gf0100p9900a

Mechanika silnika spalinowego, funkcje główne

Typ gf · temat 01.00 · wersja 0101 · 2020-03-26

Dotyczy: Silnik wszystkie (Samochód osobowy)

Umiejscowienie

Grupa funkcyjna 1 Silnik › 01 Silnik kompletny, odpowietrzenie silnika, głowica cylindrów, skrzynia korbowa › 01.00 Informacje ogólne — Seria 900 (modele 9**) · Seria 902 (modele 9**) · Seria 904 (modele 918, 919, 924, 925, 938, 943, 957) · Seria 906 (modele 917, 918, 924, 953)

EinPAS 15 Silnik › 15.15 Silnik spalinowy kompletny/obudowa silnika/mechanizm korbowy › 15.15.1 Informacje podstawowe — Seria 900 (modele 9**) · Seria 902 (modele 9**) · Seria 904 (modele 918, 919, 924, 925, 938, 943, 957) · Seria 906 (modele 917, 918, 924, 953)

Dotyczy też silników/skrzyń biegów: 139 ***, 254 ***, 256 ***, 272 ***, 276 ***, 282 ***, 457 9**, 541 9**, 542 9**, 608 ***, 700 4**, 700 420, 700 421, 700 422, 700 423, 715 3**, 715 5**, 722 6**, 722 9**, 724 ***, 724 0**, 724 033, 724 044, 724 045, 724 1**, 724 103, 724 114, 724 115, 724 120, 725 ***, 725 0**, 725 035, 725 037, 725 038, 725 085, 725 1**, 739 390, 739 391, 739 395, 739 396, 739 397, 739 398, 739 399, 740 698, 743 3**, 743 4**, 743 498, 746 971, 924 9**, 924 910, 925 9**, 926 9**

GF01.00-P-9900A

Mechanika silnika spalinowego, funkcje główne

06.03.2020

Silnik

wszystkie (Samochód osobowy)

Zestawienie

Ten dokument zawiera informacje na temat:

Informacje ogólne

Funkcja

Informacje ogólne

Silnik spalinowy jako silnik o posuwisto-zwrotnym ruchu tłoka charakteryzuje się pracą z oscylującym ruchem tłoka i wewnętrznym, cyklicznym spalaniem. Dzięki mechanicznemu współdziałaniu różnych grup konstrukcyjnych silnik o posuwisto-zwrotnym ruchu tłoka spręża mieszaninę powietrza z paliwem i przekazuje ciśnienie spalania jako moment obrotowy na wał korbowy.

Mechanika silnika spalinowego, funkcje główne

Ilustracja przykładowa napędu korbowegoM139

1

Skrzynia korbowa

2

Miska olejowa

3

Dolna część miski olejowej

4

Obudowa napędu rozrządu

5

Wałek wyrównoważający

6

Koło pośrednie

7

Wał korbowy

8

Korbowód

9

Tłok

10.1

Pierścień zgarniający olej

10.2

Minutowy pierścień

10.3

Pierścień ściskający

A

Powierzchnia robocza cylindra (powłoka NANOSLIDE®)

P01.00-A042-76

Funkcja

Skrzynia korbowa

Skrzynie korbowe obecnych silników wysokoprężnych i benzynowych Mercedesa są wykonane z aluminium. W wielu konstrukcjach silników powierzchnie robocze cylindrów są nakładane w procesie powlekania NANOSLIDE® bezpośrednio na wewnętrzne powierzchnie skrzyni korbowej. Silniki M260 i M264 oraz M270, M274 i M278 są wyposażone w tuleje cylindrowe wykonane z żeliwa szarego.

Jako centralny element obudowy silnika, który zazwyczaj składa się ze skrzyni korbowej, miski olejowej i skrzyni rozrządu, skrzynia korbowa wykonuje ważne zadania. Na przykład, absorpcja współdziałających sił z procesów spalania i oscylujących ruchów tłoków, jak również wysokich obciążeń termicznych. Mechanicznie, skrzynia korbowa stanowi wspornik dla wielu elementów silnika na ścianach zewnętrznych, w środku i mieści cały mechanizm korbowy. Istotnymi elementami mechanizmu korbowego są:

Wałek wyrównoważający z panewkami łożysk

Koła pośrednie

Wał korbowy z górnym i dolnym panewkami łożysk

Korbowód z panewkami łożysk

Sworzeń tłoka

Tłok

Pierścienie tłokowe

Trybologiczne wykonanie powierzchni roboczej cylindra i mechanizmu korbowego jest podstawą redukcji strat spowodowanych tarciem i wytrzymałości silnika. Ciśnienie spalania oddziałujące na tłok jest przekształcane na ruch linearny. Wynikający z tego napęd jest przekazywany poprzez korbowód na wał korbowy, w wyniku czego powstaje moment obrotowy.

Tłoki z ich pierścieniami tłokowymi są narażone na duże obciążenia mechaniczne i termiczne. Geometria i jakość powierzchni mają istotny wpływ na tworzenie mieszaniny i spalanie. Poza tym odpowiada on za odprowadzanie ciepła z komory spalania do oleju i płynu chłodzącego. Pierścienie tłokowe są projektowane w różnych geometriach z uwzględnieniem ich funkcji. Dolny pierścień, pierścień zgarniający olej, zgarnia olej silnikowy z powierzchni roboczej cylindra i w ten sposób dozuje film olejowy, po którym podczas skoku przesuwają się górne pierścienie tłokowe. Pierścień minutowy, umieszczony w środkowym rowku tłoka, kontroluje warstwę oleju, zarówno dla wystarczająco dobrych warunków trybologicznych, jak i grubości jego warstwy. Musi być ona bardzo cienka, aby straty oleju w wyniku odparowania były niewielkie. Pierścień minutowy uszczelnia również gazy spalinowe i wpływa na zachowanie silnika podczas wydmuchiwania poprzez interakcję z ruchem pierścienia dolnego. Prostokątny pierścień lub pierścień zaciskowy uszczelnia komorę spalania do skrzyni korbowej i odprowadza ciepło spalania do chłodzonej powierzchni roboczej cylindra. Mechaniczne naprężenie wstępne tego pierścienia tłokowego zapewnia uszczelnienie podczas rozruchu silnika i zapobiega trzepotaniu pierścienia przy dużych prędkościach obrotowych silnika.

Mechanizm korbowy jest umieszczony w skrzyni korbowej. Skrzynia korbowa ma przede wszystkim następujące zadania:

Łożyska wału korbowego i wału wyrównawczego

Układ łożysk z zamontowanym wałem wyrównawczym

Połączenie przekazujące napęd pomiędzy głowicą cylindrów a zespołem napędowym

Podparcie powierzchni roboczej cylindra i/lub tulei cylindrowych

Zintegrowane struktury kanałów do chłodzenia, smarowania, odpowietrzania

Mocowanie zespołów dodatkowych

Skrzynia korbowa ma dalsze punkty mocowania domontowanych elementów i tworzy olejo- i wodoszczelną komorę mechanizmu i komorę płynu chłodzącego.

Mechanika silnika spalinowego, funkcje główne

Mechanizm zaworowy
Mechanizm zaworowy określa moment i czas trwania zasysania świeżego powietrza oraz moment i czas trwania emisji spalonych gazów. Mechanizm zaworowy oraz przynależne komponenty są głównymi elementami głowicy cylindrów.
Mechanizm zaworów opisuje wymianę ładunku w silniku spalinowym. Głowica cylindrów ma następujące zadania:

Absorpcja sił ciśnienia w cylindrze

Chłodzenie obszarów blisko komory spalania

Smarowanie mechanizmu zaworów

Zamknięcie komory spalania do góry

Umiejscowienie świec zapłonowych lub dysz wtryskowychMechanizm zaworowy składa się głównie z następujących komponentów:

Zawory ssące i zawory wydechowe

Sprężyny zaworów

Dźwigienka zaworowa

Wałek rozrządu zaworów ssących i wydechowych.

Głowica cylindrów

Łańcuch rozrządu (lub pasek zębaty)Sterowanie wałka rozrządu zaworów ssących i wydechowych jest realizowane przez łańcuch rozrządu wału korbowy. Krzywki wałka rozrządu otwierają poprzez organy transmisyjne, np.  popychacz, przeciwnie do siły sprężyn zaworów zawory ssące i wydechowe. Siła sprężyn zaworowych ponownie zamyka zawory. Luz roboczy rozciąga się na cztery skoki, czyli dwa obroty wału korbowego. Zawory są otwierane i zamykane tylko raz, przy tylko jednym obrocie wałka rozrządu. Wałek rozrządu pracuje z połową prędkości obrotowej silnika wału korbowego.
Stosunek prędkości obrotowej pomiędzy wałem korbowym a wałkiem rozrządu wynosi 2 : 1.
Napęd paskowy
Napęd paskowy ma za zadanie przekazywanie ruchu obrotowego wału korbowego na zespoły dodatkowe, np. alternator, pompa wodna, sprężarka układu klimatyzacji i napędzania ich.
Napęd paskowy obejmuje przede wszystkim następujące komponenty:

Pasek klinowy

Napinacz paska

Bierne koła pasoweUkład smarowania silnika
Układ smarowania silnika służy do zasilania wszystkich wymagających smarowania i chłodzenia miejsc w silniku olejem smarnym, np. tłoka, panewek łożyska, dźwigienki zaworowi. Ciśnienie oleju zmienia się w zależności od prędkości obrotowej silnika.
Układ smarowania silnika obejmuje głównie następujące komponenty:

Pompa olejowa

Miska olejowa

Zawór pompy olejowej

Czujnik oleju

Moduł filtra oleju

Wymiennik ciepła oleju silnikowego Smarowanie silnika ma następujące zadania:

Smarowanie, w celu zmniejszenia strat energii i zużycia spowodowanego tarciem pomiędzy ślizgającymi się po sobie elementami.

Chłodzenie, w celu ochrony części silnika, ponieważ nie mogą one przekazywać ciepła bezpośrednio do płynu chłodniczego lub powietrza chłodzącego.

Uszczelnienie, do dokładnego uszczelnienia między elementami ślizgającymi się po sobie (np. pierścień tłokowy przy ścianie cylindra).

Czyszczenie, do usuwania i/lub wiązania ścierania, osadów i pozostałości spalania w oleju silnikowym.

Ochrona przed korozją.

Tłumienie odgłosów pracy silnika, ponieważ film smarny działa jako wytłumienie odgłosów i drgań.

Ilustracja przykładowa mechanizm zaworów M139

7

Wał korbowy

11

Łańcuch rozrządu

12

Prowadnica łańcuchowa z hydraulicznym napinaczem łańcucha

13

Wałek rozrządu zaworów wydechowych

14

Wałek rozrządu zaworów ssących

15

Sprężyny zaworów

16

Zawory ssące

17

Zawory wydechowe

18

Świece zapłonowe

P01.00-A043-76

Dalsze funkcje główne

Skrzynia korbowa, funkcje główne

GF01.40-P-1000A

Mechanizm zaworowy, funkcje główne

GF05.30-P-1000A

Napęd paskowy, funkcje główne

GF13.21-P-1001A

Smarowanie silnika, funkcje główne

GF18.00-P-1003A

Powiązane dokumenty