Dokąd zmierza rozwój tłokowych silników spalinowych?

‹ Poprzedni wpis

Poznaj uroki Trogiru

Następny wpis ›

Żeglowanie dookoła Sycylii. Wielokulturowe Palermo

Dodane dnia 7 Grudzień 2017 r.

Rozróżnia się dwa rodzaje tłokowych silników spalinowych, a mianowicie: silnik z zapłonem iskrowym oraz silnik z zapłonem samoczynnym. Twórcą pierwszego silnika był niemiecki kupiec Nikolaus August Otto (1832-1891), stąd silnik nazywany jest silnikiem Otta. Twórcą drugiego był niemiecki inżynier Rudolf Christian Charles Diesel (1858-1913), stąd silnik nazywany jest silnikiem Diesla. Silnik z zapłonem samoczynnym (Diesla) jest sprawniejszy (zużywa mniej paliwa) od silnika z zapłonem iskrowym, ma większy moment obrotowy, a stosowane paliwo – olej napędowy (popularnie nazywane ropą) jest bezpieczniejsze od benzyny. Jedną z wad silnika z zapłonem samoczynnym jest duża zawartość szkodliwych składników spalin, przede wszystkim w postaci tlenków azotu i cząstek stałych.Analizując zalety i wady obydwu silników i biorąc pod uwagę coraz większe podobieństwo ich parametrów i zespołów konstrukcyjnych, nasuwa się pytanie, dokąd zmierza rozwój tłokowych silników spalinowych? Odpowiedzią na jest silnik benzynowy, który byłby oszczędny jak Diesel, o dużym momencie obrotowym i spełniałby najbardziej rygorystyczne normy emisji spalin. Badania nad takimi silnikami trwają już od około trzydziestu lat i prognozuje się, że na masową skalę będą produkowane około 2020 roku. Pierwszym producentem, który zaprezentował już taki silnik jest Mercedes-Benz. Podobnie firma Mazda. Silnik nosi nazwę DiesOtto (połączenie słów Diesel i Otto). Istotą tego silnika jest system spalania HCCI. Jest to skrót z języka angielskiego od: Homogeneous Charge Compression Ignition (zapłon samoczynny mieszaniny jednorodnej). Taka jednorodna mieszanina paliwowo-powietrzna, rozmieszczona w całej komorze, spala się na skutek samoczynnego zapłonu jak w silniku Diesla. W efekcie otrzymuje się niską emisję szkodliwych składników spalin i małe zużycie paliwa około 15% mniejsze niż w porównywalnym silniku z wtryskiem paliwa. Oczywiście przy rozruchu i pod pełnym obciążeniem, zapłon mieszanki paliwowo-powietrznej następuje od iskry ze świecy zapłonowej, jak w klasycznym silniku z zapłonem iskrowym. W zakresie niskich i średnich obrotów, silnik DiesOtto przestawia się automatycznie na zapłon samoczynny. Można zatem powiedzieć, że określenie „zapłon samoczynny” tylko dla Diesla to już przeszłość! a obydwa silniki Diesel i Otto idą w kierunku „symbiozy”. Warto wspomnieć, że w konstrukcji tych nowych i przyszłościowych silników wykorzystywane są takie technologie, jak zmienny stopień sprężania, doładowanie i wewnętrzna recyrkulacja spalin, do realizacji której potrzebny jest specjalny rozrząd. Jego przykładami mogą być bezkrzywkowe rozrządy: elektromechaniczny, magnetoelektryczny lub elektrohydrauliczny opisane w poprzednich postach. Odpowiadając ponownie na postawione pytanie: dokąd zmierza rozwój tłokowych silników spalinowych, chciałoby się dopowiedzieć – do skomplikowania, no ale uzasadnionego. Nazwa nowego silnika DiesOtto wzbudza duże zainteresowanie środowisk motoryzacyjnych. Słyszy się też inne też nazwy: benzynowy silnik z zapłonem samoczynnym, a nawet Diesel benzynowy. Na zakończenie chciałbym wyjaśnić jeszcze sprawę określania silnika z zapłonem samoczynnym nazwą „Diesel”, oraz silnika z zapłonem iskrowym nazwą Otto. Do dzisiaj szeroko propagowana jest przez Niemców nazwa „Dieselmotor” w odniesieniu do silników z zapłonem samoczynnym, nazywanych też wysokoprężnymi podobnie jak nazwa „Ottomotor” w odniesieniu do silników z zapłonem iskrowym, nazywanych też niskoprężnymi. Nazwa „Diesel”, mniej „Otto”, przyjęła się również w Polsce i w wielu innych krajach, ale w środowiskach technicznych, handlowych i oczywiście żeglarskich. Z naukowego punktu widzenia prawidłowymi nazwami dla tych silników są: silnik z zapłonem samoczynnym (choć ta nazwa tylko dla Diesla to już przeszłość) i silnik z zapłonem iskrowym. Mimo wszystko używanie nazw Diesel i Otto ma sens, jeśli chce się dać wyraz hołdu dla genialnych wynalazców, którzy wnieśli tak duży wkład do rozwoju nauki i techniki. Oprócz tego, wydaje się, że używanie nazwy silnik Diesla jest tym bardziej zasadne (mimo dominującego obiegu Sabathe), że nazwa silnik wysokoprężny jest już też nieodpowiednia, gdyż granica ciśnienia w cylindrach zaciera się i nie stanowi już podstawy zaliczenia silnika do tej lub innej grupy.