Każdy, kto po raz pierwszy widzi pracujący silnik ciągnika, z pewnością zastanawia się, co znajduje się w jego wnętrzu i jak to działa. Postaramy się przyjrzeć się bliżej silnikowi i wyjaśnić, jak jest skonstruowany. Szczegółowy opis pracy silnika ciągnika zająłby wiele czasu i wymagałby obszernej publikacji, ponieważ w ciągu jednej sekundy w jego wnętrzu zachodzi wiele skomplikowanych procesów fizycznych i chemicznych.
Tłok jest jednym z kluczowych elementów silnika, a jego konstrukcja wynika z pełnionych funkcji. W dużym uproszczeniu, tłok jest wykonany z aluminium lub specjalnych jego stopów, które zapewniają precyzyjną obróbkę, wytrzymałość na działające siły oraz wysokie temperatury panujące wewnątrz cylindra.
Funkcje tłoka w silniku
Tłok pełni kilka istotnych zadań, które wpływają na jego kształt i konstrukcję:
- Górna powierzchnia tłoka stanowi dolną część komory spalania, co wymaga od niego dużej wytrzymałości na ciśnienie i temperaturę.
- Boczne powierzchnie tłoka posiadają wycięte kanały, w których osadzone są pierścienie tłokowe. Ich głównym zadaniem jest uszczelnienie komory spalania.
- W dolnej części tłoka znajduje się otwór na stalowy sworzeń, który łączy tłok z korbowodem. W tym otworze umieszczone są dodatkowe kanały na pierścienie stabilizujące sworzeń.
- Tłok, mimo że z zewnątrz przypomina walec, od spodu jest wydrążony w procesie ciśnieniowego odlewania.
Pierścienie tłokowe - budowa i zadania
Pierścienie tłokowe, mimo że niewielkie i kruche, mają skomplikowaną budowę, będącą wynikiem zaawansowanej technologii metalurgii. Ich głównym celem jest uszczelnienie przestrzeni między komorą spalania a skrzynią korbową.
Ze względu na specyfikę zadania, na tłoku stosuje się kilka rodzajów pierścieni, z których każdy pełni określoną funkcję:
- Pierścień uszczelniający (chromowy): Zazwyczaj pokryty warstwą związków chromu (np. azotkiem chromu CrN) na powierzchni roboczej. Jego zadaniem jest utrzymanie wysokiej kompresji w komorze spalania poprzez zapobieganie przedostawaniu się spalin do skrzyni korbowej. Jest to pierwszy pierścień od góry tłoka.
- Pierścienie zgarniające: Znajdujące się poniżej pierścienia uszczelniającego, zazwyczaj występują parami. Odpowiadają za zgarnianie nadmiaru oleju ze ścianek cylindra i rozprowadzanie cienkiej warstwy oleju (filmu olejowego) na gładzi cylindra. W przeciwieństwie do pierścienia chromowego, przylegają one do ścianki cylindra tylko ostrym dolnym rantem.
- Pierścienie olejowe: Mogą być jednorodne lub składać się z kilku elementów. Ich wspólną cechą jest ażurowa konstrukcja. Przez otwory w pierścieniu i kanale tłoka odprowadzany jest nadmiar oleju ze ścianek cylindra.
Pierścienie tłokowe są sprężyste, co pozwala im na ścisłe przyleganie do ścianki cylindra. Ważnym elementem jest tzw. zamek pierścienia. Przy montażu nowych pierścieni należy pamiętać o ich odpowiednim rozmieszczeniu - zamki powinny być odsunięte od siebie, aby uniknąć spadku kompresji.
Warto również zwrócić uwagę na polaryzację pierścieni (oznaczenie góra-dół), zaznaczoną przy krawędzi zamka. Stronę z oznaczeniem należy zakładać ku górze, w kierunku wtryskiwacza. W niektórych przypadkach producent silnika może nie przewidywać takiej polaryzacji dla pierścienia chromowego.
Przykładowe dane techniczne ciągników SAME
Poniżej przedstawiono wybrane dane techniczne ciągników marki SAME, ilustrujące różnorodność oferowanych modeli:
| Model | Moc (KM / kW) | Pojemność silnika (l) | Liczba cylindrów | Typ skrzyni biegów | Ciężar (kg) |
|---|---|---|---|---|---|
| SAME Frutteto 3 90 S | 85.68 / 63 | 4 | 4 | - | od 2740 |
| SAME Explorer II 60 | 60 / 44.7 | 3 | 3 | 20/20 | od 2540 |
| SAME Dorado F 90 | 87.04 / 64 | 4 | 4 | Synchroniczna, powershift, powershuttle, hydrostatyczna (45/30/20 przód, 45/15/10 tył) | od 2405 |
| SAME Titan 150 | 150 / 111.9 | 6 | 6 | 27/27 | od 6150 |
| SAME Solaris 35 DT | 34.68 / 25.5 | 1.49 | 4 | 12/12 | od 1130 do 1240 |
4 Stroke Engine Working Animation
W artykule omówiono pokrótce budowę i działanie dwóch kluczowych elementów silnika wysokoprężnego w ciągniku - tłoka i pierścieni tłokowych. Są one fundamentalne dla prawidłowego funkcjonowania jednostki napędowej.