Silnik w samochodzie osobowym

Od silnika samochodu oczekujemy niezawodności. Każdego dnia silnik tak jak dla nas serce daje życie stanowi dla samochodu źródło jego poruszania się po drodze. Jest niezbędny. Bez niego samochód nie spełnia swojego zadania jakim jest przemieszczanie się z punktu A do punktu B. 

Człowiek od czasów, gdy rozwój technologiczny nabierał coraz większego rozpędu tworzył rozmaite konstrukcje mające napędzać pojazdy i pozwolić na przemieszczanie się bez używania powozów konnych. Jedne były mniej udane a inne dawały nadzieje na osiagnięcie sukcesu. Od początku XIX wieku do czasów obecnych silnik ewaluował zmieniając swoją budową, funkcjonowanie a także osiągał większą moc. Pierwszy silnik spalinowy Karla Benza rozwijał moc niecałego 1 KM i pozwalał na przewożenie łącznie 2 osób z prędkością 12 km/godz. A dzisiaj jak wiecie powstają silniki o mocy powyżej 1000 KM rozpędzające pojazdy do ogromnych prędkości - najlepszy przykład Bugatti Veyron z silnikiem 1184 KM i prędkości maksymalnej 431 km\godz.

Najczęściej użytkowanym w samochodach jest silnik spalinowy tłokowy. Produkowane są również samochody wyposażone jedynie w silnik elektryczny, czyli samochody elektryczne. Innym rodzajem napędu stosowanym w samochodzie jest napęd hybrydowy, będący połączeniem silnika spalinowego i silnika elektrycznego.

SILNIK SPALINOWY TŁOKOWY

To silnik cieplny o spalaniu wewnętrznym, w którym energia eksplozji spalanego paliwa zamieniana jest w energię mechaniczną. Energia cieplna powstała ze spalonego paliwa jest wynikiem ogromnego wzrostu ciśnienia w cylindrze, gdzie rozprężające się gazy spalinowe przemieszczają tłok, który za pomocą korbowodu wymusza obrót wału korbowego silnika. Silniki spalinowe tłokowe mogą być zasilane paliwem ciekłym lub gazowym (zwykle gazem ziemnym lub mieszaniną propan-butan).

Do sprawnej pracy silnika wykorzystywane są różnego typu układy odpowiedzialne za konkretne zadania.

• układ rozruchowy

Jego celem jest wprawienie wału korbowego w ruch z prędkością obrotową, umożliwiającą rozpoczęcie spalania sprężanej mieszanki paliwowo-powietrznej.

• układ smarowania

Jego zadaniem jest dostarczenie czynnika smarującego (najczęściej oleju) we wszystkie miejsca, w których występuje tarcie. 

• układ chłodzenia

Ma za zadanie zapewnienie odpowiedniej temperatury podczas pracy silnika poprzez odprowadzania z niego nadmiaru ciepła. 

• układ zapłonowy

Jest układem odpowiedzialnym za prawidłowy zapłon mieszanki paliwowo-powietrznej oraz za prawidłowy przebieg procesu spalania. 

• układ zasilania

Jest układem odpowiedzialnym:

- za doprowadzenie czynnika zasilającego (paliwa) od zbiornika paliw do jednostki napędowej oraz  

- za zapewnienie odpowiedniej dawki paliwa koniecznej do uzyskania odpowiedniego składu mieszanki paliwowo-powietrznej

• układ rozrządu 

Jego zadaniem jest sterowanie urządzeniami, które mają na celu doprowadzenie powietrza lub mieszanki paliwowo-powietrznej do komory spalania oraz jak najszybsze i prawidłowe odprowadzenie z niej spalin.

SILNIK ELEKTRYCZNY

To silnik, w którym energia elektryczna zamieniana jest na energię mechaniczną. Energia używana w pojeździe do napędu silnika elektrycznego jest zmagazynowana wcześniej w pokładowych akumulatorach. Dawniej akumulatory zabierały dużo miejsca i znacznie zwiększały ciężar auta. Obecnie ich rozmiary są znacznie mniejsze i pozwalają kumulować więcej energii. Zazwyczaj umieszczane są one w tylnej części samochodu lub pod spodem auta, w zależności od ich ilości czy też modelu samochodu i jego karoserii. Stosuje się rozwiązania, gdzie zamiast jednego dużego silnika wykorzystuje się mniejsze odpowiednio rozlokowane tak, aby bez problemu mogły sterować napędem i kołami samochodu. Energia z akumulatorów przekazywana jest do silnika, skąd kierowana jest do kół bezpośrednio lub też przy zastosowaniu odpowiednich mechanizmów i przekładni. Nad tym, aby z akumulatorów do silnika popłynęła energia o odpowiedniej mocy, co gwarantuje właściwą prędkość i osiągi pojazdu czuwa odpowiedzialny za to sterownik mocy. W celu wydajniejszego wykorzystania baterii często stosowane jest rozwiązanie, które polega na odzyskiwaniu części energii w czasie hamowania, co zwiększa maksymalny zasięg pojazdu nawet o około 20 procent.

NAPĘD HYBRYDOWY

To połączenie dwóch rodzajów napędu do poruszania samochodu. Najczęściej napędem tym jest połączenie silnika spalinowego i silnika elektrycznego. Silnik elektryczny służy do ruszania oraz pokonywania niewielkich odległości przy małych prędkościach najczęściej w korkach, kiedy to zużycie paliwa w silniku spalinowym jest największe. Dzięki wydajnemu systemowi odzyskiwania energii z hamowania (akumulator hybrydowy) "hybrydy" nie potrzebują ładowania energii z zewnętrznego źródła. Zatem jazda "hybrydą" w trybie elektrycznym nic nie kosztuje i znacząco przyczynia się do obniżenia średniego zużycia paliwa.

Napędy hybrydowe możemy podzielić na:

• szeregowe

Silnik spalinowy pracuje cały czas w optymalnym zakresie obrotów napędzając generator prądu. Energia z generatora jest przekazywana do silnika napędowego a nadmiar energii do akumulatorów. Silnik elektryczny w razie potrzeby może również korzystać z energii zgromadzonej w akumulatorach.

• równoległe

Silnik spalinowy jest mechanicznie połączony z kołami. Gdy potrzebna jest duża moc, silnik elektryczny i spalinowy mogą pracować równolegle. Podczas hamowania silnik elektryczny jest generatorem. Jeśli silnik elektryczny ma odpowiednio dużą moc, odłączenie silnika spalinowego umożliwia jazdę w trybie elektrycznym przy wykorzystaniu energii z akumulatora.

• szeregowo-równoległe 

To kombinacja układu szeregowego i równoległego. W tego rodzaju napędzie hybrydowym specjalna przekładnia planetarna łączy ze sobą silnik spalinowy, generator i połączony z kołami silnik elektryczny. Dokonuje ona podziału prędkości obrotowej wału silnika spalinowego między koła i generator. Pozwala ponadto sumować momenty obrotowe silnika spalinowego i elektrycznego, pełniąc tym samym rolę sterowanej elektronicznie bezstopniowej skrzyni biegów.