Valji motorja

Motor z notranjim izgorevanjem v avtomobilu poznamo že od leta 1886, ko je Karl Benz naredil prvi avtomobil. Oziroma nekakšno kočijo s kolesi in pogonom. Motorji z notranjim izgorevanje so vsi naši dizelski in bencinski agregati. Od takrat so se v dobrih stotih letih vozila razvijala s svetlobno hitrostjo in prav tako njihovi motorji, a še vedno ima vsak takšen agregat valje. Dokler ne govorimo o električnih vozilih.

Bugattijev W16

V avtomobilu jih je lahko različno veliko: vse od dveh v fiatu 500 twinair, pa do dvanajstih v kakšnem ferrariju ali šestnajstih v bugattiju veyron in enkrat celo osemnajstih v Bugattijevem prototipu. Predstavljajte si zadevo čisto enostavno: ena majhna plastenka vode ima pol litra prostornine in dve bi bili recimo za fiata twinair, da bi imel liter prostornine. Štiri bi bile za dvolitrski motor, ki ima praktično vedno ravno štiri valje. Torej vsak valj je velik toliko, kot plastenka vode. Vez šestih plastenk bi bil dovolj za trilitrski šestvaljnik, kakršen je v brutalnem BMW-ju M3. Zelo majhna stvar, kajne? Ko se prostornina teh valjev zapolni z mešanico goriva in zraka, se bati v valjih premaknejo in z njimi tudi vaš avtomobil. Več valjev seveda poskrbi za več moči, ampak v teoriji več valjev tudi porabi več goriva, ker mora gorivo pač potisniti večje število batov v valjih v premikanje.

Pogled na avtomobilski motor je za večino bolj ali manj enak pogledu na kakšno zapleteno matematično formulo. Posamezne dele sicer prepoznaš, a ne vseh in vse skupaj se zdi precej nelogično. Pa ni, vsaka cev in vsak del pogonskega stroja je skrbno postavljen na določeno mesto, vsi ti manjši sestavni deli pa obdajajo enega velikega in v njem se skrivajo valji. V bloku motorja so, v vsakem valju je bat, nad celotnim blokom motorja, v katerem so valji in bati, pa je še ročična gred, ki se med vožnjo vrti in s svojo posebno obliko skrbi za natančno vbrizgavanje goriva. Nad vsakim batom so namreč štirje ventili – lahko sta le dva, a danes ima praktično vsak štirivaljni agregat skupaj 16 ventilov, večji pa ustrezno več.

Takšen motor ima štiri takte. V prvem je izpušni ventil zaprt in bat, ki se premika navzdol, dejansko sesa zmes bencina in zraka skozi sesalni ventil. Ta se potem takoj zapre. V drugem taktu pride do kompresije, saj so vsi ventili zaprti in pri gibanju navzgor bat stiska zmes v zgorevalni prostor, zaradi toplote pri stiskanju pa se kapljice goriva povsem uplinijo. Tretji takt je delo, vsi ventili so zopet zaprti, iskra s svečke vžge zmes zraka in goriva ter tako potisne bat zopet navzdol, na koncu takta se izpušna ventila odpreta. Zadnji takt se zgodi po zaprtju sesalnih ventilov in bat med premikanjem navzgor potiska ostanke mešanice skozi izpušna ventila. In potem se zgodba zopet ponovi, vsak bat v valju pa se vedno premika po točno določenem zaporedju z ostalimi.

Vse skupaj seveda poteka izredno hitro. Predstavljajte si, da se peljete s 4000 motornimi vrtljaji: to pomeni, da v vsaki minuti vsak bat v valju posebej naredi 1000 pomikov navzgor in navzdol. Ko govorimo o takšnih klasičnih in najbolj razširjenih motorjih, govorimo pravzaprav o Ottovem motorju. Nikolaus August Otto je bil namreč nemški inženir, ki je naredil prvi motor z notranjim izgorevanjem, kakršnega v grobem uporabljamo še danes. Prvi ga je sicer patentiral Alphonse Beau de Rochas, a Otto je bil prvi, ki ga je dejansko izdelal.

Poznamo pa tudi drugačne vrste motorjev, ne le Ottovega. Bokserski motor deluje po enakem principu, le da so valji in bati postavljeni vodoravno, ne navpično. Teh motorjev je manj, najbolj značilna uporabnika sta Porsche in Subaru, prednost takšne postavitve pa je predvsem v nižjem težišču, ki potem ugodneje vpliva na vozne lastnosti.

Še večja redkost je Wanklov motor, ki ga je včasih uporabljala predvsem Mazda, dandanes pa je praktično izumrl. V teoriji je takšen motor zelo dober, saj se bat v valju ne premika gor in dol oziroma levo in desno, ampak se vrti. Bat je dejansko trikotne oblike in celoten proces je rotacija, zato mu tudi rečemo rotacijski motor, prednost pa je, da premikanja ni potrebno spreminjati v vrtenje (za poznejše vrtenje koles), saj se vrti že bat sam. Slabosti? Velika poraba olja, ker je brez izgub zelo težko skrbeti za ustrezno mazanje motorja, slaba je tudi vzdržljivost.

Zdaj veste, da se v vašem motorju nenehno dogajajo majhne eksplozije in posledično se avtomobil premika. Vse skupaj je zelo natančno in s praktično ničelnimi izgubami goriva. Še vedno pa gre več kot polovica vse energije v toploto in ne v delo, zato je izkoristek pod črto še vedno slab in zato tovarne namenjajo milijarde v razvoj novih, učinkovitejših.