Cztery ruchy tłoka, dwa obroty wału i jedna iskra. Zatrzymaj czas, obróć wał palcem i zobacz, jak z kropli paliwa rodzi się ruch, który od prawie 150 lat napędza samochody, motocykle i kosiarki.
Vs = 443 cm³ · Vc = 49 cm³
Mniej otwarta = mniej mieszanki = mniejsza moc
Skróty: Spacja start/pauza · ←→ ±15° (Shift ±1°) · +− prędkość · L etykiety · D Diesel/Otto · G gazy · O obrys
Każdy punkt wykresu to stan gazu w cylindrze: objętość V i ciśnienie p. W ciągu jednego cyklu (dwóch obrotów wału) punkt obiega zamkniętą pętlę — a pole wewnątrz niej to praca, którą gaz oddał tłokowi.
Gdy gaz się rozpręża przy wysokim ciśnieniu, pcha tłok mocniej, niż tłok musiał go wcześniej ściskać. Różnica to zysk — zacieniowane pole pętli:
Sprawność idealnego cyklu Otta zależy tylko od stopnia sprężania ε = (Vs + Vc) / Vc i wykładnika adiabaty κ ≈ 1,4:
W dieslu ciepło dopływa przy stałym ciśnieniu, więc dochodzi stopień obciążenia φ = V3/Vc:
Benzyny nie da się sprężać bez końca — przy zbyt wysokim ε zapala się sama, zanim przeskoczy iskra (tzw. spalanie stukowe). Diesel wykorzystuje właśnie samozapłon, więc może mieć ε = 14–22.
Linia przerywana to cykl idealny z podręcznika: sprężanie i rozprężanie bez strat, spalanie w mgnieniu oka.
Linia ciągła to przybliżony przebieg w silniku: zapłon przed GMP, spalanie trwające kilkadziesiąt stopni, zawory otwierające się z wyprzedzeniem.
Mała dolna pętla to praca pompowania — strata na przetłaczanie gazów. Przymknij przepustnicę i włącz skalę logarytmiczną, by ją zobaczyć. Prawdziwe silniki osiągają ok. 30–45 % sprawności.
Cztery takie cylindry na wspólnym wale korbowym. Wykorbienia cylindrów 1 i 4 są ustawione tak samo, a 2 i 3 — przesunięte o 180°. Cylinder 1 porusza się dokładnie tak jak silnik powyżej.
Kolejność zapłonu
W silniku jednocylindrowym tylko jeden suw na cztery daje napęd — przez resztę czasu wał kręci się siłą rozpędu koła zamachowego, a silnik trzęsie się i szarpie.
W czterech cylindrach suwy pracy następują co 180°, więc zawsze któryś tłok pcha wał. Impulsy są cztery razy częstsze i mniejsze względem średniej — silnik pracuje płynniej, a koło zamachowe może być lżejsze.
Zatrzymaj silnik dokładnie w chwili zapłonu — ok. 12° przed GMP, z dokładnością ±3°. W dieslu liczy się początek wtrysku (10° przed GMP). Pomoże Shift+←/→.
Jeszcze nie zaliczone
Znajdź i zatrzymaj moment, w którym oba zawory są otwarte jednocześnie. Podpowiedź: szukaj na tarczy cyklu, gdzie nakładają się niebieski i brązowy łuk.
Jeszcze nie zaliczone
Przeciągnij wał korbowy ręcznie o pełne dwa obroty (720°). Ile obrotów wykona w tym czasie wałek rozrządu?
Obrócono: 0° z 720°
Były komiwojażer i samouk buduje w zakładach Deutz pod Kolonią pierwszy praktyczny silnik czterosuwowy ze sprężaniem mieszanki. Pracowali tam wtedy także Gottlieb Daimler i Wilhelm Maybach — późniejsi twórcy samochodów. Dlatego cykl ssanie–sprężanie–praca–wydech nazywamy cyklem Otta.
Diesel otrzymuje patent na silnik z zapłonem samoczynnym i buduje w Augsburgu pierwszy prototyp. Nie potrzebuje iskry: powietrze sprężone kilkanaście razy jest tak gorące, że wtryśnięte paliwo zapala się samo. W 1897 r. jego silnik osiąga sprawność ok. 26 % — o wiele więcej niż ówczesne maszyny parowe.