Teorie motoru V.

Těsnění hlavy válců
Posledním z nepohyblivých dílů válce a hlavy válců je těsnění mezi těmito díly, které je nejvíce namáhaným těsněním celého motoru. Existuje několik druhů různě vyhovujících danému využití, ale všem je společný požadavek neprodyšného uzavření spalovacího prostoru a zabránění úniku chladicího i mazacího média z vedení procházejícího těsněním. Těsnění musí odolávat vysokým kolísavým tlakům a teplotám, musí být odolné proti působení paliva, oleje i chladicí kapaliny a kromě toho jsou právě na těsnění mezi hlavou a válcem kladeny zvýšené požadavky na přesnost, protože z výše uvedeného je zřejmé, jaké komplikace může těsnění zasahující do spalovacího prostoru způsobovat.Takzvané metaloplastické neboli kombinované těsnění je složené z kovu a měkčího materiálu. Nosný kovový plech o přibližné síle tří desetin milimetru tvoří rámec těsnění včetně zajišťovacích otvorů a z obou jeho stran je nanesena vrstva měkčího materiálu syntetického původu. Takové těsnění má dobré vlastnosti tam, kde není prvořadý požadavek dobrého přestupu tepla z hlavy do válce, a tudíž jej často najdeme u kapalinou chlazených motorů.

Druhým často používaným druhem je těsnění celokovové, často používané u vzduchem chlazených anebo sportovních motorů. Je vyrobeno z vrstveného ocelového plechu s prolisovanými drážkami. Ty umožňují zvýšení místního stlačení a zlepšují tak utěsnění plynů. Těsnost průchodu kapalin je lokálně zlepšována nanesením elastického tmelu, zpravidla už z výroby.Starší motory používaly jednoduchá těsnění na osinkové bázi s ocelovou drátěnou kostrou, tedy z materiálu u nás dobře známého pod obchodním označením Klingerit. Ten dobře vyhoví tam, kde těsněním neprochází vedení kapalin, a tam, kde nejsou vysoké požadavky na přestup tepla. V jiných případech se používal buď měkký hliníkový plech, nebo žíhaný měkký měděný plech.

Pohyblivé díly
Předchozím výčtem jsme dostali rámcovou představu o „ubytovně“ našeho výkonu, která ovšem ani zdaleka není jen pasivním rámcem pohyblivých dílů, jelikož sama přímo ovlivňuje děje v motoru. Pokud chce ovšem kdokoliv z nás charakterizovat emotivní vztah ke spalovacímu motoru, nikdy si jako symbol nevybere nepohyblivý díl, ale spíše píst nebo ventil, případně ojnici. Je to prosté – motor už z podstaty svého jména je spojován s pohybem, a tak všichni automaticky bereme pohyblivé díly v něm za mnohem důležitější.U čtyřdobého motoru se jedná o celkem rozsáhlou množinu skupin, jejímž jádrem je klikový mechanismus, soustava rozvodu, mazání, případně chlazení nebo soustava eliminující vibrace a celá řada příslušenství nezbytného k chodu stroje.

Klikový mechanismus
Klikový hřídel s ojnicí a pístem je označován za srdce motoru. Všeobecně známá poučka praví, že klikový hřídel s ojnicí je zařízením měnícím přímočarý vratný pohyb pístu ve válci na otáčivý, přičemž je u motocyklů zpravidla spojen s funkcí setrvačníku.Vzhledem k vysokým otáčkám současných motocyklových motorů bývají klikové hřídele co nejkratší a přiměřeně tuhé, aby odolaly torzním a ohybovým momentům. Na průměry hlavních i ojničních čepů  jsou z hlediska konstrukce protichůdné požadavky, takže výsledkem je opět nutný kompromis. Pro torzní tuhost vyhovuje co největší průměr čepů, ale z hlediska tření v ložiskách je velký průměr nevýhodný, jelikož tření působí na velikém rameni a třecí moment je přílišný. Malý průměr čepu při omezené délce ložiska zajišťuje malou plochu a měrné tlaky v ložisku jsou veliké. To vyžaduje kvalitní materiál, tvrdý a přesně opracovaný čep a tuhé ložisko odolné deformacím.Na zatížení ložisek mají vliv tlaky plynů na píst, zrychlující síly posuvných i rotačních hmot. Zatímco tlak plynů se s otáčkami příliš nemění, zrychlující a odstředivé síly rostou s druhou mocninou otáček!

Vyvážení klikového hřídele
Rotační hmoty se dají poměrně snadno vyvážit. Klikový hřídel pro sportovní řadový čtyřválec je většinou čtyřikrát zalomený po 180° a je staticky i dynamicky vyvážený. Přidají-li se čtyři ojnice se stejnou hmotností spodního oka, vyvážení se nenaruší. Hmotnost ojnice je možné rozdělit na část konající otáčivý pohyb a část konající kmitavý pohyb s pístním čepem. Spodní rotující díl tvoří přibližně dvě třetiny celkové hmotnosti ojnice. Důležité pro pečlivé vyvážení je přesně stejná hmotnost všech ojnic, ale i stejné rozložení hmotnosti na oka.Rozloží-li se odstředivá síla rotujících čepů do ramen, bude nejvíce zatíženo střední ložisko čtyřválcového motoru s pětinásobným uložením hřídele. Ve druhém a čtvrtém ložisku se síly ruší a v krajních ložiskách jsou síly poloviční. Tolik teorie. V praxi se používají protivývažky, které část sil ruší a odlehčují ložiska. To ale nestačí pro úplně klidný chod a může to vyhovět jen u některých typů motorů.

Pestrost konfigurací motocyklových motorů je ale značná a jejich uložení v rámu vesměs pevné. To jsou odlišnosti od automobilové konstrukce, opravňující použití různých druhů přídavných vyvažovacích soustav, přestože jsou v přímém rozporu s požadavkem nízké ceny.Zrychlující síly od posuvných hmot nemají konstantní velikost, mění se s otáčkami a nelze je vyvážit rotujícími vývažky na klikovém hřídeli. Nejčastějším řešením současných motocyklových motorů je použití vyvažovacího hřídele nebo hřídelů rotujících v opačném směru, novější trend některých paralelních dvouválců nabízí řešení vyvážení s přídavnou třetí ojnicí a kmitajícím protizávažím, například nové osmistovky BMW nebo sportovní skútr Yamaha TMAX 500.
(pokračování příště)


Zdroj: Supermoto 11/09