A Négyütemű Motor Főtengelyének Fordulatai és a Működés Összefüggései
A belső égésű motorok lelke a precíz mechanika és az alkatrészek összehangolt működése. Ebben a rendszerben kiemelten fontos szerepet játszik a főtengely, más néven forgattyústengely, valamint a vezérműtengely. A főtengely a motor fő mozgó alkatrésze, amely a dugattyú lineáris mozgását forgó mozgássá alakítja, és az erőt a hajtórúdon keresztül továbbítja a kerekekhez. Ezzel szemben a vezérműtengely fontos alkatrész, amely szabályozza a motor szívó- és kipufogógázát.
Bár a főtengely és a vezérműtengely két független alkatrész, mozgási állapotuk hatással lehet egymásra. A főtengely és a vezérműtengely forgási sebessége és módja eltérő, így nincs közvetlen kapcsolat a forgásuk száma között. A belső égésű motorok munkafolyamatában azonban a főtengely és a vezérműtengely forgása szorosan összefügg.
A Főtengely és a Vezérműtengely Kapcsolata Négyütemű Motorokban
A négyütemű motorok működési elvéből adódóan a főtengely és a vezérműtengely között pontos arányosság áll fenn. A belső égésű motor négyütemű ciklusában ugyanis a főtengelynek két ciklust kell forgatnia egy művelet elvégzéséhez, míg a vezérműtengelynek csak egy ciklust, így fordulatszáma fele a főtengelyének. Általánosságban elmondható, hogy a belső égésű motorok főtengelyének minden fordulatánál a vezérműtengely fél fordulattal elfordul, ami azt jelenti, hogy a vezérműtengely forgási sebessége fele a főtengely fordulatszámának.
Mivel mind a kipufogószelep, mind a szívószelep egy négyütemű ciklus alatt (vagyis két motorfordulat alatt) egyszer kell, hogy nyisson, a vezértengely fordulatszáma a motor fordulatszámának pontosan fele kell legyen. A vezérműtengely forgása a főtengely forgásával függ össze, a fordulatok száma pedig a vezérműtengelyen lévő bütykök számától és alakjától, valamint a főtengely típusától és forgási sebességétől függ. Általában egy főtengely-fordulat hatására a vezérműtengely bizonyos számú alkalommal elfordul, és ezt az arányt vezérműtengely-lassulási aránynak nevezik.
A Négyütemű Motor Működési Ciklusa és a Főtengely Fordulatai
A négyütemű motorok egy teljes munkafolyamata a dugattyú négy lökete alatt játszódik le. Ezalatt a motor forgattyústengelye két teljes fordulatot végez. Nézzük meg részletesebben az egyes ütemeket, és a főtengely szerepét:
Szívás ütem (Főtengely első fél fordulata)
A lefelé haladó dugattyú maga után szívja a porlasztóból a benzin-levegő keveréket. Amikor a dugattyú az alsó helyzetbe ér, a dugattyú fölötti hengertér teljesen feltöltődik a benzin-levegő keverékkel. A dugattyú a legfelső helyzetről (felső holtpont) a legalsó helyzetre (alsó holtpont) való mozgáskor a forgattyútengely fél fordulattal elfordult.
Sűrítés ütem (Főtengely második fél fordulata)
A vezérműtengely által vezérelt szívószelep elzárja a szívócső furatát. Az előző ütemben beszívott benzin-levegő keverék nem tud kiáramlani a hengerből (a kipufogószelep szintén zárva van). A dugattyú tehát a fölötte lévő keveréket erősen összenyomja (összesűríti). Amikor a dugattyú a legfelső helyzetet eléri, a gyújtógyertya elektródái között villamos szikra ugrik át.
Munka ütem (Főtengely harmadik fél fordulata)
A terjeszkedő gázok óriási nyomása a dugattyút fentről lefelé löki. A dugattyú a hajtórúdon keresztül fél fordulattal elfordítja a forgattyútengelyt, aminek e fél fordulattal az esetben a motor hasznos munkája.
Kipufogás ütem (Főtengely negyedik fél fordulata)
A keletkező égésterméket el kell távolítani a hengerből. A dugattyú a legalsó helyzetből - ahová az előző ütemben került - ismét felfelé halad. Miután a dugattyú ismét a legfelső helyzetbe kerül, záródik a kipufogószelep, nyílik a szívószelep, és az egész folyamat kezdődik elölről.
A következő táblázat összefoglalja a négy ütem során a főtengely elfordulását:
Gyújtógyertya hézag beállítása Briggs motoroknál - lépésről lépésre
| Ütem | Dugattyú mozgása | Főtengely elfordulás | Szelepek állása (egyszerűsítve) |
|---|---|---|---|
| Szívás | Felső holtpont (FHP) → Alsó holtpont (AHP) | 180 fok (fél fordulat) | Szívószelep nyitva, Kipufogószelep zárva |
| Sűrítés | Alsó holtpont (AHP) → Felső holtpont (FHP) | 180 fok (fél fordulat) | Szívószelep zárva, Kipufogószelep zárva |
| Munka | Felső holtpont (FHP) → Alsó holtpont (AHP) | 180 fok (fél fordulat) | Szívószelep zárva, Kipufogószelep zárva |
| Kipufogás | Alsó holtpont (AHP) → Felső holtpont (FHP) | 180 fok (fél fordulat) | Szívószelep zárva, Kipufogószelep nyitva |
| Teljes ciklus | 4 dugattyúlöket | 720 fok (2 teljes fordulat) |
Modern Motorok Szelepvezérlése és a Főtengely Fordulatszám
A vázolt eredeti Otto-körfolyamat csak az első, lassújárású motoroknál volt megvalósítva. Hamar rájöttek arra, hogy nagyobb fordulatszámnál (100 fordulat/perc felett) a dugattyú mozgása egyedül nem tudja elég gyorsan megfordítani a gáz áramlását, amikor a szívószelepek kinyitnak. Ezért a korszerű motoroknál a dugattyú felső holtpontja közelében a szívó- és kipufogószelepek egymásba nyitnak kissé.
A kipufogószelepen kiáramló gázok magukkal ragadják a szívószelepen keresztül a beáramló üzemanyag-levegő keveréket és így javítják a szívást. Természetesen a távozó füstgázokkal együtt egy kevés friss keverék is távozik, ami rontja a motor hatásfokát. Versenymotoroknál ezzel a kis kiáramló hideg keverékkel a szelepeket hűtik. A kipufogószelepeket is kb. húsz fokkal az alsó holtpont elérése előtt már kezdik nyitni, hogy az égéstermékeknek elég idejük legyen távozni.
A szelepek mozgatását általában bütykökkel ellátott vezértengely vezérli, a szelep zárását és zárva tartását erős acélrugó végzi (konstrukciótól függően tekercsrugó vagy hajtűrugó). Ebben a konstrukcióban a motor fordulatszámát a szelep zárási sebessége határolja be. A zárási sebességét pedig a szelep és a hozzá tartozó mechanizmus (szelephimba, rúd stb.) tömege ill. a rugó keménysége határozza meg. Minél kisebb a tömeg és minél keményebb a rugó, annál gyorsabban zár a szelep, azonban a túl erős rugó a kopást növeli. Újabb nagyfordulatszámú konstrukciókban (például versenyautókban, motorkerékpárokban) légrugózású szelepet, illetve kényszerzárású szelepet használnak. Ez utóbbinál a szelep zárásának folyamata pontosan megtervezhető.
A motor felépítése
A Főtengely és Vezérműtengely Jeladók Szerepe a Motorvezérlésben
A modern motorvezérlő rendszerek (ECU) pontosan szabályozzák az üzemanyag-befecskendezést és a gyújtási szöget, amihez létfontosságúak a főtengely és vezérműtengely jeladók. A főtengely és a vezérműtengely jeladóiról érkező jeleket a motorvezérlő elektronika (ECU) az üzemanyag befecskendezés időzítésének és a gyújtási szög vezérléséhez használja. Ezek a jeladók létfontosságú információkat juttatnak el az ECU számára.
A vezérműtengely jeladó a motor hengerfején kerül felszerelésre és a vezérműtengelyen levő impulzuskerék felé néz. A jeladóból érkező jel alapján határozza meg a motorvezérlő elektronika (ECU) a tengely szögállását. A forgattyústengely helyzetét és forgási sebességét egyaránt a holdpont jeladó méri. Az érzékelők a érzékelő házán csatlakozó aljzattal, vagy csatlakozóval ellátott elektromos kábelköteggel rendelkeznek. A kötés nélküli burkolat és a forrasztásmentes elektromos csatlakozások tartós szerkezetet képeznek.
Dio 4T karbantartás lépésről lépésre
A Főtengely Jeladó Hibájának Jelei és Következményei
A főtengely jeladó, más néven forgattyústengely helyzetérzékelő, kritikus alkatrész a belső égésű motorral rendelkező járművekben. Mi a feladata a főtengely jeladónak? Pontos információkat küldeni, sok motor nem is tud elindulni a főtengely helyzetérzékelő nélkül. A főtengely jeladó a motor minden belsőégésű motorral rendelkező járműben megtalálható.
A jeladó hiba jeleit viszonylag könnyen fel lehet ismerni, és érdemes lehet foglalkoznia, ha valamilyen probléma áll fenn. Egyes hibák esetén nehézséggel járhat a jármű beindítása. Időnkénti leállás is előfordulhat. Ha a jel megszakad, ennek következtében pedig a motor leáll, a tünetet a főtengely jeladó is tudja produkálni. Ha nem működik megfelelően, az ECU nem tudja végrehajtani az üzemanyag befecskendezést sem. Emellett nehézkessé válhat az autó állandó sebességének fenntartása is.
A főtengely jeladó problémája miatt az ECU téves információkat kap a dugattyúkról, emiatt pedig a hengerek véletlenszerűen kihagyhatnak. Gyakran a motor visszajelző lámpa (Check-Engine visszajelző lámpa) is jelez, hogy valamilyen probléma áll fenn, és feladata a probléma meglétéről tájékoztatni az autóvezetőt. A megfelelő diagnosztikai eszközökkel le lehet olvasni a hibakódot, amely kiderítheti azt, hogy a problémát ez, vagy valami más okozza-e.
A hibás jeladó ezenfelül ahhoz vezethet, hogy az ECU nem tud megfelelő mennyiségű üzemanyagot juttatni a hengerbe, ami az üzemanyag fogyasztás megnövekedéséhez vezet. Ez hatással van a motor megbízhatóságára is.