie występują straty ciepła .Obiegi teoretyczne wprawdzie odbiegają od rzeczywistego przebiegu zjawisk występu-

jących w silniku spalinowym, mają jednak doniosłe znaczenie dla ich badania i ulepsza-

1.6

SILNIKI.indb 19 01.06.2015 14:43

238 Układ rozrządu

każdego silnika jest określona indywidualnie i podawana przez producenta w instrukcji naprawy . Luz zaworów wynosi najczęściej 0,2–0,4 mm i zwykle ma większą wartość dla zaworu wylotowego niż dla dolotowego .

Znając wartość tego luzu, dobiera się blaszkę szczelinomierza o odpowiedniej grubości i wsuwa się ją w miejsce służące do sprawdzania luzu . Prawidłowy luz zaworu stwierdza się wtedy, kiedy blaszka szczelinomierza daje się wsunąć z nieznacznym oporem . Jeżeli rzeczywisty luz różni się od zalecanych wartości, należy poluzować kluczem nakrętkę zabezpieczającą i wkręcać lub wykręcać śrubę regulacyjną albo wymienić płytkę regula-cyjną, zależnie od konstrukcji mechanizmu napędu zaworów . W przypadku śrub regula-cyjnych należy pamiętać o dokładnym dokręceniu nakrętki zabezpieczającej bez obraca-nia śrubą, aby zachować wyregulowany luz zaworów . Po dokonanej regulacji luz sprawdza się ponownie, w celu potwierdzenia poprawności wykonania regulacji .

Po dokonaniu regulacji w pierwszym cylindrze, obraca się wał korbowy (w omawia-nym silniku czterocylindrowym) o 180° i powtarza się opisane poprzednio czynności sprawdzenia i regulacji dla zaworów kolejnego cylindra, w którym są one zamknięte . Kolejność regulacji wyznacza się na podstawie kolejności zapłonu w cylindrach, – w rzę-dowym silniku czterocylindrowym zwykle 1-3-4-2 (czasem 1-2-4-3) . Znając cykl otwie-rania i zamykania się zaworów w poszczególnych cylindrach, można znacznie skrócić czas sprawdzania wartości luzów zaworów . Wynika to z faktu, że zamknięte pozostają nie tylko zawory cylindra, w którym kończy się suw sprężania, lecz także zawór dolo-towy cylindra, w którym kończy się suw pracy oraz zawór wylotowy cylindra, w którym kończy się suw dolotu . Sprawdzenia i regulacji luzu dla wszystkich zaworów można więc dokonać w dwóch położeniach wału korbowego . Wykaz zaworów zamkniętych podlega-jących sprawdzeniu w dwóch położeniach wału korbowego podano w tablicy 6-1 .

Tabl. 6-1 Wykaz zamkniętych zaworów czterocylindrowego rzędowego silnika ośmiozaworowego o kolejności zapłonu 1-3-4-2, których luz może być sprawdzany w dwóch położeniach wału korbowego

Kąt obrotu wału korbowego

Numer cylindra, w którym kończy się

suw sprężania

Zawór dolotowy cylindra

Zawór wylotowy cylindra

1 2 3 4 1 2 3 4

0° 1 ● ● ○ ○ ● ○ ● ○

360° 4 ○ ○ ● ● ○ ● ○ ●○ – zawór otwarty, ● – zawór zamknięty, którego luz może być sprawdzany

Zmienne fazy rozrządu i zmienne wzniosy zaworów

Poprawna praca silnika w dużym stopniu zależy od otwierania i zamykania zaworów, które musi się odbywać w ściśle określonym położeniu tłoka . Chwile otwierania i zamy-kania zaworów (fazy rozrządu) oraz wielkość otwarcia zaworów mają bezpośredni wpływ na takie parametry silnika, jak:

� moc i moment obrotowy,

6.5

SILNIKI.indb 238 01.06.2015 14:44

239Zmienne fazy rozrządu i zmienne wzniosy zaworów

� elastyczność silnika, � toksyczność spalin, � zużycie paliwa .

Przy „tradycyjnym” napędzie wałka rozrządu (koło napędu połączone trwale z wał-kiem rozrządu), fazy rozrządu oraz wznios zaworów są parametrami stałymi, niezależ-nymi od warunków pracy silnika . W celu optymalizacji procesów wymiany ładunku współczesne układy rozrządu coraz częściej są wyposażane w mechanizmy zmieniające fazy rozrządu oraz wznios zaworów, w zależności od warunków pracy silnika .

Pierwsze układy zmiennych faz rozrządu zastosowano w silnikach na początku lat 80 . XX wieku . Układy te podlegają ciągłemu rozwojowi i można wśród nich wyróżnić następujące koncepcje konstrukcyjne:

� układ zmian faz rozrządu zaworów dolotowych, � układ zmian faz rozrządu zaworów dolotowych i wylotowych, � układ zmian faz rozrządu i zmian wzniosu zaworów dolotowych .

Zmiana faz rozrządu może się odbywać stopniowo lub w sposób bezstopniowy (cią-gły) . Najnowsze układy umożliwiają bezstopniowy sposób zmian faz rozrządu zaworów dolotowych i wylotowych oraz wzniosu zaworu dolotowego .

Przykład realizacji zmiennych faz rozrządu i zmiennych wzniosów zaworówDo zmiany faz rozrządu służą urządzenia mechaniczne, uruchamiane najczęściej siłow-nikami hydraulicznymi . Czynnikiem roboczym jest olej silnikowy . W najnowszych ukła-dach stosuje się urządzenia elektromagnetyczne sterowane elektronicznie .

Układ zmiennych faz rozrządu zaworów dolotowychPrzykładowe rozwiązanie konstrukcyjne realizujące zmianę faz rozrządu zaworów dolo-towych przedstawiono na rysunku 6 .49 . Przestawiacz (regulator) wałka rozrządu zawo-rów dolotowych jest umieszczony na końcu wałka rozrządu zaworów wylotowych . Pasek

Rys. 6.49

Napęd wałków rozrządu z regulacją faz rozrządu zaworów dolotowych1 – koło impulsowe, 2 – wybrania, 3 – wałek rozrządu zaworów wylotowych, 4 – przestawiacz wałka rozrządu, 5 – koło zębate na przestawiaczu, 6 – napinacz łańcucha, 7 – czop z wgłębieniami do napędu pompy paliwa wysokiego ciśnienia, 8 – łańcuch, 9 – wałek rozrządu zaworów dolotowych, 10 – pasek zębaty

SILNIKI.indb 239 01.06.2015 14:44


zębaty napędza wałek rozrządu zaworów wylotowych . Drugi koniec tego wałka jest połą-czony z wewnętrznym wirnikiem przestawiacza . Zewnętrzny wirnik przestawiacza jest zamocowany śrubami do przedniej i tylnej tarczy przestawiacza . Ponieważ tylna tarcza przestawiacza ma zęby do napędu łańcuchem, jest więc napędzany przez ten łańcuch wir-nik zewnętrzny połączony z tą tarczą . Obrót wirnika zewnętrznego względem wirnika wewnętrznego za pośrednictwem łańcucha jest przenoszony na wałek rozrządu zaworów dolotowych . W ten sposób realizuje się bezstopniową zmianę faz rozrządu zaworów dolo-towych . Na rysunku 6 .50 przedstawiono elementy składowe przestawiacza wałka zawo-rów dolotowych . Częścią układu do zmiany faz wałka rozrządu zaworów dolotowych jest moduł składający się z elektromagnetycznego zaworu przestawiania i zasobnika oleju sil-nikowego . Moduł ten jest osadzony w silniku na górnej części osłony wałków rozrządu . Do przestawiacza wałka rozrządu olej silnikowy jest doprowadzany z pompy oleju przez kanały w kadłubie i głowicy silnika oraz przez zasobnik oleju . Różny stopień napełnie-nia olejem komór w sąsiedztwie zębów wewnętrznego wirnika powoduje obrót wirnika zewnętrznego względem wewnętrznego (rys . 6 .51) . Zawór elektromagnetyczny, który reali-zuje zmienny przepływ oleju do przestawiacza, jest sterowany przez elektroniczny sterow-nik pracy silnika i w zależności od prędkości obrotowej oraz obciążenia silnika i tempera-tury cieczy chłodzącej płynnie zmienia położenie wałka rozrządu zaworów dolotowych .

Rys. 6.51

Zasada działania przestawiacza wałka rozrządu zaworów dolotowych1 – wirnik zewnętrzny, 2 – wirnik wewnętrzny

Rys. 6.50

Elementy składowe przestawiacza wałka rozrządu zaworów dolotowych1 – tarcza tylna, 2 – wirnik wewnętrzny, 3 – otwór dla oleju, 4 – tarcza przednia, 5 – śruba, 6 – podkładka, 7 – sprężyna, 8 – gniazdo sprężyny, 9 – otwór dla oleju, 10 – wirnik zewnętrzny, 11 – łańcuchowe koło zębate

SILNIKI.indb 240 01.06.2015 14:44


W układzie tym fazy rozrządu zaworów wylotowych nie ulegają zmianie . W tablicy 6-2 przedstawiono zmiany kąta otwarcia zaworów dolotowych i jego wpływ na współo-twarcie zaworów .

Tabl. 6-2 Sposób pracy układu zmiennych faz rozrządu zaworów dolotowych

Warunki pracy silnika Współotwarcie zaworów Kąt otwarcia zaworów dolotowych

Bieg jałowy minimalne lub brak opóźnionyMałe obciążenie małe średniŚrednie obciążenie duże wczesnyDuże obciążenie, mała prędkość obrotowa duże wczesny

Duże obciążenie, duża prędkość obrotowa małe średni

Niska temperatura silnika małe opóźniony

Na biegu jałowym minimalne współotwarcie zaworów lub brak współotwarcia zapo-biega przedostawaniu się spalin do kolektora dolotowego . Resztki spalin pogarszają prze-bieg spalania i wpływają niekorzystnie na stabilną pracę silnika . Dzięki temu można zmniejszyć prędkość obrotową, co przyczynia się do zmniejszenia zużycia paliwa . Przy małym obciążeniu niewielka ilość spalin w komorze spalania korzystnie wpływa na stabilną pracę silnika . Zwiększenie kąta współotwarcia zaworów przy średnich obcią-żeniach umożliwia spalinom powracającym do kolektora dolotowego zmniejszyć tam podciśnienie . Zmniejszenie różnicy ciśnień między kolektorem dolotowym a skrzynią korbową powoduje zmniejszenie oporów tłoka poruszającego się w kierunku DMP, dzięki czemu uzyskuje się zmniejszenie zużycia paliwa . Wcześniejsze otwarcie zaworów dolo-towych przy dużym obciążeniu w małym zakresie prędkości obrotowej powoduje rów-nież szybsze ich zamknięcie . Zmniejsza to efekt powrotu mieszanki palnej do kolektora

Rys. 6.52

Układ zmiennych faz rozrządu zaworów dolotowych i wylotowych 1 – wałek rozrządu zaworów dolotowych, 2 – wałek rozrządu zaworów wylotowych, 3 – przestawiacz wałka zaworów dolotowych, 4 – przestawiacz wałka zaworów wylotowych

SILNIKI.indb 241 01.06.2015 14:44


dolotowego . Opóźniając otwarcie zaworów dolotowych przy dużym obciążeniu w dużym zakresie prędkości obrotowej, uzyskuje się zwiększenie współczynnika napełnienia, co przyczynia się do wzrostu mocy silnika . Przy niskiej temperaturze silnika brak współo-twarcia zaworów uniemożliwia powrót mieszanki palnej do kolektora dolotowego .

Układ zmiennych faz rozrządu zaworów dolotowych i wylotowychW układzie zmiennych faz rozrządu zaworów dolotowych i wylotowych na każdym wałku rozrządu jest umieszczony przestawiacz wałka (rys .6 .52) . Zmianę dopływu oleju do każdego z przestawiaczy, w celu uzyskania pożądanej zmiany pracy wałka, realizują osobne zawory elektromagnetyczne sterowane przez sterownik silnika . Zmiany faz roz-rządu zaworów dolotowych i wylotowych odbywają się bezstopniowo . Zakres przykła-dowych zmian kątów otwarcia i zamknięcia zaworów przedstawiono na rysunku 6 .53 . Sposób zmian faz rozrządu zaworów dolotowych i wylotowych w różnych stanach pracy silnika oraz cel stosowania tych zmian przedstawiono w tablicy 6-3 .

Tabl. 6-3 Zmiany faz rozrządu zaworów dolotowych i wylotowych w różnych stanach pracy silnika

Stan pracy Zmiany kątów otwarcia zaworów Cel

Na biegu jało-wym

Wyeliminowanie przekrycia w celu zminimalizowania przepływu wstecznego do kolektora dolotowego

Małe obciążenieWyeliminowanie przekrycia w celu zredukowania przepływu wstecznego do kolektora dolotowego

Rys. 6.53 Zmiany kątów otwarcia zaworów dolotowych i wylotowych

SILNIKI.indb 242 01.06.2015 14:44


Stan pracy Zmiany kątów otwarcia zaworów Cel

Średnie obcią-żenie

Zwiększenie przekrycia w celu zwiększenia wewnętrznej recyrku-lacji spalin i zminimalizowania strat tłoczenia

Zakres od małych do śred-nich prędkości obrotowych przy dużym obciążeniu

Przyspieszenie zamykania zaworu dolotowego w celu zwiększenia współczynnika napełnienia

Zakres dużych prędkości obrotowych przy dużym obciążeniu

Opóźnienie zamykania zaworu dolo-towego w celu zwiększenia współ-czynnika napełnienia

W niskich tem-peraturach

Wyeliminowanie przekrycia w celu uniemożliwienia przepływu wstecz-nego do kolektora dolotowego i ustabilizowania prędkości obro-towej biegu jałowego na wysokim poziomie

Układ zmiennych faz rozrządu oraz stopniowo zmiennego wzniosu zaworów dolotowych

Układ zmiennych faz rozrządu oraz stopniowo zmiennego wzniosu zaworów dolotowych jest zbudowany z wykorzystaniem układu zmiennych faz rozrządu . Został on uzupeł-niony o mechanizm zmiennego wzniosu zaworów . Otwarcie dwóch zaworów dolotowych w każdym cylindrze jest realizowane za pośrednictwem specjalnej dźwigni, na którą dzia-łają dwie krzywki wałka rozrządu . Jedna z krzywek (małej i średniej prędkości obrotowej) współpracuje z rolką dźwigni, druga zaś (dużej prędkości obrotowej) naciska okresowo na ruchomy trzpień zakończony stopką, którego położenie określa blokada (rys . 6 .54) . Tło-czek blokady jest sterowany ciśnieniem hydraulicznym oleju silnikowego doprowadzo-nego do dźwigni kanałem wykonanym w wałku, na którym są osadzone dźwignie . War-tość ciśnienia jest regulowana zaworem elektromagnetycznym zasilanym ze sterownika silnika . Przy małej i średniej prędkości obrotowej sprężyna przesuwa tłoczek blokady w skrajne położenie, co umożliwia wykonywanie przez trzpień przy działaniu na niego krzywki ruchu jałowego . Napęd zaworów jest przenoszony z krzywki małej i średniej

SILNIKI.indb 243 01.06.2015 14:44


Rys. 6.56

Działanie mechanizmu zmiennego wzniosu zaworów silnika Toyoty przy dużej prędkości obrotowej1 – ciśnienie hydrauliczne

Rys. 6.55

Działanie mechanizmu zmiennego wzniosu zaworów silnika Toyoty przy małej i średniej prędkości obrotowej1 – krzywka dużej prędkości obrotowej, 2 – krzywka małej i średniej prędkości obrotowej, 3 – rolka, 4 – stopka ruchomego trzpienia dźwigni zaworów, 5 – tłoczek blokady, 6 – luz

Rys. 6.54

Mechanizm zmiennego wzniosu zaworów zastosowany w silniku Toyoty1 – wałek dźwigni zaworów, 2 – blokada, 3 – zawory dolotowe, 4 – podkładki regulacyjne, 5 – dźwignia zaworów, 6 – rolka, 7 – stopka ruchomego trzpienia dźwigni zaworów

SILNIKI.indb 244 01.06.2015 14:44


prędkości obrotowej na rolkę dźwigni i dalej na oba zawory dolotowe (rys . 6 .55) . Przy dużej prędkości obrotowej ciśnienie hydrauliczne działające na tłoczek blokady wzrasta, powodując jego przesunięcie i zablokowanie trzpienia . Stopka trzpienia zostaje wysunięta powyżej rolki i napęd na zawory jest przenoszony przez trzpień dźwigni, powodując otwieranie zaworów z większym wzniosem niż przy mniejszych prędkościach (rys . 6 .56) . Zwiększenie wzniosu zaworów dolotowych przy dużej prędkości obrotowej umożliwia ograniczenie oporów przepływu, co zapobiega spadkowi napełnienia cylindrów .

Układ zmiennych faz rozrządu i bezstopniowo zmiennego wzniosu zaworów dolotowychUkład zmiennych faz rozrządu i bezstopniowo zmiennego skoku zaworów dolotowych łączy w sobie dwa współpracujące układy: zmiennych faz rozrządu oraz zmiennego wzniosu (rys . 6 .57) . W wyniku pracy tego układu dochodzi do zmiany faz rozrządu

zaworów dolotowych, zmiany całkowitego kąta otwarcia tych zaworów oraz zmiany ich wzniosu . Dla zaworów wylotowych zmieniają się tylko fazy rozrządu z zachowaniem stałego całkowitego kąta ich otwarcia . W przedstawionym przykładowym układzie cał-kowity kąt otwarcia zaworów dolotowych zmienia się w przedziale od 106° do 260° OWK, a ich wznios od 0,9 mm do 11 mm . Zmiana wzniosu jest bezstopniowa i jest realizowana płynnie podczas pracy silnika . W układzie tym wałek rozrządu nie napędza bezpośrednio zaworów dolotowych, ale za pośrednictwem układu wałka pomocniczego . Aby uzyskać zmianę wzniosu, regulator wzniosu zaworów powoduje niewielki obrót wałka pomoc-niczego i zmianę położenia jego ramienia naciskającego na dźwignię zaworową wzglę-dem krzywki wałka rozrządu . Sposób pracy układu zmiennych faz rozrządu i zmiennego wzniosu zaworów dolotowych przedstawiono w tablicy 6-4 .

Rys. 6.57

Układ zmiennych faz rozrządu i bezstopniowo zmiennego skoku zaworów dolotowych

SILNIKI.indb 245 01.06.2015 14:44


Tabl. 6-4 Sposób pracy układu zmiennych faz rozrządu i zmiennego wzniosu zaworów dolotowych

Stan pracy Zmiany kątów otwarcia zaworów Wznios zaworów / Kąt otwarcia zaworów

• Po uruchomie-niu

• Wyłączanie silnika

Całkowity kąt otwarcia zaworów dolotowych ustalony na 200° OWK

Początek pracy na biegu jało-wym


Przed roz-grzaniem sil-nika (oprócz początku pracy na biegu jało-wym)


Małe i średnie obciążenie (po rozgrzaniu)

• Współpraca z układami zmiennych faz rozrządu• Zmienny wznios zaworów dolotowych• Całkowity kąt otwarcia zaworów dolotowych

zmienia się w zakresie od 106° do 245° OWK

Duże obciążenie (po rozgrzaniu)

• Współpraca z układem zmiennych faz rozrządu• Zmienny wznios zaworów dolotowych• Całkowity kąt otwarcia zaworów dolotowych

zmienia się w zakresie od 220° do 260° OWK

SILNIKI.indb 246 01.06.2015 14:44

247Sprawdzenie wiadomości

Sprawdzenie wiadomości

Pytania kontrolne

1 . Jakie zalety ma rozrząd górnozaworowy?2 . Jakie rozwiązania konstrukcyjne rozrządu górnozaworowego stosuje się w silnikach

pojazdów samochodowych?3 . W jaki sposób wyznacza się średnicę gniazda zaworu?4 . Jak dzieli się krzywki wałka rozrządu ze względu na sposób projektowania ich

zarysu?5 . Jakie są warunki pracy zaworów w silniku spalinowym?6 . Co sprawdza się podczas weryfikacji stanu technicznego zaworów?7 . Jakie są etapy powstawania charakterystyki sprężyny zaworowej?8 . Jakie są sposoby zmniejszania drgań sprężyny zaworowej podczas pracy silnika?9 . Jak jest zbudowany szklankowy popychacz hydrauliczny?

10 . Na czym polega weryfikacja stanu technicznego wałka rozrządu?11 . W jaki sposób jest przekazywany napęd wałka rozrządu z wału korbowego?12 . Czym charakteryzuje się napęd paskiem zębatym wałka rozrządu?13 . Jakich zasad należy przestrzegać podczas wymiany przekładni pasowej wałka roz-

rządu?14 . Jakie są miejsca pomiaru luzu zaworów w silniku górnozaworowym?15 . Jak reguluje się luz zaworów w silniku czterocylindrowym rzędowym?16 . Jakie koncepcje konstrukcyjne stosuje się w silnikach z układem zmiennych faz roz-

rządu?17 . Jak zmienia się praca zaworów w układzie zmiennych faz rozrządu oraz bezstopnio-

wej zmiany wzniosu zaworów dolotowych?

Test sprawdzający1 . Układ rozrządu OHC to układ:

a . górnozaworowy z wałkiem rozrządu w głowicy,b . dolnozaworowy z wałkiem rozrządu w głowicy,c . górnozaworowy z wałkiem rozrządu w kadłubie .

2 . Jeżeli całkowity kąt otwarcia zaworu wynosi 240° OWK, to krzywka będzie zbudo-wana na:a . 240°,b . 480°,c . 120° .

3 . Zastosowanie ugięcia wstępnego sprężyny pozwala uzyskać:a . siłę utrzymującą zawór w stanie zamkniętym,b . siłę zamykającą zawór,c . lepszą pracę sprężyny .

4 . Zawory wylotowe w silnikach znacznie obciążonych osiągają temperaturę około:a . 600°C,

6.6

SILNIKI.indb 247 01.06.2015 14:44


b . 750°C,c . 450°C .

5 . Wskaż prawdziwe stwierdzenie:a . w przypadku zastosowania dwóch sprężyn na zawór mają one ten sam kierunek

nawinięcia,b . walcowa sprężyna śrubowa charakteryzuje się magazynowaniem dużej ilości

energii w jednostce masy,c . wymaganą odporność sprężyny na korozję uzyskuje się przez kulkowanie .

6 . Kontrola charakterystyki sztywności sprężyny polega na pomiarze:a . wysokości sprężyny przy ściśle określonym obciążeniu,b . maksymalnego ugięcia sprężyny,c . długości sprężyny w stanie swobodnym .

7 . Funkcje spełniane przez talerzyk zaworu to:a . uszczelnianie wnętrza cylindra i odprowadzanie ciepła,b . uszczelnianie wnętrza cylindra i kierowanie przepływem gazów,c . kierowanie przepływem gazów i odprowadzanie ciepła .

8 . Do wykonania sprężyn zaworowych pracujących przy dużych obciążeniach stosuje się stal:a . chromowo-wanadową,b . niklowo-wolframową,c . krzemowo-molibdenową .

9 . Przylgnia zaworu z powierzchnią talerzyka zaworu tworzy zwykle kąt około:a . 25°,b . 45°,c . 55° .

10 . Drążek popychacza jest elementem napędu zaworów stosowanym w układzie:a . OHC z popychaczem płaskim,b . OHC z popychaczem dźwigniowym,c . OHV .

11 . Wskaż właściwą zasadę dotyczącą wymiany zębatego paska rozrządu:a . w celu łatwiejszego założenia paska na koło powleka się go cienką warstwą oleju,b . po założeniu i napięciu paska wykonuje się dwa pełne obroty wałem korbowym,c . przed zdjęciem paska rozrządu z kół zębatych, obracając wałem korbowym, usta-

wia się tłok pierwszego cylindra w DMP .12 . W przekładni pasowej napędu wałka rozrządu koło zębate osadzone na wale kor-

bowym jest:a . większe od koła na wałku rozrządu,b . takie samo jak na wałku rozrządu, c . mniejsze od koła na wałku rozrządu .

13 . Wał korbowy przekazuje napęd na wałek rozrządu za pośrednictwem przekładni mechanicznej o przełożeniu równym:a . 0,5,b . 2,c . 4 .

SILNIKI.indb 248 01.06.2015 14:44

249Sprawdzenie wiadomości

14 . Jeżeli w drugim cylindrze rzędowego silnika czterocylindrowego występuje jedno-czesny ruch zaworów (mijanie się zaworów), to reguluje się zawory w cylindrze:a . pierwszym,b . trzecim,c . czwartym .

15 . Regulacja luzu zaworu polegająca na wymianie tarczowych płytek odległościowych jest stosowana w przypadku:a . układu rozrządu OHV z popychaczem szklankowym,b . układu rozrządu OHC z popychaczem szklankowym,c . układu rozrządu OHC z popychaczem dźwigniowym .

16 . Skutkiem mniejszego od wartości nominalnej luzu zaworu jest:a . hałaśliwa praca układu rozrządu,b . zużywanie elementów układu wywołane uderzeniami części,c . zużywanie przylgni na skutek jej przegrzewania .

17 . Układ zmiennego wzniosu zaworu dotyczy:a . zaworów wylotowych,b . zaworów dolotowych,c . zaworów wylotowych i dolotowych .

18 . Przełączalny popychacz szklankowy umożliwia uzyskanie:a . zerowego wzniosu zaworu,b . kasowanie luzu zaworu,c . zmiennych faz rozrządu .

19 . W układzie zmiennych faz rozrządu na biegu jałowym stosuje się: a . opóźnienie otwarcia zaworu dolotowego,b . przyspieszone otwarcie zaworu dolotowego,c . brak zmiany kąta otwarcia zaworu dolotowego .

20 . W przypadku nieparzystej liczby zaworów zawsze jest więcej zaworów:a . dolotowych,b . wylotowych,c . dolotowych lub wylotowych, zależy to od budowy silnika .

SILNIKI.indb 249 01.06.2015 14:44

7 Układy zasilania silników o zapłonie iskrowym

W tym rozdziale dowiemy się:

� jakie są rodzaje wtryskowych układów zasilania benzyną, � z jakich zespołów i obwodów składa się wtryskowy układ zasilania benzyną, � jakie czujniki wchodzą w skład elektronicznego systemu sterowania pracą sil-

nika, � jakie są rodzaje układów zasilania gazem LPG, � na czym polega obsługa instalacji gazowych LPG, � jakie warunki należy spełnić, aby wyniki analizy składu spalin były miarodajne.

Wiadomości wstępne

Zadaniem układu zasilania silnika o zapłonie iskrowym (ZI) jest wytworzenie mieszanki paliwowo-powietrznej w odpowiedniej ilości i o składzie dostosowanym do chwilowych warunków pracy silnika .

Do zasilania silników o zapłonie iskrowym stosuje się zwykle benzynę lub rzadziej paliwo gazowe LPG .

Ze względu na sposób podawania paliwa do powietrza, mający decydujący wpływ na jakość rozpylenia paliwa, rozróżnia się dwa rodzaje układów zasilania silników o zapłonie iskrowym:

� gaźnikowy, � wtryskowy .

W gaźnikowym układzie zasilania paliwo jest zasysane do powietrza pod wpływem spadku ciśnienia (wytworzenia podciśnienia) powietrza przepływającego przez układ dolotowy . W układzie wtryskowym do rozpylenia paliwa oprócz podciśnienia powietrza wykorzystuje się nadciśnienie paliwa panujące w obwodzie paliwowym .

W przypadku zasilania silnika ZI paliwem gazowym LPG oprócz układu zasilania benzyną stosuje się dodatkowo instalację gazową, doprowadzającą LPG do układu dolo-towego silnika .

Układy zasilania silnika o zapłonie iskrowym są ciągle doskonalone, aby polepszyć jakość wytwarzanej mieszanki palnej w celu spełnienia stale rosnących wymagań prze-pisów ograniczających toksyczność spalin . Układy te przedstawiono w dalszej części niniejszego rozdziału . Opisano w nim również układy, które ze względu na niespełnianie obowiązujących norm emisji spalin nie są już stosowane we współczesnych rozwiąza-niach konstrukcyjnych układów zasilania silników ZI . Przedstawiono je w formie krót-kiej informacji, aby Czytelnik miał ogólną wiedzę na ten temat .

7.1

SILNIKI.indb 250 01.06.2015 14:44

285Wtryskowy układ zasilania

stosuje się recyrkulację spalin, regulację faz rozrządu oraz układ dwóch reaktorów kata-litycznych – utleniającego i redukującego .

Układ zasilania paliwem silników o bezpośrednim wtrysku benzyny (rys . 7 .38) jest rozdzielony na dwa obwody o zróżnicowanym ciśnieniu paliwa . Elementami niskociśnie-niowej części układu zasilania paliwem są: zbiornik paliwa, elektryczna pompa zasilająca, filtr paliwa, regulator niskiego ciśnienia oraz zawór dozowania paliwa . W skład obwodu wysokiego ciśnienia (rys . 7 .39) wchodzą: pompa wysokiego ciśnienia, zawór regulacyjny wysokiego ciśnienia, zasobnik paliwa, wtryskiwacze paliwa oraz czujnik wysokiego ciś-nienia paliwa .

Paliwo ze zbiornika jest tłoczone do pompy wysokiego ciśnienia przez pompę zasila-jącą o konstrukcji takiej samej, jak w układach wtrysku pośredniego . Ciśnienie paliwa w tym obwodzie podczas pracy silnika wynosi 0,3 MPa, a podczas rozruchu gorącego silnika może wzrosnąć maksymalnie do 0,58 MPa . Zmianę ciśnienia umożliwia zawór dozowania paliwa umieszczony między przewodem zasilającym pompę wysokiego ciś-nienia a regulatorem niskiego ciśnienia . Podczas normalnej pracy układu zawór jest otwarty, co umożliwia swobodny przepływ paliwa do regulatora ciśnienia . Jeżeli tempe-ratura silnika podczas rozruchu przekracza 110°C, a temperatura powietrza dolotowego

Rys. 7.38 Schemat układu zasilania paliwem o bezpośrednim wtrysku benzyny Obwód niskiego ciśnienia: 1 – zbiornik paliwa, 2 – elektryczna pompa paliwa, 3 – filtr paliwa, 4 – zawór dozowania paliwa, 5 – regulator ciśnienia paliwa; Obwód wysokiego ciśnienia: 6 – pompa wysokiego ciśnienia, 7 – przewód wysokiego ciśnienia, 8 – zasobnik paliwa, 9 – czujnik wysokiego ciśnienia paliwa, 10 – zawór regulacji ciśnienia paliwa

SILNIKI.indb 285 01.06.2015 14:44


jest wyższa niż 50°C, sterownik silnika realizuje program rozruchu gorącego silnika . Zawór dozowania paliwa jest wtedy zamykany na ok . 50 s i paliwo nie może swobod-nie płynąć do regulatora ciśnienia . Powoduje to wzrost ciśnienia w obwodzie niskiego ciśnienia do maksymalnej wartości, jaką może wytworzyć elektryczna pompa paliwa, określonej ciśnieniem otwarcia zaworu bezpieczeństwa w pompie . Zwiększenie ciśnienia zapobiega tworzeniu się korków parowych na dopływie do pompy wysokiego ciśnienia i umożliwia prawidłowe tłoczenie paliwa do zasobnika .

Pompa wysokiego ciśnienia tłoczy paliwo pod ciśnieniem 5–10 MPa do zasobnika paliwa . Jest nią zwykle pompa wielotłoczkowa o tłoczkach rozmieszczonych promie-niowo (rys . 7 .40) . Pompa wysokiego ciśnienia jest napędzana poprzez sprzęgło od wałka rozrządu lub paskiem zębatym od wału korbowego . Na wałku napędowym pompy jest wykonany mimośród, na którym jest osadzony pierścień krzywkowy nadający ruch postępowo-zwrotny tłoczkom pompy umieszczonym w cylinderkach . Podczas ruchu dośrodkowego tłoczków paliwo wpływa z obwodu niskiego ciśnienia przez wydrążenie w tłoczku i otwarty zawór wlotowy do cylinderków, a podczas ruchu odśrodkowego tłocz-ków paliwo zostaje sprężone . Po osiągnięciu ciśnienia panującego w zasobniku paliwa otwiera się zawór wylotowy i paliwo przepływa do obwodu wysokiego ciśnienia . Dzięki promieniowemu rozmieszczeniu trzech tłoczków w cylinderkach co 120°, w zasobniku paliwa wysokiego ciśnienia występują tylko niewielkie pulsacje ciśnienia . Ilość tłoczo-nego paliwa jest proporcjonalna do prędkości obrotowej silnika . Maksymalny wydatek pompy wysokiego ciśnienia jest nieco większy niż maksymalne zapotrzebowanie silnika, aby zapewnić wystarczającą ilość paliwa w układzie we wszystkich warunkach pracy

Rys. 7.39 Elementy obwodu wysokiego ciśnienia układu bezpośredniego wtrysku benzyny [38]1 – pompa wysokiego ciśnienia, 2 – króciec paliwa obwodu niskiego ciśnienia, 3 – przewód paliwa wysokiego ciśnienia, 4 – zasobnik paliwa, 5 – wtryskiwacze paliwa, 6 – czujnik paliwa wysokiego ciśnienia, 7 – zawór regulacyjny wysokiego ciśnienia

SILNIKI.indb 286 01.06.2015 14:44


i ograniczyć nagrzewanie paliwa w zasobniku . W układach o mniejszym zapotrzebowa-niu na paliwo stosuje się pompy jednotłoczkowe .

Z pompy wysokiego ciśnienia paliwo jest kierowane do zasobnika, który przechowuje paliwo w układzie wysokiego ciśnienia i rozdziela je do wtryskiwaczy . Pojemność ruro-wego zasobnika paliwa jest na tyle duża, że umożliwia wyrównanie pulsacji ciśnienia w układzie . W celu uzyskania ciśnienia paliwa dla danego punktu z pola pracy silnika,

Rys. 7.40

Wielotłoczkowa pompa wysokiego ciśnienia [38]a – przekrój podłużny, b – przekrój poprzeczny1 – mimośród, 2 – stopa popychacza, 3 – cylinderek sekcji tłoczącej, 4 – wydrążony tłoczek sekcji tłoczącej, 5 – kulka zamykająca, 6 – zawór wylotowy, 7 – zawór wlotowy, 8 – odpływ paliwa o wysokim ciśnieniu do zasobnika, 9 – dopływ paliwa o niskim ciśnieniu, 10 – pierścień krzywkowy, 11 – uszczelniacz osiowy, 12 – uszczelnienie statyczne, 13 – wałek napędowy

a

b

SILNIKI.indb 287 01.06.2015 14:44


w zasobniku paliwa lub pompie wysokiego ciśnienia (jednotłoczkowej) jest wbudowany zawór regulacyjny wysokiego ciśnienia (rys . 7 .41) . Jest to zawór elektromagnetyczny, w którym elementem zamykającym jest kulka . Jeżeli zawór jest umieszczony w pompie, reguluje on ilość tłoczonego paliwa tak, aby odpowiadała ona rzeczywistemu zapotrze-bowaniu . Natomiast jeśli jest umieszczony w zasobniku paliwa, ustala ciśnienie, sterując odpływem nadmiaru paliwa do niskociśnieniowej części układu .

Aby zawór regulacyjny mógł spełniać swoją funkcję, sterownik musi otrzymać infor-mację o chwilowej wartości ciśnienia w zasobniku . Sygnał o chwilowym ciśnieniu prze-kazuje czujnik wysokiego ciśnienia paliwa .

Paliwo do komory spalania jest wtryskiwane przez wtryskiwacze elektromagnetyczne . Wtryskiwana dawka zależy od różnicy ciśnień w zasobniku paliwa i cylindrze silnika oraz od czasu otwarcia wtryskiwacza . Czas wtrysku paliwa w układach o wtrysku bezpo-średnim jest dużo krótszy niż w układach o wtrysku pośrednim . Dlatego zawór iglicowy wtryskiwacza wtrysku bezpośredniego powinien się otwierać jak najszybciej, aby w czasie otwarcia był zagwarantowany stały przekrój przepływu paliwa . Jego zamykanie sprę-żyną powinno się odbywać równie szybko . W porównaniu z wtryskiwaczami benzyny wtrysku pośredniego, wtryskiwacze wtrysku bezpośredniego charakteryzują się mniej-szą opornością cewki (ok . 1 Ω) oraz napięciem zasilania równym 100 V, które obniża się do 30 V, podtrzymując otwarcie wtryskiwacza . Dzięki odpowiedniemu ukształtowa-niu końcówki wtryskiwacza (rozpylacza) oraz wysokiemu ciśnieniu wtrysku paliwo jest wtryskiwane szybciej, uzyskuje się lepsze rozpylenie oraz lepiej ukształtowany strumień niż przy pośrednim wtrysku benzyny .

W silnikach o bezpośrednim wtrysku benzyny są realizowane dwa różne stany napeł-niania cylindra:

� mieszanką jednorodną, � mieszanką uwarstwioną .

Wybór i realizację odpowiedniego trybu pracy, w zależności od obciążenia i prędkości obrotowej silnika, nadzoruje jego sterownik (rys . 7 .42) .

W dolnym przedziale wartości momentu obrotowego, przy prędkości obrotowej do ok . 3000 obr/min, silnik jest zasilany mieszanką uwarstwioną o względnie dużym śred-nim współczynniku nadmiaru powietrza (λ= 1,5–3) . Uwarstwienie mieszanki polega na

Rys. 7.41

Schemat zaworu regulacyjnego wysokiego ciśnienia paliwa [38]1 – złącze elektryczne, 2 – sprężyna naciskowa, 3 – cewka elektromagnetyczna, 4 – kotwica magnetyczna, 5 – pierścienie uszczelniające, 6 – otwór odpływowy, 7 – kulka zaworu, 8 – gniazdo zaworu, 9 – wlot paliwa z filtrem siatkowym

SILNIKI.indb 288 01.06.2015 14:44


zgromadzeniu w okolicy świecy zapłonowej ładunku nieco bogatszego niż stechiome-tryczny (λ = 0,8–0,9), gdy pozostała część komory spalania jest wypełniona mieszanką bardzo ubogą . W czasie pracy na uwarstwionych mieszankach ubogich wtrysk paliwa następuje podczas suwu sprężania . Kąt początku wtrysku jest zmieniany w zależności od prędkości obrotowej i obciążenia silnika . W krótkim czasie przed zapłonem poruszający się w kierunku GMP tłok przenosi mieszankę w pobliże świecy zapłonowej . Cięższe od powietrza cząsteczki paliwa utrzymują się na zewnętrznych powierzchniach wiru powie-trza, tworząc w czasie przeskoku iskry, w obszarze świecy zapłonowej, podatną na zapłon bogatszą warstwę mieszanki palnej .

W celu uzyskania dużych prędkości obrotowych i znacznej wartości momentu obroto-wego silnik jest zasilany jednorodną mieszanką stechiometryczną (λ = 1), a w szczególnych warunkach pracy nawet o nieco bogatszym składzie (λ < 1) . Wtrysk paliwa w tym trybie pracy odbywa się w czasie suwu dolotu . Jednorodność mieszanki uzyskuje się w wyniku zawirowania ładunku powietrza z paliwem w trakcie suwu dolotu, a także suwu sprę-żania . W tym czasie następuje również dobre odparowanie paliwa i jego wymieszanie z ładunkiem powietrza . Spalanie mieszanki odbywa się tak samo, jak przy pośrednim wtrysku benzyny .

W zakresie pośrednim między zasilaniem mieszanką uwarstwioną i jednorodną stechiometryczna cała komora spalania jest wypełniona ubogą mieszanką jednorodną (λ = ok . 1,55), powstającą wskutek wtrysku małej dawki paliwa (tzw . wtrysku wstępnego) podczas suwu dolotu . Druga część dawki (tzw . dotrysk) jest wtryskiwana podczas suwu sprężania . Tworzy się wówczas strefa bogatej mieszanki w okolicy świecy zapłonowej . Tak uwarstwiona mieszanka jest łatwo zapalna, gdyż zapalenie ubogiej jednorodnej mie-szanki następuje przy rozchodzeniu się płomienia od strefy bogatej w paliwo .

Ciśnienie wtrysku paliwa podczas obu trybów pracy jest zwykle różne (stałe ciśnienie występuje w silniku GDI) . Niższe ciśnienie, w zakresie 3–6 MPa, występuje w czasie wtry-sku realizowanego podczas suwu dolotu przy tworzeniu mieszanki jednorodnej . Dłuższy czas odparowania paliwa umożliwia wtryskiwanie większych kropel paliwa, które przy niższym ciśnieniu mają mały zasięg i nie osiadają na przeciwległych ściankach cylindra . Ponadto energia kropel paliwa nie może być zbyt duża ze względu na mniejszą gęstość powietrza w cylindrze niż podczas sprężania . Stosowanie wyższych ciśnień (do 10 MPa) podczas wtrysku w suwie sprężania wynika z konieczności pokonania przeciwciśnienia

Rys. 7.42

Tryby pracy silnika o wtrysku bezpośrednim, związane ze składem mieszanki [18] A – praca na ubogiej mieszance uwarstwionej, B – praca na ubogiej mieszance jednorodnej, C – praca na jednorodnej mieszance stechiometrycznej

SILNIKI.indb 289 01.06.2015 14:44


sprężania, a także dobrego ukierunkowania i rozdrobnienia strugi paliwa w celu wzboga-cenia mieszanki w okolicach świecy zapłonowej .

W spotykanych rozwiązaniach silników o bezpośrednim wtrysku benzyny stosuje się dwa odmienne sposoby tworzenia mieszanki uwarstwionej .

W sposobie stosowanym w silnikach Mitsubishi (układ GDI) istotną rolę w uwar-stwieniu mieszanki odgrywają: kształt komory spalania (zwłaszcza ukształtowanie denka tłoka), kierunek napływu powietrza kanałem dolotowym oraz kierunek i miejsce wypływu strugi paliwa z wtryskiwacza . Silniki te charakteryzują się pionowym kanałem dolotowym oraz specjalnie wyprofilowanym denkiem tłoka (rys . 7 .43) . Ładunek powie-trza wprowadzany do cylindra pionowo schodzącym kanałem dolotowym porywa cząstki wtryskiwanego paliwa . Utworzona warstwa bogatej mieszanki jest następnie odchylana przez denko tłoka, omywa ściankę cylindra i trafia w okolice świecy zapłonowej .

Odmienny sposób uwarstwienia mieszanki palnej zastosowano w silnikach kon-cernu VAG (układ FSI) . Strumień świeżego ładunku powietrza jest dostarczany kana-łami znacznie odchylonymi od osi cylindra . W kanałach tych znajduje się listwa dzieląca kanał oraz ruchoma przesłona, której zadaniem jest zmiana ukształtowania rozkładu strug ładunku powietrza napływającego do cylindra . W celu uzyskania uwarstwienia mieszanki przesłona całkowicie zamyka przepływ powietrza przez dolną część kanału . Zasysane ruchem tłoka powietrze, przepływając tylko górną częścią kanału, zwiększa swą prędkość i wpływając do cylindra, tworzy wir powietrzny (rys . 7 .44) . Podczas suwu sprężania strumień powietrza zostaje ukształtowany i skierowany przez wgłębienie w denku tłoka w kierunku świecy zapłonowej (rys . 7 .45) . Podawane w czasie suwu sprę-żania paliwo zostaje wtryśnięte bardzo blisko świecy zapłonowej, tak że praktycznie jego obłok nie styka się z denkiem tłoka i ściankami cylindra (rys . 7 .46) . Zapobiega to jego osiadaniu na tych częściach silnika . Przy tworzeniu mieszanki jednorodnej przesłona jest otwarta i ładunek powietrza przepływa górną oraz dolną częścią kanału dolotowego (rys . 7 .47) . Wtryskiwane podczas suwu dolotu paliwo jest porywane przez strumień powietrza w głąb cylindra, co prowadzi do powstania mieszanki jednorodnej (rys . 7 .48) .

Nieco inny sposób sterowania wtryskiem bezpośrednim benzyny stosuje się w silni-kach z doładowaniem . Turbodoładowanie jest korzystnym sposobem zwiększenia mocy

Rys. 7.43

Schemat wtrysku bezpośredniego benzyny w silniku z układem GDI1 – kanał dolotowy, 2 – wtryskiwacz, 3 – parowanie, 4 – zawirowanie w płaszczyźnie poziomej, 5 – świeca zapłonowa

SILNIKI.indb 290 01.06.2015 14:44


Rys. 7.45

Przekrój cylindra silnika o bezpośrednim wtrysku benzyny w fazie zawirowań powietrza w trybie tworzenia mieszanki uwarstwionej [36]

Rys. 7.44

Przekrój cylindra silnika o bezpośrednim wtrysku benzyny w początkowej fazie zasysania w trybie tworzenia mieszanki uwarstwionej [36]1 – wtryskiwacz paliwa, 2 – listwa dzieląca, 3 – zamknięta ruchoma przesłona w kolektorze dolotowym, 4 – przepustnica, 5 – zasysane powietrze, 6 – świeca zapłonowa

Rys. 7.46

Przekrój cylindra silnika o bezpośrednim wtrysku benzyny w końcowej fazie cyklu sprężania w trybie tworzenia mieszanki uwarstwionej [36]1 – wtryskiwane paliwo

SILNIKI.indb 291 01.06.2015 14:44


silników tego typu . Wewnętrzne chłodzenie komory spalania i wytwarzanie mieszanki z wykorzystaniem ciepła parowania paliwa jest ważnym czynnikiem pozwalającym na utrzymanie wysokiego ciśnienia doładowania bez konieczności znacznego obniżania wartości stopnia sprężania silnika . W doładowanych silnikach o bezpośrednim wtrysku benzyny ze względu na znaczną emisję NOX przy małych obciążeniach rezygnuje się (z nielicznymi wyjątkami) z tworzenia ubogiej mieszanki uwarstwionej . Wtrysk bezpo-średni w silnikach tych wykorzystuje się głównie do tworzenia mieszanek jednorodnych o składzie stechiometrycznym . Uzyskanie mieszanki jednorodnej przy niewielkich daw-kach paliwa i prędkościach przepływu poprzez wtrysk bezpośredni jest jednak trudne .

W najnowszych konstrukcjach turbodoładowanych silników o wtrysku bezpośrednim rozwiązaniem tego problemu jest podwójny układ wtryskowy, w którym każdy cylinder jest zasilany paliwem przez dwa wtryskiwacze (rys . 7 .49): jeden podający benzynę do komory spalania (wtrysk bezpośredni) oraz drugi podający je do kanałów dolotowych przed zawór dolotowy (wtrysk pośredni) . Układ zasilania silnika z podwójnym układem

Rys. 7.48

Przekrój cylindra silnika o bezpośrednim wtrysku benzyny w dalszej fazie zasysania w trybie tworzenia mieszanki jednorodnej [36]1 – wtryskiwane paliwo

Rys. 7.47

Przekrój cylindra silnika o bezpośrednim wtrysku benzyny w początkowej fazie zasysania w trybie tworzenia mieszanki jednorodnej [36]1 – zasysane powietrze, 2 – wtryskiwacz paliwa, 3 – listwa dzieląca, 4 – otwarta ruchoma przesłona w kolektorze dolotowym, 5 – przepustnica, 6 – świeca zapłonowa

SILNIKI.indb 292 01.06.2015 14:44


wtryskowym jest zbudowany podobnie jak układ wtrysku bezpośredniego z tą różnicą, że w obwodzie niskiego ciśnienia, w którym paliwo jest tłoczone pod ciśnieniem 0,4 MPa, znajdują się wtryskiwacze wtrysku pośredniego . Tryby pracy silnika z podwójnym ukła-dem wtryskowym przedstawiono na rysunku 7 .50 . Przy maksymalnych obciążeniach tworzenie mieszanki jednorodnej jest wspomagane dodatkowo wtryskiem pośrednim . W zakresie dużego obciążenia działa jedynie wtrysk bezpośredni, który podaje paliwo do cylindrów w suwie dolotu . Tworzona jest jednorodna mieszanka stechiometryczna . W zakresie małego i średniego obciążenia paliwo jest podawane poprzez wtrysk pośredni i bezpośredni . Wtrysk bezpośredni jest realizowany podczas suwu dolotu, a tworzona mieszanka jest jednorodną mieszanką stechiometryczną . Wtrysk pośredni wspomaga tworzenie mieszanki jednorodnej . Udział procentowy wtrysku pośredniego i wtrysku bezpośredniego zależy od prędkości obrotowej i obciążenia silnika . Stabilny przebieg spalania tworzonej mieszanki zapewnia najmniejsze zużycie paliwa i ogranicza emisję zanieczyszczeń . Na biegu jałowym jednostka sterująca na podstawie parametrów pracy silnika decyduje o wykorzystaniu tylko wtrysku bezpośredniego lub pośredniego . Pod-czas rozruchu paliwo jest podawane poprzez wtrysk pośredni i bezpośredni . Wtrysk bezpośredni jest realizowany w końcowej fazie suwu sprężania, tworząc mieszankę częś-

Rys. 7.49

Wtryskiwacze w układzie podwójnego wtrysku benzyny1 – wtryskiwacz wtrysku bezpośredniego, 2 – wtryskiwacz wtrysku pośredniego

Rys. 7.50

Tryby pracy silnika z podwójnym układem wtryskowym

SILNIKI.indb 293 01.06.2015 14:44


ciowo uwarstwioną, co powoduje podwyższenie temperatury spalania, wspomagające szybsze nagrzewanie reaktora katalitycznego .

Elektroniczny system sterowania pracą silnikaElektroniczne sterowanie wtryskiem benzyny zostało zastosowane w silnikach w połowie lat 60 . XX wieku . Początkowo sterownik silnika ZI miał tylko jedno zadanie – określał sygnał pracy dla wtryskiwaczy paliwa, wyznaczając w ten sposób dawkę podawanego paliwa . W roku 1979 został zastosowany przez firmę Bosch pierwszy układ wspólnego sterowania wtrysku paliwa i zapłonu – nazwany Motronic .

Pracą współczesnych silników o zapłonie iskrowym steruje zintegrowany system elektroniczny, który umożliwia sterowanie i regulację wielu funkcji silnika za pomocą jednego sterownika .

Głównymi funkcjami systemu sterowania silnika są: obliczenie dawki paliwa, stero-wanie kątem otwarcia wtryskiwacza oraz wyznaczenie optymalnej chwili zapłonu, czyli obliczenie kąta wyprzedzenia zapłonu . Ciągłe zwiększanie mocy obliczeniowej istnie-jących mikroprocesorów umożliwia dodawanie kolejnych funkcji wykorzystywanych w procesie sterowania i regulacji silników . Funkcje dodatkowe przyczyniają się do ulep-szania procesów sterowania silnikiem, co umożliwia spełnienie coraz bardziej rygory-stycznych prawnych ograniczeń dotyczących emisji spalin . Funkcjami tymi są:

� regulacja prędkości obrotowej biegu jałowego, � regulacja składu mieszanki (współczynnik λ), � sterowanie odprowadzeniem par paliwa ze zbiornika, � regulacja przeciwstukowa, � sterowanie recyrkulacją spalin, � sterowanie układem dotłaczania powietrza dodatkowego w celu zapewnienia szyb-

kiego działania reaktora katalitycznego, � sterowanie turbodoładowaniem, � sterowanie pracą układu dolotowego o zmiennej geometrii, � sterowanie zmiennymi fazami rozrządu, � ograniczenie prędkości obrotowej silnika i prędkości jazdy w celu zabezpieczenia sil-

nika przed uszkodzeniem i zwiększenia bezpieczeństwa ruchu pojazdu .Elektroniczny system sterowania pracą silnika Bosch Motronic (rys . 7 .51) składa się

z trzech zasadniczych części, spełniających określone zadania w działaniu systemu: � czujników i nastawników, � sterownika silnika, � urządzeń wykonawczych .

Od czujników oraz nastawników sterownik otrzymuje informacje o warunkach i sta-nie pracy silnika niezbędne do jego sterowania i regulacji .

Nastawniki (np . przełączniki) występujące w układzie sterowania silnika dostarczają do sterownika informacji o określonych ustawieniach wykonywanych przez kierowcę . Sygnały tego typu mogą obejmować takie dane, jak np . położenie:

� kluczyka w stacyjce, � przełącznika klimatyzacji .

7.3.6

SILNIKI.indb 294 01.06.2015 14:44


Rys. 7.51 Elementy elektronicznego systemu sterowania pracą silnika Bosch Motronic [37]

SILNIKI.indb 295 01.06.2015 14:44


Zadaniem czujników stosowanych w elektronicznym sterowaniu silnikiem ZI jest przekształcanie wielkości fizycznych i chemicznych na odpowiednie parametry elek-tryczne charakteryzujące chwilowy stan silnika . Dostarczają one informacji m .in . o:

� temperaturze silnika, � ciśnieniu w kolektorze dolotowym, � kącie uchylenia przepustnicy, � masie powietrza zasilającego cylindry (przepływomierz powietrza), � współczynniku nadmiaru powietrza (czujnik zawartości tlenu w spalinach – sonda

lambda), � prędkości jazdy, � położeniu wałka rozrządu, � położeniu i prędkości obrotowej wału korbowego, � położeniu pedału przyspieszenia, � temperaturze powietrza zasilającego .

Na podstawie sygnałów wejściowych sterownik rozpoznaje chwilowy stan działania silnika oraz wymagania stawiane przez urządzenia dodatkowe i kierowcę, a następnie oblicza sygnały nastawcze dla urządzeń wykonawczych . Zadania sterownika silnika są przedstawione w postaci algorytmów sterowania, stanowiących oprogramowanie zapi-sane w pamięci stałej sterownika .

Realizacja funkcji systemu sterowania silnika jest możliwa dzięki urządzeniom wyko-nawczym, które pracują na podstawie sygnałów wyjściowych (nastawczych) wysyłanych ze sterownika . Do głównych urządzeń wykonawczych elektronicznego systemu sterowa-nia silnika zalicza się:

� wtryskiwacze paliwa, � cewki zapłonowe, � siłownik przepustnicy lub zawór powietrza dodatkowego w kanale obejściowym prze-

pustnicy, � elektryczną pompę paliwa, � zawór regeneracyjny układu odprowadzania par paliwa ze zbiornika, � elektromagnetyczny zawór recyrkulacji spalin, � elektromagnetyczny zawór układu dotłaczania powietrza dodatkowego, � siłownik sterowania wałka rozrządu, � element regulacji pracy turbosprężarki, � zawór sterowania zmienną geometrią układu dolotowego .

Elektroniczny system sterowania pracą silnika realizuje również funkcję diagno-styczną, która polega na monitorowaniu działania sterownika systemu wraz z czujnikami i urządzeniami wykonawczymi . Wykryte błędy sterownik przekazuje do pamięci diagno-stycznej, wprowadza również następne procedury działania (tryb awaryjny) . O błędach informuje kierowcę kontrolka diagnostyczna na tablicy rozdzielczej samochodu . Odczy-tanie zapamiętanych informacji o błędach umożliwia tester diagnostyczny podłączony do standardowego złącza diagnostycznego .

System sterowania pracą silnika wchodzi w skład systemu sterowania pojazdem, który oprócz sterowania silnikiem zarządza również pracą innych układów pojazdu . Za pośrednictwem pokładowej sieci transmisji danych (np . magistrala CAN) sterownik sil-nika może komunikować się ze sterownikami innych układów i zespołów pojazdu . Dzięki

SILNIKI.indb 296 01.06.2015 14:44

297Układ zasilania gazem LPG

wymianie danych i informacji między układami sterowniki mogą przetwarzać dane z innych układów jako dane wejściowe do własnych algorytmów sterowania i regulacji .

Wraz ze zwiększaniem wymagań dotyczących poszczególnych układów pojazdu system sterowania pracą silnika Bosch Motronic podlega ciągłemu rozwojowi . Dotych-czas powstały następujące odmiany tego systemu:

� M-Motronic to system sterowania silnikiem ZI o pośrednim wtrysku wielopunkto-wym i mechanicznie sterowanej przepustnicy;

� ME-Motronic to zmodyfikowany system M-Motronic, w którym mechaniczne stero-wanie przepustnicy zastąpiono sterowaniem elektronicznym;

� MED-Motronic to system sterowania silnikiem ZI o bezpośrednim wtrysku benzyny i elektronicznie sterowanej przepustnicy;

� Bifuel-Motronic to rozbudowany system ME-Motronic, charakteryzujący się zintegro-wanym sterownikiem zarządzającym zasilaniem dwupaliwowym, który ma wszystkie niezbędne elementy do zasilania benzyną oraz gazem .W systemie ME-Motronic i jego pochodnych w sterowaniu pracą silnika przyjęto

strategię nadrzędności momentu obrotowego . Wszystkie wymagania dotyczące mocy silnika są konsekwentnie przeliczane pod kątem możliwości uzyskania odpowiedniego momentu obrotowego silnika . Zadany moment obrotowy uzyskuje się poprzez dobór ilości powietrza, paliwa, ich relację oraz określenie chwili zapłonu . Procesowi ciągłego sterowania elektronicznego podlegają następujące układy:

� doprowadzenia powietrza, � doprowadzenia paliwa, � zapłonowy .

Cel osiąga się dzięki elektronicznemu sterowaniu elementami silnika o zapłonie isk-rowym, takimi jak:

� przepustnica (układ doprowadzenia powietrza), która reguluje strumień powietrza doprowadzany do cylindrów;

� wtryskiwacze paliwa (układ doprowadzenia paliwa), które zapewniają odpowiednią ilość paliwa wtryskiwanego do powietrza doprowadzanego do cylindrów;

� cewki zapłonowe (układ zapłonowy), które odpowiadają za odpowiednie czasowe zai-nicjowanie spalania mieszanki paliwowo-powietrznej w cylindrach silnika .

Układ zasilania gazem LPG

Wiadomości ogólne

Silniki o zapłonie iskrowym zasilane paliwem gazowym LPG mają dwupaliwową insta-lację zasilającą . Ze względu na właściwości paliwa gazowego rozruch zimnego silnika odbywa się z wykorzystaniem benzyny, a po osiągnięciu określonej temperatury sil-nik może być zasilany gazem LPG . Wykorzystanie paliwa gazowego LPG w silniku ZI wymaga odpowiedniego przystosowania jego układu zasilania benzyną . Uzyskanie parametrów pracy silnika zasilanego gazem porównywalnych z odpowiednimi para-metrami przy zasilaniu benzyną (w całym zakresie jego pracy) wymaga odwzorowania pracy układu zasilania benzyną w odniesieniu zarówno do ilości podawanego paliwa,

7.47.4.1

SILNIKI.indb 297 01.06.2015 14:44

583Literatura

Czasopisma [57] „Auto Expert” 2005 nr 2, 4; 2008 nr 7, 8, 11 .[58] „Auto Moto Serwis” 2004 nr 4, 5, 10, 11, 12; 2005 nr 3, 6, 12; 2006 nr 4, 5, 6, 11, 12;

2007 nr 2, 3, 12; 2008 nr 12; 2009 nr 11 .[59] „Auto Spec” 2006 nr 3; 2007 nr 1; 2008 nr 1 .[60] „Auto Technika Motoryzacyjna” 2005 nr 12; 2006 nr 4; 2007 nr 2, 5; 2008 nr 4, 10 .[61] „Serwis Motoryzacyjny” 2007 nr 2; 2008 nr 1, 3, 5, 6, 7, 8; 2009 nr 2, 5, 11 .

SILNIKI.indb 583 01.06.2015 14:45

Projekt okładki i wnętrza: Dariusz Litwiniec - wkl.com.pl · 7 Układy zasilania silników o...

Documents

Transcript of Projekt okładki i wnętrza: Dariusz Litwiniec - wkl.com.pl · 7 Układy zasilania silników o...