Silnik benzynowy to tłokowy silnik spalinowy o zapłonie iskrowym, w którym mieszanka paliwowo-powietrzna (benzyna + powietrze) zostaje zapalona iskrą elektryczną wytwarzaną przez świecę zapłonową. Opracowany przez Nikolausa Otto w 1876 roku, pracuje przy stopniu sprężania 8:1–12:1 i osiąga sprawność cieplną 25–35%. Jest najpopularniejszym silnikiem stosowanym w samochodach osobowych dzięki niskiej masie, cichej pracy i niższym kosztom produkcji.
Zasada działania silnika benzynowego
Silnik benzynowy działa najczęściej w cyklu czterosuwowym Otto. Każdy cykl pracy obejmuje cztery fazy:
- Ssanie — do cylindra zasysana jest mieszanka paliwa i powietrza (lub samo powietrze w silnikach z bezpośrednim wtryskiem).
- Sprężanie — mieszanka zostaje sprężona 8–12-krotnie, jej temperatura rośnie do 400–500°C.
- Praca (zapłon) — świeca zapłonowa wytwarza iskrę o napięciu 15 000–40 000 V, która zapala mieszankę; rozprężające się spaliny napędzają tłok.
- Wydech — spaliny zostają wypchnięte z cylindra przez zawór wydechowy.
Kluczowa różnica względem silnika diesla: zapłon następuje od iskry świecy zapłonowej, a nie od sprężania powietrza.
Kluczowe parametry techniczne
| Parametr | Wartość |
|---|---|
| Typ silnika | spalinowy, tłokowy, o zapłonie iskrowym |
| Wynalazca | Nikolaus Otto (Niemcy) |
| Rok patentu | 1876 (cykl czterosuwowy Otto) |
| Paliwo | benzyna (95, 98, 100), E10, E85, LPG, CNG |
| Stopień sprężania | 8:1 – 12:1 (turbo: 9:1 – 11:1) |
| Temperatura sprężonej mieszanki | 400–500°C |
| Napięcie iskry zapłonowej | 15 000 – 40 000 V |
| Sprawność cieplna | 25–35% (do 40% w nowoczesnych jednostkach hybrydowych) |
| Cykl pracy | 4-suwowy (samochody) lub 2-suwowy (małe silniki, np. kosiarki, motocykle) |
| Maksymalne obroty | 6 000 – 9 000 obr./min (silniki sportowe do 18 000) |
Silnik benzynowy a silnik diesla — różnice
| Cecha | Silnik benzynowy | Silnik diesla |
|---|---|---|
| Sposób zapłonu | iskra ze świecy zapłonowej | samoczynny (od sprężania) |
| Stopień sprężania | 8:1 – 12:1 | 14:1 – 25:1 |
| Sprawność cieplna | 25–35% | 40–55% |
| Zużycie paliwa | wyższe o 20–30% | niższe |
| Moment obrotowy | wyższy przy wysokich obrotach | wysoki przy niskich obrotach |
| Maksymalne obroty | 6 000 – 9 000 obr./min | 4 000 – 5 000 obr./min |
| Masa silnika | niższa | wyższa |
| Koszt produkcji | niższy | wyższy |
| Hałas i wibracje | niższe | wyższe |
Rodzaje silników benzynowych
- Wolnossące (atmosferyczne) — pobierają powietrze pod ciśnieniem atmosferycznym, prosta konstrukcja, niezawodne
- Turbodoładowane — turbosprężarka napędzana spalinami zwiększa moc i moment obrotowy
- Z kompresorem (mechaniczne doładowanie) — sprężarka napędzana paskiem od wału korbowego
- Z bezpośrednim wtryskiem (GDI/FSI/TSI) — paliwo wtryskiwane bezpośrednio do komory spalania pod ciśnieniem 100–200 barów
- Hybrydowe — współpracujące z silnikiem elektrycznym (cykl Atkinsona, sprawność do 40%)
Zastosowanie silników benzynowych
- Samochody osobowe — dominujący napęd w segmencie miejskim i kompaktowym
- Motocykle i skutery — od jednocylindrowych 50 cm³ po wielocylindrowe jednostki sportowe
- Małe pojazdy — quady, skutery śnieżne, motorówki
- Sprzęt ogrodniczy i budowlany — kosiarki, piły łańcuchowe, agregaty, generatory przenośne
- Lotnictwo lekkie — samoloty turystyczne i sportowe (silniki tłokowe lotnicze)
- Modelarstwo i sport — silniki wyczynowe w motorsportach (F1, NASCAR, MotoGP)
Zalety i wady silnika benzynowego
Zalety: niższy koszt zakupu, cichsza i bardziej kulturalna praca, niższa masa, wyższe maksymalne obroty, tańsze naprawy, lepsza praca w niskich temperaturach.
Wady: wyższe zużycie paliwa, niższy moment obrotowy przy niskich obrotach, niższa sprawność cieplna, krótsza żywotność niż silnik diesla, większa emisja CO₂ na kilometr.
Powrót
