Części składowe zespołów napędowych stosowanych w statkach powietrznych
Silnik czterosuwowy
Przekrój silnika czterosuwowego z zapłonem iskrowymPrzekrój silnika czterosuwowego z zapłonem iskrowym
Schemat pracy silnika czterosuwowegoSchemat pracy silnika czterosuwowego
Blok silnika rzędowegoBlok silnika rzędowego
Wał korbowyWał korbowy
Wał korbowy silnika rzędowegoWał korbowy silnika rzędowego
Układ korbowy silnika rzędowegoUkład korbowy silnika rzędowego
Przekrój silnika czterosuwowego z zapłonem iskrowym
- Zawór wlotowy to element silnika doprowadzający ładunek, czyli mieszankę lub powietrze do cylindra. Znajduje się w górnej części silnika. Strzałką zaznaczono jego możliwy obrót od prawej do lewej w górę po półokręgu.
- Płaszcz cieczy chłodzącej to element silnika zapewniający odpowiednio większy przepływ wody poprzez powierzchnię silnika w celu jego lepszego ochładzania. Płaszcz znajduje się wokół tłoka i nad nim. Ma on kształt pustego walca.
- Kanał wlotowy to przewód doprowadzający powietrze do silnika. Jest poziomy, lekko zakręca w dół do wnętrza silnika. Przekrój poprzeczny kanału to koło.
- Blok silnika to element silnika stanowiący jego szkielet do którego przymocowane są wszystkie pozostałe elementy składowe jednostki napędowej.
- Krzywka rozrządu – element silnika służący do sterowania pracą wszystkich zaworów, czyli ich zamykaniem i otwieraniem. Znajduje się na zaworach.
- Zawór wydechowy to element odprowadzający spaliny z cylindra. Znajduje się on w górnej części silnika, jest nachylony pod kątem ostrym do tłoka.
- Kanał zaworowy to element układu wydechowego odpowiadający za bezpieczne dla środowiska i efektywne odprowadzanie gazów spalinowych z silnika do atmosfery. Kanał znajduje się naprzeciwko kanału wlotowego i ma ten sam kształt.
- Gniazdo zaworu jest to element uniemożliwiający wbicie się zaworu w głowicę cylindra. Ma kształt wypukłej miseczki.
- Tłok to element którego zadaniem jest przejmowanie energii mechanicznej ze spalonej mieszanki. Ma kształt walca. Ściska się i rozpręża pionowo w górę.
- Korbowód jest elementem łączącym tłok z wałem korbowym. To płaski podłużny element.
- Wał korbowy to wał z charakterystycznymi wykorbieniami, który zamienia ruch posuwisty w ruch obrotowy wału napędowego.
- Jest on poziomym prętem zakończonym różnokształtnymi pierścieniami łączącymi go z korbowodem.
Powrót na górę stronyPowrót na górę strony
Schemat pracy silnika czterosuwowego
Jego nazwa nawiązuje do czterech cykli bądź suwów, które występują podczas jego pracy: ssania, sprzężenia, pracy i wydechu. W trakcie jednego cyklu każdy z cylindrów przejdzie w odpowiedniej kolejności przez każdy z czterech suwów.
Cykl roboczy obejmuje dwa obroty wału korbowego. Oznacza to, że silnik czterosuwowy to silnik, którego tłok wykonuje cztery ruchy posuwisto–zwrotne w jednym cyklu roboczym.
Wałek rozrządu zawiaduje pracą popychaczy, które otwierają zawory cylindra w odpowiednim momencie. Wałek rozrządu sprzężony jest za pomocą koła zamachowego z wałem korbowym.
Paliwo i powietrze są mieszane wewnątrz cylindra. Taką mieszankę paliwowo–powietrzną nazywamy w skrócie po prostu mieszanką. W kolejnych fazach cyklu mieszanka ta jest sprężana i zapalana iskrą świecy zapłonowej. Zapłon mieszanki powoduje wzrost ciśnienia w cylindrze, który wypycha tłok na dół. Efektem spalania są gazy wydechowe, zwyczajowo określane mianem spalin. Tłok połączony jest korbowodem z wałem korbowym. Poruszające się, tłoki wprawiają wał korbowy w ruch.
W suwie ssania, tłok oddala się od głowicy cylindra w stronę jego podstawy. Zatem tłok przemieszcza się ze swojego górnego do dolnego martwego położenia określanych odpowiednio w skrócie i tłoka. W tym czasie, zawór wlotowy cylindra otwiera się a mieszanka paliwowo‑powietrzna jest zasysana do wnętrza komory spalania cylindra. Stąd nazwa tego suwu — ssanie.
W suwie sprzężenia, tłok porusza się z dolnego w kierunku górnego martwego położenia. W tej fazie zawór wlotowy jest zamknięty a tłok porusza się w kierunku głowicy cylindra. Dzięki temu objętość się zmniejsza, a tym samym mieszanka jest sprężana.
Gdy tłok osiągnie swoje górne martwe położenie rozpoczyna się trzecia faza — praca. Umieszczone na głowicy cylindra dwie świece zapłonowe wytwarzają iskrę, która zapala mieszankę i powoduje jej spalenie. Kontrolowana eksplozja odpycha tłok do jego dolnego martwego położenia ku podstawie cylindra.
W tym momencie rozpoczyna się ostatni suw — wydech. Podczas tej fazy otwiera się zawór wydechowy cylindra, a tłok wraca do swojego górnego położenia.
Następnie cykl zaczyna się od nowa, powtarzając się tysiące razy w ciągu minuty. Normalna praca silnika tłokowego mieści się w przedziale obrotów na minutę. Zatem, zwiększając obroty pracy silnika, sprawiamy, że tłoki w cylindrach pracują szybciej, przez co wał korbowy obraca się również szybciej, a cały cykl zachodzi w krótszej jednostce czasu.
Należy zwrócić uwagę, iż każdy z czterech cylindrów znajduje się w innym cyklu, w ten sposób, że zawsze jeden z cylindrów będzie w suwie pracy. Dzięki temu wał korbowy jest zawsze napędzany przez któryś z tłoków, dzięki czemu pozostałe cylindry mogą przejść przez kolejne suwy bez utraty prędkości obrotowej.
Ilustracja przedstawia suwy. Mamy tu cztery rysunki. Na każdym znajduje się tuba, wewnątrz której jest tłok dopasowany do średnicy tuby. Nad tubą znajdują się kanały wlotowy i wyloty. Tłok zamocowany jest na płaskim podłużnym elemencie zamocowanym na wale. Wał przekręca się z dolnej pozycji w górę lub z górnej w dół. Przy każdym rysunku znajduje się punkt interaktywny. Po jego kliknięciu pojawia się ramka z tekstem i z nagraniem dźwiękowym z nim tożsamym.
Suw ssania. Tłok porusza się w dół, zasysając powietrze kanałem wlotowym do silnika. Część tuby nad tłokiem zaznaczono kolorem granatowym. Wał przekręca się w górę z dolnej pozycji.
Suw sprężania. Tłok porusza się do góry, sprężając mieszankę przy stałej objętości. Na rysunku strzałką zaznaczono ruch tłoka w górę. Część tuby nad tłokiem jest błękitna. Wał przekręca się z górnej pozycji w dół.
Suw pracy. Tutaj po sprężeniu mieszanki ma miejsce jej zapłon i tłok przemieszcza się w dół pod wpływem eksplozji, wykonując pracę mechaniczną. Na rysunku tłok jest w górnej części tuby i porusza się z tej pozycji w dół. Część tuby nad tłokiem jest czerwona, narysowano w niej symboliczny wybuch. Wał z dolnej pozycji przesuwa się w górę.
Suw wydechu. Tłok przemieszcza się do góry, wyrzucając gazy spalinowe przez zawór wylotowy. Na rysunku tłok przesuwa się w górę tuby. Część tuby nad tłokiem jest czerwona, a powietrze wydostaje się kanałem wylotowym. Wał z górnej pozycji przekręca się w dół.
Powrót na górę stronyPowrót na górę strony
Blok silnika rzędowego
Blok silnika stanowi szkielet silnika. Osadzone są na nim wszystkie pozostałe elementy składowe jednostki napędowej, tj.: wał korbowy, rozrząd, elementy układu smarowania, zasilania, chłodzenia i inne.
Kształt bloku uwarunkowany jest układem cylindrów.
Zazwyczaj materiałem wykorzystywanym do konstrukcji bloku silnika jest żeliwo lub stop aluminium i krzemu. Zdarzają się konstrukcje wykorzystujące ceramikę oraz tworzywa sztuczne.
Ilustracja przedstawia blok silnika rzędowego przypominający kształtem prostopadłościan lekko rozszerzony u dołu. Wewnątrz prostopadłościanu znajdują się otwory cylindryczne w kształcie czterech rur.
[Powrót na górę strony]
Wał korbowy
Wał korbowy jest kluczowym elementem lotniczego spalinowego silnika tłokowego. Jest on odpowiedzialny za zmianę ruchu posuwisto‑zwrotnego w ruch obrotowy.
Najważniejszymi elementami wału korbowego są czopy główne. Ich zadaniem jest wyznaczanie osi obrotu wału. Czopy korbowe natomiast łączą ramionami czopy główne z korbowodami.
Ilość czopów korbowych odpowiada ilości cylindrów. Kształt wału zależy głównie od układu i liczby cylindrów, a także kolejności zapłonu.
- Czopy główne to czopy wyznaczające oś obrotu wału. Są one nałożone na wał jak pierścienie. Mają trzy wystające wypustki. Dwie równoległe i jedną do nich prostopadłą podobnie do kształtu litery T.
- Czopy korbowe to czopy, na których osadzone są stopy korbowodów oraz ramiona łączące czopy główne z korbowymi. Czopy te są również osadzone na wale jak pierścienie. Mają one kształt wycinka koła dodatkowo poszerzonego na końcach po obu stronach.
Ilustracja interaktywna przedstawia wał korbowy w kształcie długiego walca oraz wystające z niego czopy główne oraz czopy korbowe. Czopy te przypominają osadzone na grubym pręcie pierścienie o różnych kształtach. Wybrane elementy wału zaznaczono punktami interaktywnymi. Po ich kliknięciu pojawia się ramka z nazwą danego elementu i z nagraniem dźwiękowym tożsamym z treścią ramki.
Czopy główne to czopy wyznaczające oś obrotu wału. Są one nałożone na wał jak pierścienie. Mają trzy wystające wypustki. Dwie równoległe i jedną do nich prostopadłą podobnie do kształtu litery T.
Czopy korbowe to czopy, na których osadzone są stopy korbowodów oraz ramiona łączące czopy główne z korbowymi. Czopy te są również osadzone na wale jak pierścienie. Mają one kształt wycinka koła dodatkowo poszerzonego na końcach po obu stronach.
Ilustracja przedstawia wał korbowy w kształcie długiego walca oraz wystające z niego czopy główne oraz czopy korbowe. Czopy te przypominają osadzone na grubym pręcie pierścienie o różnych kształtach. Pomiędzy nimi znajdują się tłoki, czyli krótkie walce na słupkach poruszające się w górę i w dół.
Powrót na górę stronyPowrót na górę strony
Wał korbowy silnika rzędowego
Główne elementy wału korbowego:
- Czopy korbowe to czopy, na których osadzone są stopy korbowodów oraz ramiona łączące czopy główne z korbowymi.
- Ramiona to płaskie prostokątne elementy układające się w zygzak.
- Czopy główne to elementy łączące ramiona. Mają one kształt szerokich obręczy.
- Otwory doprowadzające olej znajdujące się w ściankach czopów głównych. Są to kanały olejowe do smarowania panewek głównych.
Ilustracja interaktywna przedstawia wał korbowy silnika rzędowego składający się z czopów głównych połączonych ramionami, czopów korbowych utwierdzonych do wału i pojedynczego ramienia oraz magistrali olejowej połączonej z wałem. Wał korbowy ma kształt poziomego zygzaka. Wybrane elementy konstrukcyjne wyszczególniono punktami interaktywnymi. Po ich kliknięciu pojawia się ramka z podpisem i z nagraniem dźwiękowym z nim tożsamym.
Czopy korbowe to czopy, na których osadzone są stopy korbowodów oraz ramiona łączące czopy główne z korbowymi.
Ramiona to płaskie prostokątne elementy układające się w zygzak.
Czopy główne to elementy łączące ramiona. Mają one kształt szerokich obręczy.
Otwory doprowadzające olej znajdujące się w ściankach czopów głównych. Są to kanały olejowe do smarowania panewek głównych.
Powrót na górę stronyPowrót na górę strony
Układ korbowy silnika rzędowego
Rysunek przedstawia sposób łączenia cylindrów wraz z tłokami z wałem korbowym za pomocą korbowodów.
Ilustracja przedstawia układ korbowy silnika rzędowego. Jest to wał korbowy z zamocowanymi do jego czopów korbowodami na których osadzone są tłoki. Wał ma kształt poziomego zygzaka, które zależnie od konstrukcji silnika i liczbie cylindrów mogą różnić się w budowie. W głównej osi wału znajdują się czopy główne, natomiast czopy korbowe są oddalone od tej osi. Każdy czop jest osadzony na łożysku. Pomiędzy ramionami wału korbowego. Wał korbowy jest drążony od środka, a czopy posiadają otwory olejowe w celu smarowania olejem silnikowym panewek korbowodu oraz czopów głównych. Czopy te przypominają pierścienie o różnych średnicach. Na czopach korbowych znajdują się korbowody z tłokami, czyli krótkie walce na słupkach poruszające się w górę i w dół w drążonym cylindrze lub w tulei cylindra.
Powrót na górę stronyPowrót na górę strony
Powrót do spisu treściPowrót do spisu treści