Már egy jó ideje agyalok, hogy hogyan kezdjek bele a témába, de azt hiszem, megpróbálom egészen az alapoktól, így talán jobban felépített lesz a téma, és így nem marad(hat) ki senkinek se egy lépcső sem.

Először is, részletesen itt nem térek ki a kétüteműek lelkivilágára és főképp a benzinesek irányából közelítem meg a témát. Ahol átfedés, vagy épp valamiféle különbség van a dízelesekhez képest, arról említést teszek.

Nos, a négyütemű Otto-motor egy hengerében két főtengely-körülfordulás alatt játszódik le egy periódus.

• az első ütemben történik meg a keverék beszívása, amely a felső holtpont előtt egy pár fokkal kezdődik és pár tíz fokkal az alsó holtpont után fejeződik be.
• a második ütemben a szívószelep zárását követően a dugattyú komprimálja a gázokat. Ekkor a sűrítés miatt nem csak nyomás, hanem hőmérsékletnövekedés is fellép a hengertérben.
• a felső holtpont előtt pár fokkal a gyertyán keresztül begyullad a keverék és
• a harmadik ütemben a gáz égése miatt növekszik a gáz térfogata, s ez lefelé kényszeríti a dugattyút; ez a munkavégzés üteme.
• a negyedik ütemben az alsó holtpont előtt pár tíz fokkal nyit a kipufogószelep, a dugattyú felfelé történő mozgása kipréseli az elégett gázokat a hengertérből és pár fokkal a felső holtpont után zár a kipufogószelep, de ez alatt már kezd újból nyitni a szívószelep.

Ez a Diesel-elven működő motoroknál annyiban tér el, hogy csak levegőt szív be, illetve mivel mostanság már szinte csak feltöltött Diesel van, ezért a töltő nyomás alatt préseli be a levegőt a hengertérbe. A levegő sűrítése után a felső holtpont előtt egy kevéssel történik meg az üzemanyag befecskendezése, ami a nyomás és hőmérséklet hatására magától begyullad.

A feltöltött benzinesek esetében ez annyiban különbözik, hogy ott a sűrített keveréket préseli be a töltő a hengertérbe, nem csak levegőt. (Kivételt képez a közvetlen befecskendezéses benzines, de ez egy másik téma).

A kétüteműek, mint azt a nevük is elárulja, két ütem és egy fordulat alatt valósítják meg az egy teljes periódust. És mivel a kétüteműek résvezéreltek, ezért itt külön kell beszélnünk a dugattyú alatti és feletti térről. A dugó alatti és feletti teret egy, illetve több ún. átömlő-csatorna köti össze a hengeröntvényben, amelyet a dugattyú mozgása és ezáltal annak az alsó és felső éle nyitja ki és zárja le a megfelelő pillanatokban. Induljunk el onnan, hogy a dugattyú fent van. Ekkor a dugó felett épp (helytelen elnevezéssel élve) robbanás van. A dugó alatt térbe pedig egy szívónyíláson keresztül a friss keverék áramlott. A terjeszkedés hatására a dugó elindul lefelé. Egy előre meghatározott magasságban a dugó alsó széle lezárja a szívócsatornát, ahonnan a motorba kerül a friss töltet, így innentől kezdve a dugó már csak elősűríti azt. A dugó további lefelé-haladása közben egy bizonyos magasságban eléri a kipufogó-csatornákat, így megkezdődik a kipufogás. Tovább haladva lefelé, miután a kipufogás egy jelentős mértékben befejeződött, a dugó felső széle megnyitja az átömlő-furatokat, így az elősűrített friss töltet átlép a dugó alatti térből a dugó feletti térbe, tovább segítve a kipufogást azzal, hogy kitolja a hengertérből az elégett gázokat. Ezzel természetesen elkerülhetetlen, hogy friss keverék is távozzon a hengerből a kipufogón át, illetve az is, hogy elégetlen gáz maradjon az égéstérben, ami rontja az égés hatásfokát. Míg a hengertérben megtörtént a töltetcsere, a dugó is átfordult az alsó holtponton és a dugó felfelé haladása közben először lezáródnak az átömlő-csatornák, majd a kipufogó-csatorna és innentől kezdődik a valós sűrítés. Eközben a dugó alatt vákuum keletkezik, ami addig tart, ameddig a dugó alsó széle meg nem nyitja a szívócsatornát, ahonnan a vákuum hatására a friss gázok elkezdenek beáramlani a dugó alatti térbe. s innentől már kezdődik minden elölről. Ennyit kitérőnek a kétüteműek világáról.

Vissza a négyüteműekhez! A szívó- és a kipufogószelepek egyidejű nyitva-tartását nevezzük szelepösszenyitásnak, a kipufogó még nem zárt le, de a szívó már kezd kinyitni. Ennek az a magyarázata, hogy a kipufogógázok kiáramlása egy kis mértékű vákuumot képez a hengertérben, így ott egy kisebb nyomású tér fog kialakulni, ami meg tudja indítani a keverék hengertérbe való áramlását. Ez kedvezően hat a teljesítményre, mivel egyébként a dugattyú lefelé haladó mozgása keltett vákuum lenne kénytelen ezt megtenni, ami teljesítmény-elvonást jelent a motor szempontjából.

Természetesen a töltetcsere hatásfokát jelentősen befolyásolja az átömlési keresztmetszet, ezért annyira preferált mostanában a hengerenkénti többszelepes konstrukció. További előnye a többszelepes megoldásnak, hogy a szívóoldalon többcsatornás kialakítást lehet megvalósítani úgy, hogy az egy hengerben lévő két szívószelep mindegyikéhez egy külön csatorna vezet. Az egyik csatorna kisebb keresztmetszetű, és van benne egy "kanyar" is, ami egy előörvénylést ad a friss töltetnek a homogénebb keverék miatt. Magas fordulaton, amikor már elég nagy a gáz sebessége, akkor egyrészt nincs szükség előperdítésre, másrész viszont szükség van a keresztmetszetre, így megnyitják a másik csatornát is. Persze az is létező megoldás, hogy a hengerfejben az egy hengerhez tartozó szívócsatorna már nincs megosztva, csak a hengerfejre csatlakozó szívócső van két csatornával ellátva, így valósítva meg a különböző hosszúságú szívócsövet, ami gázlengések kedvező volta miatt használatos. Ezekről egy kicsit később. A szelepek száma szempontjából csak a hasznos keresztmetszetet érdemes figyelembe venni. Ezért is vannak még mindig, akik hengerenkénti három szeleppel dolgoznak. A kipufogóoldal nem jelent akkora problémát, mivel a dugattyú kitol mindent a hengertérből, ami ott van, de beszívni nem tud mindent, mivel először valamekkora vákuumot kelt a hengertérben, majd a szelepek által létrehozott fojtáson keresztül próbál a friss töltet beáramlani. Ezért kell a szívóoldal számára minél nagyobb átáramlási keresztmetszet biztosítani. Ezt el lehet érni akár a szeleplöket, akár a szeleptányér átmérőjének, vagy a szelepszám növelésével. A szeleplöket-növelés a szeleprugókra ró nagyobb igénybevételt a nagyobb lengések miatti fárasztó-igénybevétel miatt, a szeleptányér átmérőjének növelése pedig a szelepszárat terheli a nagyobb tömeg miatt, ebből adódóan erősebb rugók alkalmazása szükséges. Ezekből adódóan a több szelep használata kedvezőbb, de konstrukciósan nehezebb megvalósításba ütközünk.

bevezetés

1

2

3

4

5

6

7

8