Rodzaje silników i ich architektura

Dziś chciałbym opowiedzieć Ci o różnicach między silnikami, ponieważ choć dla wielu wszystko wygląda tak samo i różnią się one jedynie rodzajem paliwa, benzyną lub olejem napędowym, temat ten może być bardzo ciekawy, gdyż istnieje wiele architektur, a każda ma swoje cechy konstrukcyjne i zastosowania.

Z tego powodu, choć szybciej, niż bym chciał, pragnę przedstawić Ci krótkie podsumowanie, w którym omówimy różne typy architektur i silników, ponieważ, choć może się to nie wydawać, silnik benzynowy nie jest budowany tak samo jak wysokoprężny, dwusuwowy inaczej niż czterosuwowy, a także silnik na gaz ziemny, elektryczny…

Jak widzisz, sprawa robi się dość skomplikowana, dlatego postaram się nieco streścić cały ten temat, aby stał się znacznie bardziej zrozumiały. Na początek, jak nie mogło być inaczej, nie obejdziemy się bez spojrzenia na trochę historii, tematu, który dla wielu jest nudny, ale na pewno zainteresuje Cię dzięki pewnym ciekawostkom.

Co ciekawe, jako pierwsze pojawiły się silniki elektryczne, jednak ostatecznie zarzucono je, ponieważ silniki napędzane benzyną były znacznie wydajniejsze i łatwiejsze w wykonaniu. Spośród tych, które na początku ujrzały światło dzienne, warto wyróżnić te, skonstruowane niemal równocześnie przez Karla Benza i Gottlieba Daimlera, którzy położyli podwaliny pod mechanizmy, jakie widzimy dziś.

Dzięki tym pierwszym konstrukcjom powstały mechanizmy naprawdę różniące się w zależności od np. ich położenia w samochodzie lub architektury. W zależności od położenia, w większości przypadków, z wyjątkiem drogich samochodów sportowych, które mają silnik umieszczony centralnie z tyłu, spotykamy bloki ustawione z przodu, poprzecznie lub wzdłużnie.

Oznacza to, że nasz blok może być umieszczony poprzecznie, co jest dziś najczęściej stosowaną metodą ze względu na tendencję do jak najkrótszych przodów samochodów i jak najprzestronniejszego wnętrza, natomiast jeśli mówimy o silnikach wzdłużnych, mamy na myśli silniki, które zwykle stosuje się w pojazdach z napędem na tylne koła, choć używano ich również w pojazdach z napędem na przednie koła.

Gdy poznaliśmy już typologię najpopularniejszych silników, czas porozmawiać o ich architekturze, która obecnie dzieli się zasadniczo na silniki rzędowe, silniki widlaste i silniki bokserskie. Jak widzisz, wybór jest szeroki.

Silnik rzędowy: ten rodzaj silników charakteryzuje się ustawieniem cylindrów w jednym rzędzie, w pionie. Tego typu bloki mogą mieć od dwóch do nawet ośmiu cylindrów, choć najczęściej stosuje się blok czterocylindrowy. Co ciekawe, jest to architektura najłatwiejsza w budowie i naprawie, więc nic dziwnego, że jest najczęściej wykorzystywana.

Silnik widlasty: cylindry są rozmieszczone w dwóch blokach połączonych wspólną podstawą lub kadłubem, tworząc kąt, który może się różnić (60 stopni, 90 stopni, …). Zazwyczaj stosuje się go w blokach od 6 cylindrów wzwyż. Dzięki tej architekturze uzyskujemy znacznie bardziej zwarte bloki, co pozwala na zastosowanie np. znacznie krótszego wału korbowego, co z kolei jest zaletą. Niestety ma też pewne wady, np. musi mieć dwukrotnie więcej wałków rozrządu niż silnik rzędowy, co utrudnia jego rozwój, budowę i konserwację.

Silnik z cylindrami przeciwległymi (bokserski): To bardzo szczególny przypadek silnika widlastego, którego dwa bloki są ustawione pod kątem 180 stopni. Warto zaznaczyć, że nazywany jest silnikiem bokserskim i dziś stosują go modele takie jak 911 firmy Porsche czy Subaru w swoich najbardziej wydajnych wersjach. Główną zaletą jest zmniejszenie wysokości silnika, co ułatwia jego montaż w każdym rodzaju pojazdów o dużej szerokości, ale bez wymaganej wysokości.

Silnik Wankla: wreszcie nie mogę się pożegnać bez wspomnienia o silniku Wankla, bloku, który zawdzięcza swoją nazwę twórcy, inżynierowi Felixowi Wankelowi, który stworzył jak na swoje czasy rewolucyjną konstrukcję, w której zamiast znanych cylindrów i tłoka zastosowano trójkątny wirnik o zarysie łukowym wewnątrz owalnej komory.

Bardzo nietypowy silnik, który przy bardzo małej pojemności skokowej jest w stanie zapewnić taką samą wydajność jak jego sześciocylindrowy odpowiednik, zarówno widlasty, jak i rzędowy. W tym typie silnika mieszanka paliwa i powietrza zasysana jest przez otwór dolotowy i zostaje uwięziona między jedną ze ścianek wirnika a ścianą komory. Obrót wirnika sprężą mieszankę, którą zapala świeca zapłonowa. Spaliny są wydalane przez otwór wylotowy wraz z ruchem wirnika. Cykl zachodzi raz na każdej ściance wirnika, dając trzy fazy mocy przy każdym obrocie.

Niestety nowe technologie ostatecznie zakończyły erę tego typu silnika, poza pewnymi modelami, a ostatnim, jeśli się nie mylę, był Mazda RX8, który był wyposażony w tego typu silnik. Jedną z jego wad są chyba problemy z trwałością.