NOWOCZESNE KIERUNKI UKSZTAŁTOWANIA SIĘ UKŁADU KORBOWEGO

1. NOWOCZESNE KIERUNKI UKSZTAŁTOWANIA SIĘ UKŁADU KORBOWEGO

2. NA POCZĄTEK KILKA SŁÓW O UKLADZIE KORBOWYM Umożliwia zamianę ruchu posuwisto-zwrotnego na ruch obrotowy (np. w silniku spalinowym) i na odwrót (np. w sprężarce tłokowej). W skład układu korbowego wchodzą następujące elementy: -tłok (kompletny, wraz z pierścieniami: uszczelniającymi i zgarniającymi), -sworzeń tłokowy (umożliwia ruch korbowodu względem tłoka, w płaszczyźnie prostopadłej do osi wału korbowego), -korbowód, (osadzony z jednej strony na sworzniu tłokowym, z drugiej na wale korbowym), -wał korbowy.

3. RODZAJE UKŁADÓW KORBOWYCH STOSOWANYCH W SILNIKACH: RZĘDOWY WIDLASTY PRZECIWSOBNY GWIAZDOWY WANKLA

4. UKŁAD RZĘDOWY Bezsprzecznie najczęściej stosowanym, chciałoby się powiedzieć powszechnym rozwiązaniem jest pionowe ustawienie tłoków czyli tzw. układ rzędowy Pod względem dynamiki daleko mu jednak do ideału, a skala jego stosowania wynika z jednego prostego powodu - niskich kosztów wytwarzania. Silniki tego typu można dobrze wywarzyć mając do dyspozycji co najmniej sześć cylindrów, to jednak rzadkość ze względu na gabaryty. Silnik rzędowy o takiej liczbie "garów" będzie po prostu długi i trudny do zamontowania w większości samochodów. Ponadto rynkowe tendencje do ograniczania zużycia paliwa, spowodowały ze niemal kanonem stały się rzędowe czwórki.

5. ZASTOSOWANIE UKŁADÓW RZĘDOWYCH: • R2 - taki układ miał silnik stosowany w Polskim Fiacie 126p, wkrótce będzie seryjnie stosowany w niektórych modelach Fiat (najpierw Fiat 500), • R3 - układ znany m.in. z silnika stosowanego w samochodzie Daewoo Matiz czy Škoda Fabia • R4 - najpopularniejszy typ silnika rzędowego stosowany przez wielu producentów. Silnik używany także w tankietce Tančik vz.33, • R5 - silniki pięciocylindrowe rzędowe stosuje m.in. Volvo, Lancia, Ford, bardzo często Audi i dawniej Mercedes-Benz, • R6 - silniki sześciocylindrowe rzędowe stosuje m.in. Volvo, BMW, Opel i dawniej Mercedes-Benz, • R8 - silniki ośmiocylindrowe rzędowe stosowano głównie przed II wojną światową, niekiedy były to jednostki powstałe z połączenia szeregowego dwóch silników R4. Aby przejść do galerii, najedź na

6. POWRÓT POJAZDY Z UKŁADEM R2

7. POWRÓT POJAZDY Z UKŁADEM R3

8. POWRÓT UKŁAD R4 STOSOWANY W WIĘKSZOŚCI SAMOCHODÓW

9. POWRÓT POJAZDY Z UKŁADEM R5

10. POWRÓT POJAZDY Z UKŁADEM R6 POJAZDY Z UKŁADEM R6 SĄ PRODUKOWANE CORAZ CZĘŚCIEJ

11. POWRÓT POJAZD Z UKŁADEM R8

12. UKŁAD WIDLASTY Próbą rozwiązania problemu gabarytów i wywarzenia jest konstrukcja widlasta, czyli ustawienie cylindrów w dwóch rzędach pod kątem 90 lub 60 stopni . daje to znaczne skrócenie w stosunku do rzędówki i pozwala zabudować silnik o większej liczbie cylindrów w mniejszej przestrzeni. Jednak coś za coś, gdyż taka konstrukcja potrzebuje dwóch głowic, które wymagają precyzyjnej obróbki, co znacznie podnosi koszty. Układ widlasty nie jest ideałem, co najwyżej próbą zbliżenia się do niego. W kwestii dynamiki będzie górą, gdy jednostkę V6 porównamy z rzędową czwórką. Przeważają jednak opinie, że już sześć cylindrów w rzędzie pracuje lepiej niż ta sama ilość w układzie widlastym.

13. ZASTOSOWANIE UKŁADÓW WIDLASTYCH: • V2 - stosowane do napędu motocykli, np. Yamaha Virago, Yamaha V-Star • V4 - konstrukcja stosowana do napędu motocykli np. Honda VFR i samochodów m. in. V4 produkowane w kolońskiej fabryce Ford, stosowane w samochodach Ford Granada, Ford Taunus. Konstrukcja Forda zastosowana została również w Saabie 95. Silnik znalazł również zastosowanie w samochodach młodszych - Pontiac 1.8 L • V6 - najpopularniejsza konstrukcja sześciocylindrowych silników do napędu samochodów osobowych. Znajduje zastosowanie w wielu autach - stosowane przez konstruktorów znakomitej większości modeli aut. Warto wymienić również konstrukcje VR6 - silnik Volkswagena o niewielkim kącie rozwidlenia. • V8 - np. w Audi V8 3.6, 4.2 L BMW 3.0 do 4.4L , silniki Mercedesa, oraz silniki bolidów F1. Konstrukcja bardzo często stosowana jako jednostka napędowa samochodów amerykańskich, • W8 - silnik podwójnie widlasty, zbudowany z dwóch połączonych jednostek V4. Montowany był w samochodzie Volkswagen Passat W8. • V10 - np. Audi, Lamborghini, Dodge Viper, Volkswagen Touareg ,Volkswagen Phaeton (diesel), BMW M5 i M6 oraz do 2005 roku silniki bolidów F1. • V12 - np. Aston Martin, Audi, BMW, Ferrari, Lamborghini, Mercedes-Benz, • W12 - silnik podwójnie widlasty, zbudowany z trzech rzędów po 4 cylindry każdy. Koncern VW produkuje silniki W12 w innej konfiguracji (oznaczane czasem WR12), zbudowane z czterech rzędów (dwóch połączonych jednostek V6) po 3 cylindry każdy • V16 - układ stosowany w dużych silnikach kolejowych i okrętowych oraz do celów energetyki. Stosowany również do napędu samochodów osobowych marki Cadillac przed II wojną światową • W16 - silnik podwójnie widlasty, w samochodach koncernu VW zbudowany z czterech rzędów (dwóch połączonych jednostek V8) po 4 cylindry każdy • V18 - układ stosowany w dużych silnikach kolejowych i okrętowych oraz do celów energetyki. • V20 - układ stosowany w silnikach okrętowych oraz do celów energetyki. • V24 - układ stosowany w silnikach okrętowych oraz do celów energetyki.

14. ZASTOSOWANIE UKŁADU V2

15. ZASTOSOWANIE UKŁADU V4

16. ZASTOSOWANIE UKŁADU V6 STOSOWANY WE WSZYSTKICH MARKACH SAMOCHODÓW

17. ZASTOSOWANIE UKŁADU V8

18. ZASTOSOWANIE SILNIKÓW V12

19. ZASTOSOWANIE UKŁADÓW V16

20. ZASTOSOWANIE UKŁADU V18-V24

21. UKŁAD PRZECIWSOBNY Tłoki ustawiono poziomo, tak, by pracowały ułożone przeciwsobnie, na tym samym poziomie co wał korbowy. Powstanie tzw. bokser o cylindrach rozchylonych o kąt 180 stopni . Tutaj również potrzebne są dwie głowice, lecz wydatek opłaca się znacznie bardziej. Wyważenie silnika jest bardzo dobre już przy czterech cylindrach, przy sześciu idealne. Tylko że... Nie jest to może wada, ale trzeba wspomnieć - silnik wprawdzie zajmuje mało miejsca, lecz jego nietypowy, płaski kształt ogranicza użycie do zastosowań "specjalnych" - stąd boksery najczęściej siedzą z tyłu... a właściwie leżą.

22. ZASTOSOWANIE UKŁADU PRZECIWSOBNEGO: Silniki tego typu znane też pod nazwą "silnik bokser" tradycyjnie stosowane są w motocyklach firmy BMW, czy samochodach firm Subaru, Porsche, oraz starszych modelach Alfa Romeo. ZOBACZ GALERIĘ

23. POJAZDY Z SILNIKIEM PRZECIWSOBNYM

24. UKŁAD WANKLA Konstrukcja Wankla, zaliczana do rodziny silników spalinowych tłokowych ze względu na analogiczną zasadę przemiany energii, jej budowa i kinematyka jest jednak całkiem inna. Tłok ma tutaj kształt zbliżony do trójkąta, nie wykonuje ruchu postępowo zwrotnego lecz obrotowy, a komorę spalania tworzą jego zewnętrzne ścianki i powierzchnia cylindra. Powierzchnia cylindra jest ukształtowana w ten sposób, że obracanie się tłoka powoduje zmiany objętości komory spalania, co umożliwia realizację tego samego, czterofazowego cyklu działania, znanego z układów tłokowo korbowych. Trójkątny tłok ma trzy powierzchnie robocze, dzięki czemu jednoczenie przebiegają trzy cykle, znajdujące się w danym momencie w różnych fazach. Ponadto w silnikach Wankla uzyskuje się od razu energię kinetyczną w postaci ruchu obrotowego, który wystarczy przekazać na wał za pomocą przekładni zębatej. Te czynniki w połączeniu z kołowym przekrojem wału i zastąpieniem ruchu postępowo-zwrotnego tłoka ruchem obrotowym, pozwalają osiągnąć niespotykany w innych konstrukcjach poziom kultury pracy. Z mechanicznego punktu widzenia wadę stanowi tu trudność realizacji uszczelnienia pomiędzy tłokiem a cylindrem

25. ZASTOSOWANIE UKŁADU WANKLA: Wraz z rozwojem techniki firma Mazda pokonała te problemy i zastosowała swój silnik w samochodzie Mazda RX-7. Obecnie już nie produkuje się tego modelu. Zastąpił go nowszy Mazda RX-8. Zastosowany w modelu RX-8 silnik Wankla nazwano Renesis. Kilkakrotnie zdobył nagrody za najlepszy silnik roku. Konstrukcja silnika jest na tyle uniwersalna, że firma Mazda testuje silnik Wankla – Renesis używający jako paliwa wodoru (RX-8 Hydrogen RE concept car). ZOBACZ GALERIĘ

26. SAMOCHÓD Z UKŁADEM WANKLA

27. UKŁAD GWIAZDOWY W układzie tym cylindry umieszczone są promieniowo na obwodzie koła, z centralnym wałem korbowym. Silnik gwiazdowy może zawierać od trzech do kilkunastu cylindrów. Silnik taki może mieć obieg zarówno dwusuwowy jak i czterosuwowy. W przypadku tego drugiego (ponad 90% konstrukcji) ilość cylindrów w danej gwieździe jest zawsze nieparzysta. Kilkunastocylindrowe silniki gwiazdowe budowane są w układzie podwójnej, a czasem i poczwórnej gwiazdy (np. silniki do Douglas DC-7). Układy gwiazdowe chłodzone są powietrzem.

28. ZASTOSOWANIE UKŁADU GWIAZDOWEGO: Silniki tego typu stosowane są przede wszystkim do napędzania samolotów śmigłowych ze względu na lekkość (dzięki chłodzeniu powietrzem) i dużą odporność na uszkodzenia oraz dobre warunki chłodzenia, rzadziej do innych zastosowań. Nietypowym przykładem jest 42-cylindrowy chłodzony wodą silnik M503 w układzie sześciokrotnej gwiazdy stosowany np. na kutrach rakietowych Osa ZOBACZ GALERIĘ

29. ŚRODKI TRANSPORTU Z UKŁADEM GWIAZDOWYM

30. WYKONAŁ: ADAM KULESZA II TPS. rok szkolny 2009/2010