Sokan úgy gondolják, nem könnyű megérteni, hogyan működik a motor a mai autókban, pedig a koncepció mit sem változott Isaac de Rivaz 1808-ban bemutatott járművéhez viszonyítva. Ha szeretne hatékonyabban autózni, feltétlenül érdemes megismernie az alapvető folyamatokat.
Előző írásainkban a tudatos vezetésről és az autó egészének működéséről volt szó. Most pedig az utakon közlekedő járművek döntő többségét hajtó belső égésű motorról lesz szó. Ezek közé soroljuk a benzines és a dízel erőforrásokat is. Nevüket onnan kapták, hogy a mozgási energiát adó égési folyamat a szerkezet belsejében zajlik le. Nem úgy, mint a korábbi gőzmotoroknál, melyeknél nem az elégő üzemanyag, hanem a gőzzé alakuló víz játszotta a főszerepet, a melegítéséhez használt szén a hengertömbön kívül maradt.
A közhiedelemmel ellentétben robbanásról szó sincs (a robbanómotor kifejezés is hibás), a benzin, illetve gázolaj egyszerűen elég. E folyamat során kémiai energiája mechanikai erővé, illetve munkává alakul át, ezt hasznosítjuk járműveink hajtásához.
Mi történik az üzemanyaggal a motorban?
Ha az alapoktól indulunk, roppant egyszerű a képlet. Adott az üzemanyag, meggyújtjuk, s a tágulás hatására mindent arrébb lök környezetében. Ezt használjuk ki azzal, hogy egy hengerben lobbantjuk lángra, melyet alulról egy dugattyú zár. Mikor a benzin vagy a gázolaj begyullad, ez az ominózus dugattyú megpróbál kilökődni a hengerből, pont úgy, mint a pezsgő kupakja, mikor felrázzuk az üveg tartalmát. Szilveszterkor szabadon száll a dugó, autónkban viszont egy rúd, ún. hajtókar közbeiktatásával a főtengelyt forgatja meg. A fel-le mozgás (alternáló) a tengely „lépcsős” kialakításának köszönhetően alakítható forgómozgássá. Na, már most, ha a tengely a forog, már csak rá kell rakni egy kereket, s haladhatunk is – a hőskorban ez is elég volt a boldogsághoz.
Visszatérve az égési folyamathoz, van még pár apróság, amiről feltétlenül érdemes megemlékeznünk. Ahogy tisztáztuk, az égés kihasználáshoz – dugattyúval – zárt térre van szükségünk, ez viszont azzal jár, hogy az üzemanyagot, illetve az égéshez feltétlenül szükséges oxigént nem tudjuk bejuttatni a hengerbe. Ezt a problémát hivatottak megoldani a szelepek, melyek – legtöbbször – a hengertér tetején kapnak helyet, s mindössze annyi a feladatuk, hogy beengedjék az üzemanyag-levegő keveréket, majd az égés után kieresszék a keletkező füstöt és egyéb anyagokat. Ez sem túl bonyolult, ugye?
Miként indul be a belső égésű motor?
Ezek alapján már nem nehéz leírni a folyamat első fázisát: az önindító elforgatja a főtengelyt, ennek hatására a dugattyú elindul lefelé. Ezzel egyidejűleg kinyit az üzemanyag-levegőt beáramlásáért felelős szívószelep. Neve senkit ne tévesszen meg, szívásról szó sincs, máris írom, miért. Mint ismeretes a légkör a Föld tömegvonzása miatt veszi körbe a bolygót, ha nem volna gravitáció, a levegőmolekulák távoznának az űrbe. Ehelyett egymás hátán állva tornyosulnak egészen az atmoszféra határáig, s a felsők súlya természetesen az alsókra nehezedik. Mikor a dugattyú elmozdul, a helyén légüres tér keletkezik, ahova a „fenti” molekulák súlya betolja az alsókat.
Ezzel tehát az égéshez szükséges oxigén már bejutott, maga az üzemanyag viszont nem, azt még hozzá kell adagolnunk. Fontos, hogy az égés annál hatékonyabb, minél egyenletesebb az oxigén és az üzemanyag eloszlása. Ebből következik, hogy nem elég simán becseppenteni a benzint vagy a gázolajat a hengerbe, hanem annyira szét kell porlasztanunk, hogy a henger legtávolabbi sarkába is jusson, méghozzá olyan arányban, mint mondjuk az égéstér közepén. Ez nagyon nehéz feladat, de már sokan dolgoztak rajta, többek között Csonka János és Bánki Donát. A két magyar szakember a karburátor, magyarul porlasztó kiötlésével elsőként oldották meg a kérdést. Ez a sokak számára átláthatatlan szerkezet nemes egyszerűséggel hozzáadja a benzint a betoluló oxigénhez, méghozzá már a hengerhez vezető csőben, hogy a gáz- és a folyadékmolekuláknak legyen helye, illetve ideje elkeveredni.
A rosszul beállított karburátor növeli a fogyasztást?
Maga a karburátor azért tűnik bonyolultnak, mert az üzemanyag adagolása kifinomult művelet, és sok állítócsavar stb. kell hozzá. Amúgy tényleg csak annyi történik, mintha a porszívó csövét egy pohár víz fölé tartanánk pár milliméterrel – a víz és a levegő együtt utazik a porzsákba. Hozzáteszem, az üzemanyag-levegő keverék képzése a hatékony működés egyik legfontosabb eleme. Ezért dobták ki pár éve a szimpla, mechanikus karburátorokat, és vezették be a számítógép-vezérlésű befecskendezőket, amelyeket injektorként ismerhetünk. Ezeknél ugyanaz történik, mint a karbinál, de sokkal pontosabb számítás alapján, így az üzemanyag-fogyasztás és károsanyag-kibocsátás alacsonyabb, a teljesítmény pedig magasabb. Mielőtt továbblépnénk, közbeszúrnám, hogy ezeknél az elektronikus rendszereknél már nem feltétlenül a szívócsőben keverednek az anyagok.
Sok motornál ugyanis egyenesen a hengerbe vezetik az üzemanyag csövét. Itt apró lyukakkal (furatokkal) ellátott fejen passzírozzák át iszonyatos erővel, ezzel oldják meg a porlasztást, illetve az egyenletes keveréket.
Miben különbözik a benzines és a dízelmotor?
Attól még, hogy az üzemanyag és a levegő a hengerben van, az égés nem kezdődik meg magától, a folyamatot el kell indítani. Ez a témakör kapóra jön, könnyedén rámutathatunk ugyanis a benzines és dízelmotorok közötti legfőbb különbségre. Előbbinél egy gyújtógyertya által adott elektromos ív (köznyelven szikra) lobbantja be a keveréket, míg másiknál a nyomást hívjuk segítségül. Mikor a dugattyú (például az önindító segítségével) elindul felfelé, összenyomja az üzemanyag-levegő keveréket, s a nyomás – mint mindig – hőt fejleszt. A gázolaj gyulladáspontja igen alacsony, ezért nem kell szikra, az összenyomás hatására egyszerűen lángra kap, s már tolja is vissza a hengert. A sűrítési folyamat másik jelentősége, hogy az összenyomott üzemanyag-levegő keverékből hatékonyabban nyerhető ki az energia.
A nyolchengeres simábban jár?
A motor erejét leginkább az határozza meg, hogy milyen mennyiségű és energiatartalmú üzemanyagot égetünk el, ebből kell levonnunk a mechanikai veszteséget, ami például az alkatrészek közötti súrlódás számlájára írható. Minél több henger van, annál kifinomultabban jár a motor, hiszen az eltérő munkarendben mozgó dugattyúk többé-kevésbé kioltják egymás rezgéseit. Emellett a hengerek száma a teljesítményre is hatással van, elvégre minél több égés erejét tudjuk kihasználni, annál több kraft áll rendelkezésünkre.
Bármily hihetetlen, ezzel tulajdonképpen végére értünk a belső égésű erőforrásban lejátszódó folyamat ismertetésének. Ha figyelmesek voltak, ezentúl magabiztosan tekinthetnek be a legújabb autók motorházteteje alá is. A hajtómű körül sorakozó kütyük ugyan összekuszálják a képet, de ezek működése sem ördöngösség, csupán a fentiekben taglalt folyamatokat optimalizálják. Sorozatunk következő cikküében kiemeljük a legfontosabbakat, újabb izgalmas technikai bemutatóra invitálva Önöket.
Tetszett a cikkünk? Lépjen be Ön is a Magyar Autóklubba! Standard, Komfort és Oldtimer Prémium tagoknak ingyenesen postázzuk az évente négy alkalommal megjelenő, nyomtatott Autósélet magazint, ami az autós világ minden fontos történéséről tájékoztatja a járműtulajdonosokat, egyszersmind a biztonságos, gazdaságos közlekedésben és az autóválasztásban, illetve -üzemeltetésben is segítséget nyújt.
