Nie każdy kierowca zna podstawy budowy i działania silnika samochodowego, co jednak może okazać się niezwykle pomocne w utrzymaniu prawidłowego funkcjonowania pojazdu. Dlatego też w poniższym przewodniku dowiedzą się Państwo o podstawach pracy silnika spalinowego oraz głównych różnicach pomiędzy silnikami benzynowymi a silnikami Diesla, i nie tylko. Mamy nadzieję, że w ten sposób pomożemy Państwu w znacznie lepszej orientacji zarówno co do nazewnictwa  jak i funkcji  poszczególnych elementów silnika samochodowego  oraz w zrozumieniu działania nowoczesnej technologii motoryzacyjnej.

Czytaj więcej: Przegrzanie silnika: Co należy zrobić, gdy silnik się przegrzeje?

Podstawowa funkcja silników

Poszukiwanie części samochodowych online to codzienność dla wielu kierowców, ponieważ jest ono o wiele mniej czasochłonne niż szukanie ich u poszczególnych dealerów samochodowych. Warto wiedzieć, że wiele części silnika można dość łatwo samodzielnie wymienić. Do tego potrzebne są nie tylko odpowiednie narzędzia, ale też niezwykle pomocnym może okazać się posiadanie pewnego rudymentarnego mechanicznego know-how dotyczącego  znajmość podstaw budowy oraz działania silników.

Zasadniczo wszystkie silniki są do siebie podobne. Mieszają paliwo z powietrzem i poprzez spalanie uwalniają energię. W ten sposób powstaje siła liniowa, która jest przechwytywana przez kilka tłoków a następnie wykorzystana do obracania kół i poruszania pojazdu do przodu.

Co to sÄ… silniki spalinowe?

Istnieją dwa rodzaje silników spalinowych, te o spalaniu wewnętrznym i te o spalaniu zewnętrznym. U podstawy tej klasyfikacji leży proces spalania, który wykorzystują oba rodzaje.

W silnikach spalinowych wewnętrznych mieszanka paliwowo-powietrzna jest zasysana do komory spalania, gdzie ulega spaleniu. Gazy spalinowe rozprężają się w komorze spalania, co powoduje ruch tłoków pracujących w cylindrach, które przy pomocy korbowodów napędzają wał korbowy, a to z kolei zostaje przekształcane w ruch obrotowy, co napędza pojazd do przodu. Tak  właśnie w uproszczeniu działa silnik samochodowy. Dla porównania, spalanie zewnętrzne opiera się na zewnętrznym systemie zapłonowym, jak np. ogień węglowy do podgrzewania wody. Taki system można znaleźć w silniku parowym.

Podstawy działania silnika

Nowoczesne silniki, niezależnie od tego, czy mówimy o silniku benzynowym czy wysokoprężnym, posiadają systemy bezpośredniego wtrysku paliwa, które w połączeniu z systemem wlotu powietrza tworzą mieszankę paliwowo-powietrzną. Trafia ona do głównego korpusu bloku silnika, zwanego inaczej blokiem cylindrów, wykonanego zazwyczaj z jednego kawałka metalu. W silniku z zapłonem iskrowym, ściany cylindra w bloku zawierają mini-wybuch, który następuje przy każdym suwie mocy silnika.

Zawory wlotowe pomagają odciąć spalanie w bloku cylindrów, aby nie doszło do zapalenia się zbiornika gazu. Mieszanka paliwowo-powietrzna jest zapalana przez świece zapłonowe, które działają na prąd elektryczny. To wyciska tłok, ponieważ wynikający ze spalania gaz próbuje się rozszerzyć, ale ta ekspansja jest ograniczona przez ścianę cylindra bloku silnika w silniku benzynowym.

W wyniku popchnięcia tłoka w górę cylindra powstaje ruch posuwisto-zwrotny i tłok porusza się dalej wzdłuż jednej osi ruchu. Nazywa się to suwem spalania. Dalsza energia zostaje uzyskana w momencie suwu sprężania, kiedy tłok powraca do poprzedniej pozycji. W tym celu sprężyny zaworowe pomagają zaworom wydechowym otwierać się i zamykać w zależności od tego, czy tłok znajduje się w suwie pracy-mocy, czy w suwie wydechu. W silniku czterosuwowym występują cztery fazy:

• Suw ssania, który skutecznie zasysa paliwo.
• Suw sprężania, który zamyka zawory, aby utworzyć chwilowo zamkniÄ™ty cylinder oraz sprężyć  paliwo i powietrze gotowe do spalania.
• Suw pracy-mocy, który jest spowodowany samym procesem spalania.
• Suw wydechu, który otwiera zawór wydechowy w gÅ‚owicy cylindra. Po otwarciu zaworów wydechowych spaliny przedostajÄ… siÄ™ do ukÅ‚adu wydechowego, a nastÄ™pnie do rury wydechowej.

Silniki czterocylindrowe mają dwa tłoki pracujące w danym momencie w tandemie, które za pomocą paska rozrządu pozostają w jednej linii ze sobą i otwierają się w przewidzianym dla nich momencie.

Elementy składowe silnika

W głowicy cylindra znajduje się wiele elementów potrzebnych do pracy silnika samochodowego. Głowica cylindra zawiera między innymi:

• UszczelkÄ™ gÅ‚owicy
• Åšwiece zapÅ‚onowe
• Zawory dolotowe i wylotowe

Inne, dobrze znane elementy, które usprawniają pracę silnika i zapewniają oszczędne zużycie paliwa to: miska olejowa oraz pompa olejowa. Olej silnikowy jest niezbędny do utrzymania optymalnej wydajności silnika i nie dopuszcza do jego przegrzania. Równie ważną rolę pod tym względem odgrywa dobry stan filtra oleju.

Oprócz oleju silnikowego, wszystkie konstrukcje silników cieplnych potrzebują również pierścieni tłokowych. To właśnie one, poza funkcją uszczelniania i zbierania oleju ze ścianek cylindrów, odpowiedzialne są za chłodzenie mechanizmu poprzez odprowadzanie ciepła przejmowanego przez tłok podczas procesu spalania do schłodzonej gładzi cylindra.

Niezbędny do rozpoczęcia samego procesu spalania jest rozrusznik, natomiast przy pomocy korpusu przepustnicy utrzymywana jest prędkość obrotowa silnika. Producenci samochodów używają korbowodów, aby przenieść ruch posuwisto-zwrotny tłoka na wał korbowy, który napędza koła pojazdu za pomocą wałka rozrządu. Wiele nowoczesnych samochodów ma podwójny wałek rozrządu w celu zwiększenia wydajności.

Wyszukiwanie odpowiedniego rodzaju części samochodowych nie zawsze jest łatwe, ponieważ producenci używają różnych elementów, które rzadko mogą być wymieniane między sobą. Najlepiej szukać po numerze identyfikacyjnym VIN pojazdu, bądź za pomocą oryginalnego numeru części OE. W ten sposób znalezienie pasujących części jest łatwiejsze, i to nie tylko na stronach internetowych takich jak Autoparts24. Podobnie można również znaleźć części samochodowe OEM, które zostały wykonane przez producentów oryginalnego wyposażenia dla danego modelu pojazdu, jak również oryginalne części OE. Kierowcy mogą również korzystać z numeru silnika, aby odnaleźć odpowiednie elementy zamienne. Poniżej wymieniono te z nich, które są obecnie najczęściej  wyszukiwane.

Blok silnika

Jest to pojedynczy blok metalu, zazwyczaj stali, który tworzy integralną strukturę, w której pracują ruchome części silnika.

Komora spalania

Składa się z cylindra, tłoka i głowicy. To tutaj paliwo miesza się z powietrzem i ulega spalaniu.

GÅ‚owica cylindra

Głowice cylindrów to kawałki metalu, które znajdują się nad cylindrami bloku silnika i tworzą w górnej części komory przestrzeń do spalania.

TÅ‚ok

Jak już wspomnieliśmy, tłoki poruszają się w każdym cylindrze tam i z powrotem.

Wał korbowy

Ten element konwertuje ruch posuwisto-zwrotny tłoka i przekształca go w siłę obrotową. To dzięki niemu wytwarzany jest moment obrotowy.

Wałek rozrządu

Wraz z wałem korbowym, wałek rozrządu umożliwia współpracę wszystkich cylindrów, zapewniając skoordynowaną pracę zaworów.

Układ rozrządu

To złożony mechanizm, który steruje dopływem powietrza do cylindrów silnika. System ten wykorzystuje pasek lub coś podobnego, aby utrzymać wałek rozrządu w synchronizacji z resztą ruchomych elementów silnika a tym samym zapewnić miarową i wydajną pracę silnika.

Valvetrain – inteligentny system zmiennych faz rozrzÄ…du

Dzięki temu systemowi aktywnego sterowania zaworami i regulacją faz rozrządu zawory w każdym cylindrze otwierają się i zamykają poprzez system siłowników hydraulicznych dwustronnego działania.

Zawory

Zawory zapobiegają przedostawaniu się większej ilości paliwa i powietrza do komory spalania podczas zapłonu. Pomagają one również w bezpieczny sposób uwalniać szkodliwe gazy z silnika.

Popychacz dźwigniowy/zaworowy

Są to ramiona, które są naciskane, gdy w kontakt z nimi wchodzi wałek rozrządu. W zależności od tego ile obrotów produkuje samochód w danym momencie, mogą one więc naciskać w górę bądź w dół na zawory.

Popychacze hydrauliczne i podnośniki

Jeśli konstrukcja silnika sprawia, że wałek rozrządu nie styka się bezpośrednio z popychaczem zaworowym, do utworzenia fizycznego połączenia między nimi stosuje się popychacze hydrauliczne lub podnośniki.

Dysze wtryskowe paliwa

Systemy wtrysku paliwa w dużej mierze zastąpiły dziś staromodne gaźniki. Komponenty te rozpylają paliwo bezpośrednio do każdego cylindra, dzięki czemu odpowiednia ilość jest dostarczana za każdym razem dokładnie tam, gdzie jest potrzebna.

Świeca zapłonowa

Jest to element elektryczny, który tworzy iskrę przy każdym nowym wtrysku paliwa. W ten sposób zostaje rozpoczęty proces spalania, od którego wzięły nazwę  silniki spalinowe.

Trzy główne elementy potrzebne do pracy silnika

Ważny zespół elementów mechanicznych, który zapewnia bezpieczną pracę silnika, to układ rozrządu. Składa się on z zaworów, dźwigni zaworowych, korbowodu i popychaczy. Kolejnym elementem niezbędnym do sprawnej pracy silnika jest kolektor dolotowy. Urządzenie to dostarcza odpowiednią ilość paliwa i powietrza do cylindrów. Jednym z innych ważnych elementów, który czasami może ulec awarii, jest pasek rozrządu, część systemu rozrządu silnika. Zasadniczo utrzymuje on synchronne działanie silnika i pomaga koordynować pracę wału rozrządu i wału korbowego.

Akcesoria pomocnicze silnika

Należy pamiętać, że niektóre elementy pod maską samochodu nie są częściami silnika, ale akcesoriami, które pomagają w jego pracy. Do tej grupy należy na przykład miska olejowa. Zbiera ona jedynie zużyty olej, który wtedy może zostać przefiltrowany i ponownie wykorzystany jako olej silnikowy. Podobnie jest z filtrem powietrza w silniku. Ten element wyposażenia dodatkowego pomaga usuwać cząsteczki powietrza, które w przeciwnym razie mogłyby dostać się do komory spalania.

Czym są napędzane silniki samochodowe?

Istnieją dwa podstawowe źródła paliwa dostępne obecnie na rynku, benzyna i olej napędowy. Oba wykorzystują proces spalania oraz posiadają kilka wspólnych części, takich jak wtryskiwacz paliwa, korbowód czy kolektor. Ale w zależności od typu silnika ich konstrukcja może się stosunkowo różnić, tak iż niewiele z nich jest ze sobą kompatybilnych.