Étienne Lenoir
Silnik spalinowy tłokowy ? silnik cieplny o spalaniu wewnętrznym, w którym energia eksplozji spalanego paliwa zamieniana jest w energię mechaniczną1. Spalanie mieszanki odbywa się w komorze spalania. Skonstruowanie pierwszego spalinowego silnika tłokowego datuje się na 1860 rok, jego konstruktorem był Étienne Lenoir1.
Klasyfikacja silników spalinowych tłokowych
Ze względu na sposób zapłonu, który także decyduje o rodzaju użytego paliwa silniki spalinowe dzielą się na1:
silniki o zapłonie iskrowym, znane także jako silniki benzynowe (dawniej zwane silnikami gaźnikowymi)
silniki o zapłonie samoczynnym znane także jako silniki wysokoprężne lub silniki Diesla
Ze względu na rodzaj ruchu organu roboczego silniki spalinowe dzielą się na:
silniki z tłokiem posuwisto-zwrotnym (w tym silnik rotacyjny)
silniki z tłokiem obrotowym (silnik Wankla)
Ze względu na układ cylindrów silniki spalinowe dzielą się na:
silniki rzędowe
silniki o przeciwległych cylindrach (silniki przeciwbieżne ? silnik bokser), układ nazywany też przeciwsobnym
silniki wielorzędowe, w tym silniki widlaste (w układzie V lub dwurzędowym) oraz silniki w układzie W (lub trzyrzędowym)
silniki gwiazdowe
Ze względu na liczbę suwów w cyklu roboczym silniki spalinowe dzielą się na1:
silniki dwusuwowe
silniki czterosuwowe
Źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_spalinowy_t%C5%82okowy
Jak działa turbo?
Obroty sprężarki, a tym samym i jej stopień sprężania zależą od ilości gazów napędzających turbinę, która przy małym zapotrzebowaniu na moc jest mała. Dlatego gdy gwałtownie wzrasta zapotrzebowanie na moc silnika (zmiana biegu, wciśnięcie gazu w celu przyspieszenia) pomimo dostarczenia dodatkowego paliwa, przez moment, aż sprężarka zostanie rozpędzona sprężanie sprężarki jest małe, przez co silnik przez moment ma małą moc. Dodatkowo w tym czasie z powodu mniejszej ilości dostarczonego powietrza do cylindrów, układ dostarczający paliwo nie może dostarczyć go tyle co przy statycznym obciążeniu silnika. Efekt mniejszej mocy silnika przy gwałtownym wzroście zapotrzebowania na moc nazywany jest turbodziurą. Usprawnienia konstrukcyjne sprawiają, że dzisiejsze turbosprężarki mają mniejszy moment bezwładności wirnika, a dawkowanie paliwa jest dokładniejsze, przez co efekt turbodziury jest mniejszy.
W celu ograniczenia tego zjawiska stosuje się też sterowanie wydajnością turbosprężarki. Możliwe są tu dwa sposoby ? sterowanie ilością spalin przepływających poprzez turbinę lub sterowanie geometrią przepływu.
W pierwszym rozwiązaniu stosuje się zawór obejściowy, który jest sterowany poprzez ciśnienie doładowywania ? gdy ciśnienie wytwarzane przez sprężarkę przekracza ustaloną przez konstruktora silnika wartość, zawór otwiera się i przepuszcza część spalin poza wirnikiem turbiny.
Drugim rozwiązaniem jest umieszczenie łopatek sterujących kątem pod jakim spaliny trafiają na łopatki wirnika. Przy małych prędkościach obrotowych silnika, spaliny uderzają w wirnik pod kątem zbliżonym do prostego i jednocześnie łopatki sterujące wytwarzają rodzaj dyszy przyspieszających przepływ spalin. Ograniczenie ciśnienia doładowania polega na kierowaniu strumienia spalin pod coraz ostrzejszym kątem względem łopatek turbiny przy jednoczesnym poszerzeniu kanału przepływu co powoduje ograniczenie prędkości spalin. Konstrukcyjnie rozwiązuje się to w ten sposób, że wirnik turbiny otacza rodzaj żaluzji kierujących przepływem spalin.
Pierwotnie ciśnienie doładowywania było sterowane czysto mechanicznie, we współczesnych silnikach samochodowych ciśnieniem steruje sterownik silnika, wykorzystując sygnały z czujników ciśnienia i ilości zassanego powietrza. Elementami wykonawczymi sterującymi zaworami lub żaluzjami są siłowniki pneumatyczne (wykorzystujące podciśnienie) sterowane elektrozaworami lub silniki krokowe ? tak jak w silniku 1,2 TSI grupy VW
W sprężarce rośnie temperatura powietrza w wyniku:
wzrostu ciśnienia (zgodnie z równaniem adiabaty),
przepływu ciepła przez elementy konstrukcyjne od gorących spalin do chłodniejszego powietrza.
Jest to zjawisko niekorzystne, gdyż obniża efekt działania turbosprężarki, oraz zwiększa temperaturę w momencie spalania. Zwiększenie temperatury wpływa niekorzystnie na elementy silnika, obniża sprawność silnika jak i zwiększa wydzielanie tlenków azotu. Aby obniżyć temperaturę sprężonego powietrza stosowany jest wymiennik ciepła zwany intercoolerem lub chłodnicą międzystopniową powietrza.
Źródło: http://pl.wikipedia.org/wiki/Turbospr%C4%99%C5%BCarka
Do czego służą sprężarki?
Z czym może się kojarzyć coś takiego jak sprężarka powietrza?
Bez wątpienia pierwszą myślą będą urządzenia używane w warsztatach. Czyli duży, solidny pojemnik ze stali na sprężone powietrze i połączony z nim silnik z kompresorem. Takie maszyny czy narzędzia mają bardzo szerokie zastosowanie - od pompowania opon samochodowych po malowanie natryskowe i napędzanie kluczy udarowych. Czyli takich fajnych kluczy wydających dość charakterystyczny dźwięk a służących do np. odkręcania kół.
Jednak sprężarki to nie tylko urządzenia warsztatowe - to również elementy układów hamulcowych samochodów ciężarowych. Co ciekawe to właśnie pneumatyczne a nie hydrauliczne układy hamulcowe są stosowane w ciężarówkach. Tak więc każdy TIR czy też ciężarówka ma na swoim pokładzie sprężarkę/kompresor i zasobnik sprężonego powietrza. Dlatego przy hamowaniu słuchać z ich strony takie "psssyyt".