Silnik wolnossący nie oznacza konkretnego rodzaju paliwa. To określenie konstrukcji, w której nie ma turbosprężarki ani kompresora. Taka jednostka może spalać benzynę albo olej napędowy, choć współcześnie silniki wolnossące spotyka się głównie w samochodach benzynowych. Diesle bez doładowania to przede wszystkim starsze konstrukcje.
Czym jest silnik wolnossący?
Silnik wolnossący, nazywany także atmosferycznym, zasysa powietrze do cylindrów bez dodatkowego urządzenia zwiększającego jego ciśnienie. O tym, ile powietrza trafi do komory spalania, decydują między innymi pojemność silnika, konstrukcja układu dolotowego i prędkość obrotowa.
Najważniejsze cechy takiej jednostki to:
- brak turbosprężarki i kompresora,
- naturalne zasysanie powietrza dzięki różnicy ciśnień,
- zwykle liniowy przyrost mocy wraz ze wzrostem obrotów,
- prostsza budowa niż w porównywalnym silniku turbodoładowanym.
Nie należy więc utożsamiać słowa „wolnossący” z benzyną. Istniały zarówno wolnossące silniki benzynowe, jak i wysokoprężne, czyli diesle.
Jak działa silnik wolnossący?
Podczas suwu ssania tłok przesuwa się w dół cylindra i obniża ciśnienie w jego wnętrzu. Powietrze z otoczenia wpływa wtedy przez układ dolotowy do cylindra pod wpływem ciśnienia atmosferycznego. W silniku benzynowym zostaje połączone z benzyną, a w dieslu paliwo jest wtryskiwane do sprężonego, rozgrzanego powietrza.
Można powiedzieć, że silnik atmosferyczny „oddycha” samodzielnie. Jednostka turbodoładowana otrzymuje natomiast powietrze sprężone przez turbosprężarkę. Dzięki temu w cylindrze można spalić większą ilość paliwa, co pozwala uzyskać większą moc z podobnej albo mniejszej pojemności.
Wolnossący diesel i benzyna a silnik turbo
Różnice między tymi konstrukcjami dotyczą sposobu napełniania cylindrów, a nie samego paliwa. Wolnossący diesel był popularny zwłaszcza w starszych samochodach. Oferował niewielką moc i moment obrotowy, ale miał prosty układ doładowania, ponieważ go nie posiadał. Obecnie takie diesle są rzadkością.
Wolnossące silniki benzynowe nadal można spotkać, choć ich udział również maleje. W porównaniu z jednostkami turbo zwykle rozwijają moc bardziej płynnie i nie mają typowego opóźnienia reakcji określanego jako turbodziura. Z drugiej strony osiągnięcie wysokiej mocy wymaga często większej pojemności albo korzystania z wyższych obrotów.
Najważniejsze różnice między silnikami atmosferycznymi i turbodoładowanymi przedstawia tabela:
| Cecha | Silnik wolnossący | Silnik turbodoładowany |
|---|---|---|
| Budowa | Prostsza, bez turbosprężarki i części układu doładowania | Bardziej złożona, z turbosprężarką, przewodami i dodatkowymi elementami sterującymi |
| Koszty serwisu | Zwykle niższe, ponieważ odpada obsługa turbosprężarki | Mogą być wyższe, szczególnie przy awarii układu doładowania lub precyzyjnego wtrysku |
| Dynamika | Liniowe oddawanie mocy, bez turbodziury | Większy moment przy niskich obrotach i wyższa moc z mniejszej pojemności |
| Dostępność | Coraz mniejsza, szczególnie w nowych dieslach | Dominująca w nowoczesnych samochodach |
Prostsza konstrukcja nie oznacza, że każdy silnik wolnossący będzie bezawaryjny. Zużyciu nadal podlegają między innymi układ rozrządu, wtrysk, zapłon w silnikach benzynowych oraz elementy mechaniczne. Zwykle jednak liczba drogich podzespołów jest mniejsza.
Najczęściej wymieniane zalety i ograniczenia jednostek atmosferycznych to:
- Prostota – brak turbosprężarki zmniejsza liczbę elementów, które mogą wymagać naprawy.
- Przewidywalna reakcja – moc narasta płynnie, bez oczekiwania na zbudowanie ciśnienia doładowania.
- Mniejsza moc z tej samej pojemności – silnik bez doładowania potrzebuje większej pojemności, aby osiągnąć podobne parametry.
- Wyższe obroty przy dynamicznej jeździe – kierowca często musi mocniej wkręcać jednostkę, by uzyskać pełną moc.
Dlaczego silniki wolnossące są coraz rzadsze?
Producenci potrzebują jednostek, które zapewniają odpowiednią moc i moment obrotowy przy możliwie małej pojemności. Turbodoładowanie ułatwia spełnienie tego założenia, dlatego łączy się je z downsizingiem. Silnik turbo może uzyskać parametry większej jednostki, zachowując mniejszą pojemność.
Na rozwój takich konstrukcji wpływają także zaostrzane normy emisji spalin oraz wymagania dotyczące sprawności i zużycia paliwa. Z tego powodu wolnossące diesle niemal zniknęły z nowych samochodów. Benzynowe jednostki atmosferyczne są jeszcze spotykane, ale również ustępują miejsca silnikom turbodoładowanym.
Najkrócej: wolnossący to cecha sposobu zasilania w powietrze, a nie informacja o rodzaju paliwa. Może dotyczyć benzyny i diesla, lecz w obecnych samochodach najczęściej oznacza benzynową jednostkę bez turbiny.
