Silnik spalinowy tłokowy -
silnik
cieplny
o spalaniu wewnętrznym
, w którym
energia
eksplozji spalanego paliwa zamieniana jest w energię mechaniczną.
Klasyfikacja silników spalinowych tłokowych
Ze względu na sposób zapłonu, który także decyduje o rodzaju użytego paliwa silniki spalinowe dzielą się na:
Ze względu na rodzaj ruchu organu roboczego silniki spalinowe dzielą się na:
Ze względu na układ cylindrów silniki spalinowe dzielą się na:
Ze względu na liczbę suwów w cyklu roboczym silniki spalinowe dzielą się na:
Parametry pracy i charakterystyki silników spalinowych tłokowych
Parametry pracy
Wybrane parametry pracy dla różnych silnikówRodzaj silnika | Średnica cylindra mm | Liczba cylindrów | Moc nominalna KW | Obroty obr/min | Średnie ciśnienie użyteczne MPa | Minimalne jednostkowe zużycie paliwa g/(KW*h) |
---|
samochodów osobowych | 60 - 100 | 2 - 8 | 20 - 260 | 4500 - 7000 | 0.6 - 1.0 | 290 - 330 |
samochodów ciężarowych | 80 - 130 | 6 - 12 | 50 - 350 | 2200 - 3500 | 0.6 - 0.8 | 240 - 260 |
maszyn roboczych | 80 - 150 | 2 - 12 | 10 - 500 | 1800 - 2800 | 0.6 - 0.8 | 230 - 250 |
kolejowe
| 150 - 300 | 8 - 16 | 1000 - 4000 | 600 - 1500 | 0.6 - 0.8 | 210 - 240 |
okrętowe | 200 - 1080 | 4 - 16 | 1000 - 80000 | 85 - 350 | 1.2 - 1.9 | 170 - 225 |
Charakterystyki silnika spalinowego są graficznym przedstawieniem zależności niektórych parametrów pracy silnika w zależności od prędkości obrotowej wału w całym zakresie pracy silnika.
Wykres po prawej przedstawia charakterystyki wybranych parametrów pracy w zależności o obrotów.
Parametry konstrukcyjne
Do ważnych parametrów konstrukcyjnych silnika spalinowego wpływających zasadniczo na charakterystyki silnika są:
Średnia prędkość tłoka
- decyduje o szybkobieżności silnika.
Rodzaj silnika | Średnia prędkość tłoka m/s |
---|
silnik o zapłonie iskrowym | 14 - 18 |
silnik o zapłonie samoczynnym | 9 - 14 |
silnik ciągników i maszyn roboczych | 8 - 10 |
Współczynnik kształtu cylindra. Wyraża się jako stosunek skoku tłoka do średnicy cylindra. Silnik może być
krótkoskokowy
, jak i
długoskokowy
. Decyduje o
średniej prędkości tłoka
i (pośrednio) o liczbie zaworów, jakie można umieścić w jednym cylindrze.
Rodzaj silnika | Wskaźnik kształtu cylindra (s/d) |
---|
silnik o zapłonie iskrowym | 0.6 - 1.1 |
silnik o zapłonie samoczynnym | 0.9 - 1.4 |
Stopień sprężania
. Jest to najistotniejszy parametr konstrukcyjny silnika. Wyraża się jako stosunek objętości komory roboczej w najwyższym i najniższym skrajnym położeniu tłoka. Im większy stopień sprężania, tym wyższa wydajność energetyczna silnika.
Rodzaj silnika | Stopień sprężania |
---|
silnik o zapłonie iskrowym | 7.5 - 13 |
silnik z doładowaniem | 14 - 18 |
silnik o zapłonie samoczynnym | 18 - 24 |
Do najważniejszych parametrów silnika spalinowego należą:
- Moc użyteczna (efektywna) -
moc
mierzona na wale napędowym. Różne
normy
różnie specyfikują warunki pomiaru mocy użytecznej. Jej wielkości mogą się znacznie różnić w zależności od normy użytej. Wielkość mocy można uzyskać z
hamowni
.
- Moc nominalna (znamionowa) -
moc
podawana przez wytwórcę silnika.
- Moc trwała - największą moc, z jaką silnik może bezpiecznie pracować w sposób ciągły.
- Moc krótkotrwała - maksymalna moc, jaką silnik może wygenerować w ustalonym przez normę czasie (np. jedna godzina) bez niebezpieczeństwa przegrzania.
-
Prędkość obrotowa
wału (obroty) - wielkość podawana w cyklach na minutę, określa zakres bezpiecznej pracy silnika od obrotów minimalnych, poniżej których silnik ulega zadławieniu, do maksymalnych, powyżej których następuje niebezpieczeństwo awarii silnika. Obroty nominalne to te, przy których mierzona jest moc nominalna silnika.
- Jednostkowe zużycie paliwa - specyfikuje wagową lub objętościową ilość paliwa potrzebną do wykonania określonej
pracy
.
- Natężenie zużycia paliwa - objętościowe lub wagowe zużycie paliwa w jednostce czasu w silniku pracującym przy parametrach nominalnych (moc nominalna, obrotu nominalne).
- Natężenie wydzielania spalin - objętościowa lub wagowa emisja gazów spalinowych w jednostce czasu w silniku pracującym przy parametrach nominalnych (moc nominalna, obroty nominalne). Emisja
spalin
jest klasyfikowana ze względu na udział w nich różnych składników.
- Minimalne jednostkowe zużycie paliwa - określa objętościową lub wagową ilość paliwa zużytą dla wykonania pracy przy parametrach nominalnych w jednostce czasu.
-
Średnie ciśnienie użyteczne
- uśrednione ciśnienie w komorze roboczej podczas spalania mieszanki paliwowej. Jest ono ściśle skorelowane z
momentem obrotowym
.
- Sprawność nominalna -
sprawność
energetyczna silnika pracującego przy nominalnych parametrach pracy.
- Maksymalny moment obrotowy - maksymalny
moment obrotowy
na wale silnika.
Układy wspomagające pracę silnika spalinowego
Zobacz też