Silnik średnioprężny - Polski Serwis Naukowy

Przekrojowy schemat silnika średnioprężnego z obiegiem dwusuwowym:
1. gruszka żarowa
2. cylinder
3. tłok
4. skrzynia korbowa

Podgrzewanie lampą lutowniczą gruszki żarowej przed rozruchem

Wczesny ciągnik Lanz Bulldog z silnikiem średnioprężnym, z charakterystyczną wystającą z przodu gruszką żarową.

Silnik średnioprężny (znany też pod nazwą silnik o zapłonie żarowym, rzadziej "silnik żarowy") — silnik spalinowy, konstrukcyjnie historyczny, w którym zapłon paliwa następuje w nagrzanej, niechłodzonej gruszce żarowej. Obecnie w silnikach Diesla zapłon inicjowany jest przez wysokie ciśnienie sprężania (16 - 24 atm.), co powoduje wytworzenie temperatury zapłonu w cylindrze. W silniku żarowym zamiast wysokiego sprężenia stosowano mocno rozgrzaną (do czerwoności) komorę spalania.

Gruszka żarowa - to konstrukcyjna część głowicy silnika cieplnego spalinowego działającym w niespotykanym dziś (historycznym) układzie silnika średnioprężnego. Była to celowo nie chłodzona część głowicy, której wysoka temperatura umożliwiała zapłon paliwa (najczęściej nafty). Gdy silnik był zimny, gruszkę żarową należało wstępnie rozgrzać przy pomocy palnika lutowniczego tuż przed uruchomieniem.

Patataj (papaj) to prosty silnik spalinowy stosowany do napędu maszyn. Nazwa pochodzi od charakterystycznego odgłosu pracy. Powstał przez unowocześnienie i uproszczenie lokomobili benzynowej.

Początki

Autorem pierwszego takiego silnika oraz patentu na niego jest Herbert Akroyd Stuart. Opracował i zgłosił go do opatentowania w maju 1890 r.

Silniki te pracowały przy stopniu sprężania od 4,5 (Ursus C-45 – 4,75), a więc niższym niż stopień sprężania silników benzynowych. Można je było zasilać niemal każdym dostępnym paliwem - benzynami lekkimi, spirytusem, naftą, benzynami ciężkimi, olejem napędowym (używanym najczęściej), parafiną lub mazutem.

II wojna światowa – największy konflikt zbrojny w historii świata, trwający od 1 września 1939 do 2 września 1945 (w Europie do 8 maja 1945), obejmujący zasięgiem działań wojennych prawie całą Europę, wschodnią i południowo-wschodnią Azję, północną Afrykę, część Bliskiego Wschodu i wszystkie oceany. Niektóre epizody wojny rozgrywały się nawet w Arktyce i Ameryce Północnej. Poza większością państw europejskich i ich koloniami, brały w niej udział państwa Ameryki Północnej i Ameryki Południowej oraz Azji. Głównymi stronami konfliktu były państwa osi i państwa koalicji antyhitlerowskiej (alianci).

Silnik spalinowy — silnik wykorzystujący sprężanie i rozprężanie czynnika termodynamicznego (gazu) do wytworzenia momentu obrotowego lub siły. Sprężany jest gaz "zimny", a rozprężany — "gorący". Do sprężenia gazu zimnego zużywana jest mniejsza ilość energii mechanicznej niż uzyskuje się z rozprężania. Z tego powodu energia uzyskana z rozprężania zużywana jest do sprężania gazu i do napędu dowolnej maszyny. Gorący gaz uzyskuje się w wyniku spalenia paliwa, stąd nazwa: silnik spalinowy.

Silniki tej konstrukcji mogły pracować w obiegu dwusuwowym (jak na załączonym rysunku) lub czterosuwowym. W pierwszym przypadku głowica nie zawierała zaworów, a ładunek był zasysany do skrzyni korbowej skąd kanałem przelotowym dostawał się nad tłok do cylindra, jak w klasycznych silnikach dwusuwowych z przepłukiwaniem poprzecznym. Dlatego stosowano tłok z deflektorem, który zapobiegał przedmuchom świeżego powietrza wprost do kanałów wylotowych. W obiegu czterosuwowym były dwa zawory w głowicy, dodatkowo wyposażone w odprężnik dla ułatwienia rozruchu.

Deflektor (dosł. odchylacz) – część motocykla żużlowego, umieszczona za tylnym kołem. Wyłapuje on strumień okruchów nawierzchni wyrzucany spod koła. Tym samym chroni zawodników jadących z tyłu, gdyż uderzenie strumieniem kamyków jest bardzo bolesne i może prowadzić do upadku zawodnika. Deflektory zaczęły się pojawiać na przełomie XX i XXI wieku. Wymyślił je Nowozelandczyk Barry Briggs.

Lutlampa (inaczej lampa lutownicza) – przyrząd w formie palnika, zasilany paliwem ciekłym (benzyna, nafta) lub lotnym (propan butan). W przypadku zasilania paliwem ciekłym do uzyskania wstępnego ciśnienia niezbędnego do rozpalenia palnika stosowana jest wbudowana w palnik ręczna pompka.

Zalety i wady

Silniki średnioprężne cechują się zaletami takimi jak:

bardzo dużą prostotą budowy,

niewrażliwością na czystość paliwa,

dużą trwałością,

możliwością pracy na niemal każdym dostępnym paliwie.

Posiadają też i wady takie jak:

bardzo duży ciężar jednostkowy (niskie wysilenie silnika),

niskie obroty pracy (nie więcej niż 1000 rpm, a zwykle nie więcej niż 500-600 rpm),

bardzo małą moc jednostkową – sprawność na poziomie 12%,

dość duże jednostkowe zużycie paliwa,

bardzo kłopotliwy rozruch, zwłaszcza zimą (niezbędna jest lampa lutownicza do podgrzania gruszki żarowej),

duże wibracje w przypadku silnika jednocylindrowego.

Był stosowany zasadniczo do napędu stacjonarnych urządzeń i ciągników rolniczych np. Ursus C-45. W ich produkcji specjalizowała się firma Lanz Bulldog od roku 1921 stosując go w swych ciągnikach rolniczych aż do połowy lat 50-tych.

Wysilenie silnika - uzyskiwana przez silnik moc jednostkową oraz wielkość średniej prędkości tłoka w cylindrze i wartość średniego ciśnienia użytecznego uzyskiwanego w silniku. Te trzy czynniki mają wpływ na stopień wysilenia silnika.

Mazut, ciężki olej opałowy - oleista ciecz będąca pozostałością po destylacji niskogatunkowej ropy naftowej w warunkach atmosferycznych (ciśnienie normalne), w temperaturze 250 do 350 °C. Składa się z węglowodorów wysokocząsteczkowych.

Silnik średnioprężny należy do silników o znaczeniu historycznym, jego rola w Polsce była istotna tuż po zakończeniu II wojny światowej, w zniszczonym działaniami wojennymi kraju, gdzie nie było dostępu do specjalistycznych narzędzi a liczyła się prostota budowy i eksploatacji.

Głowica cylindra - część w silniku spalinowym zamykająca cylinder, lub cylindry (głowica wspólna) silnika od strony denek tłoka (zwykle więc od góry, choć niekoniecznie - patrz silniki typu boxer, leżące, w układzie V, lub lotnicze - w układzie gwiazdy, odwróconego V itp), umożliwiając tym samym dokonanie sprężania czynnika roboczego (powietrza w silnikach o zapłonie samoczynnym, mieszanki paliwowo-powietrznej w większości silników o zapłonie iskrowym) w przestrzeni pomiędzy tłokiem, a właśnie głowicą. Poza tą podstawową funkcją, głowica spełnia jeszcze kilka innych ważnych zadań, których zakres zależy od jej konstrukcji.

Eter naftowy (nazywany też lekką benzyną lub benzyną ekstrakcyjną) – mieszanina węglowodorów (głównie alkanów) pochodząca z procesu rektyfikacji ropy naftowej o średniej temperaturze wrzenia 70-90 °C. Eter naftowy zawiera zwykle mieszaninę izomerów pentanu, heksanu i heptanu w różnych proporcjach, zależnie od temperatury wrzenia.

Przypisy

↑ How a Hot Bulb Engine Works

Zobacz też

W Wikimedia Commons znajdują się multimedia związane z tematem:
Silnik średnioprężny

patataj

Bibliografia

Jan Werner Silniki spalinowe małej i średniej mocy. Wyd. II. Wydawnictwa Naukowo - Techniczne, Warszawa 1964 r.