Silnik czterosuwowy – zasady działania. Jak zbudowany jest silnik 4-suwowy?

DMP i GMP, czyli budowa i zasada działania silnika czterosuwowego

Zarówno jednostki benzynowe, jak i te pracujące na oleju napędowym korzystają z czterech suwów pracy. Aby dobrze zrozumieć ten proces, należy rozwikłać skróty zacytowane wyżej tzn. DMP i GMP. Pierwszy z nich to Dolny Martwy Punkt tłoka. Porusza się on ruchem posuwisto-zwrotnym i w momencie maksymalnego oddalenia się od głowicy zaznacza się właśnie DMP. Z kolei GMP w silniku 4-suwowym i każdym innym określa Górny Martwy Punkt tłoka. Jest to miejsce, w którym element ten osiąga najwyższe położenie i najmniejszą odległość między denkiem a głowicą. Punkty te mają kluczowe znaczenie dla rozpoczynania i zakończenia konkretnych suwów pracy. Warto wyjaśnić je po kolei.

Silnik 4-suwowy – ssanie

Pierwszy z wymienionych etapów pracy silnika czterosuwowego rozpoczyna się w momencie powrotu tłoku z GMP w dół komory spalania. Zostaje wtedy otwarty zawór ssący, przez który do cylindra wpuszczana jest mieszanka paliwowo-powietrzna (lub samo powietrza w przypadku diesla). Suw ssania trwa do momentu osiągnięcia przez tłok DMP. Dzięki gwałtownemu ruchowi posuwistemu wytwarza się ciśnienie, które powoduje zassanie ww. mieszanki.

Silnik 4-suwowy – sprężanie

Następuje zaraz po ssaniu. Tłok z DMP zmierza do swojego GMP, a w chwili ruchu zwrotnego zawory ssące są zamykane. Zapobiega to wydostawaniu się z powrotem do układu dolotowego mieszanki paliwowo-powietrznej. Pod wpływem nacisku tłoka w silniku czterosuwowym następuje mocne sprężenie mieszanki o 90% jej początkowej objętości. Przed osiągnięciem minimalnej wartości objętości dochodzi do zapłonu. W praktyce ma ona miejsca na 5 stopni obrotu wałem korbowym przed GMP. Celem tego zabiegu jest przeprowadzenie spalenia mieszanki zaraz po przekroczeniu przez tłok GMP.

Silnik 4-suwowy – praca

W momencie zapłonu tłok z siłą niemal 5 ton zostaje odepchnięty z powrotem w kierunku wału korbowego. Wszystkie zawory są w pozycji zamkniętej, a dzięki zapłonowi i wytworzonej w ten sposób energii, możliwe jest nadanie układowi korbowo-tłokowemu momentu obrotowego i napęd kół pojazdu. Jeszcze przed osiągnięciem DMP cykl pracy kończy się.

Silnik 4-suwowy – wydech

W silnikach czterosuwowych suw wydechu następuje, zanim tłok zacznie zmierzać w kierunku zwrotnym do GMP. Nierozprężone jeszcze gazy zostają uwolnione przez zawory wydechowe i opuszczają komorę spalania. Ich resztki zostają usunięte w momencie powrotu do GMP i w chwili jego osiągnięcia cykl 4-suwowy zostaje powtórzony.

Silnik spalinowy czterosuwowy benzyna i diesel

Jak już wiesz, budowa silnika czterosuwowego jest podobna, jeśli chodzi o zapłon iskrowy i samoczynny. Jednak w momencie suwu ssania do komory spalania dostaje się jedynie powietrze. Podczas sprężania do cylindra wtryskiwane jest powietrze, które pod wpływem ogromnego wzrostu temperatury przez ściskane powietrze zostaje zapalone. Nie bierze w tym udziału świeca, ponieważ olej napędowy nie zapala się pod wpływem iskry. Jak widać, silnik czterosuwowy może mieć nieco odmienne konstrukcje. Obecnie na rynku dostępne są silniki czterosuwowe, które mają kontrolowany moment zapłonu, regulowany kąt wyprzedzenia wtrysku i posiadają komory wstępne i wielokrotne wtryski mieszanek ubogich i bogatych podczas jednego cyklu pracy. Wszystko po to, aby silniki czterosuwowe osiągały jeszcze większa moc i były bardziej ekologiczne. Z pewnością w przyszłości pojawią się jeszcze lepsze konstrukcje zapewniające niespotykane dotąd możliwości.