Proč jsou písty motoru kruhové, když to jde i lépe? VW to zkoušel

9.10.2016 | Marek Bednář | 60 příspěvků

Válce i písty mají kruhový tvar. Ptáte se, proč když blok motoru je jinak obdélníkový a dostupný prostor by bylo možné využít lépe? Nejste sami.

Možná už jste někdy přemýšleli nad tím, proč jsou písty a válce motorů kulaté. A pokud ano, jistě nejste sami. Však hlava válců a blok motoru jsou v podstatě obdélníkové a nechat v nich pracovat kruhové písty je zdánlivě hloupé. Kdyby v nich byly písty čtvercové, z bloku stejné velikosti by bylo možné vytěžit větší zdvihový objem, a tak dostat stejně objemný motor do menšího a lehčího balení nebo v rámci toho existujícího nabídnout větší. A je to pravda, alespoň teoreticky.

V praxi má tahle idea několik úskalí. Jednak, opracovat čtvercový otvor a vyrobit čtvercový píst je mnohem náročnější, než pokud jsou kruhového tvaru. Obojí samozřejmě může být odlitek, ale pořád je nutno finální opracování, vrtání a leštění, a to je prostě u kruhu při stejné přesnoti výrazně jednodušší a tedy i levnější, než u jakéhokoliv jiného tvaru. Jednak je tu otázka pístních kroužků - i pro ně je z hlediska výroby kruhový tvar nejjednodušší a nejlevnější.

A jednak, u kruhového pístu má při provozu celý obvod vždy zhruba stejnou teplotu. U čtvercových pístů by středy hran měly vyšší teplotu než vrcholy, což znamená zvýšené namáhání a kratší životnost. I to může mít své řešení, jenže znovu komplikované. Pokud byste na něj rezignovali, běžným problémem by byly zkroucené písty, bloky i hlavy motoru. A pokud ne, jste znovu u výrazně vyšších nákladů na výrobu, pokud by se tohle stávat nemělo.

Tato idea se tím zdá být odsouzena k setrvání v učebnicích techniky, jenže přesto v historii najdeme případy, kdy jiné než kruhové válce motorů vznikly. A to i pro sériovou výrobu. Nejznámější aplikace jsou dvě a tou první je motor závodní motorky Honda NR750. Její motor byl v podstatě V8, ale se čtyřmi válci. Jak je to možné, nejlépe nastíní fotografie, ale přesto princip popišme. Válce i písty byly čtyři a měly tvar, který nejlépe připodobnit k oválné závodní trati. Na každý píst byly dvě ojnice, osm ventilů a dvě zapalovací svíčky; v podstatě si představte V8 se spojenými dvojicemi pístů na každé straně.

Tenhle motor vznikl původně v roce 1977, protože motocykly Honda nebyly se čtyřtaktními motory schopné v okruhových závodech konkurovat dvoutaktům. Proti přechodu na dvoutakty stálo vedení, protože co závodilo, muselo být k mání i v showroomech. Jenže podle pravidel byly maximem čtyři válce. Tenhle motor de facto jen čtyři válce má. Motocykly Honda s tímhle motorem ale nikdy nevyhrály a po nějaké době zmizely ze závodění. Ještě na začátku 90tých let se ale prodávaly i silniční verze Hondy NR, ale prodalo se jich minimum, údajně jen asi 300 kusů, protože byly extrémně drahé.

Druhá známá aplikace je našemu světu aut bližší - šlo o dieselový motor Volkswagenu, který se objevil v roce 1990. Blok byl stejně dlouhý jako u motoru 1,6 D, kliková hřídel pocházela z 1,9 D a výsledný objem byl přesně 2 343 ccm. Písty byly tentokrát skutečně elipsoidní a byly vyvinuty firmou Mahle. Vrtání bylo 76,5 x 99,49 mm; kratší míra je stejná jako u 1,6 D. Protože tenhle motor neměl turbo, dával jen 76 koní a 165 Nm.

Vypadalo to s ním slibně, jenže Audi už tehdy mělo nové motory TDI a Volkswagen zjistil, že motor s oválnými písty je na výrobu dražší než ono TDI. 2,3 D s oválnými písty se tak objevil v pár testovacích prototypech, ale sériového nasazení nikdy nedošel. Ne kvůli výkonu, kdyby se přidalo turbo, jistě by to mohlo znamenat malý, ale velmi silný motor. Tyhle dvě vlastnosti dohromady sice dovedly Audi k pětiválcům a VW ke konstrukci motorů VR5 a VR6, potažmo W8, W12 a W16, ale podle všeho to byly právě výrobní náklady na „nekruhové” písty, které vystavily 2,3 D stopku.

Idea oválných pístů tak žije v srdcích techniků dále, je ale otázkou, jestli někdy dojde praktického použití. V dnešní době by výroba takového spolehlivého motoru byla jistě snazší než dříve a nekonečný tlak na zmenšování motorů může automobilky přimět se k této myšlence vrátit. Možná se to nikdy nestane, ale pokud ano, pamatujte si, že o nový nápad se jednat rozhodně nebude...

Proč jsou písty motoru kruhové, když to jde i lépe? VW to zkoušel - 1 - ovalne pisty vw 23d 02Proč jsou písty motoru kruhové, když to jde i lépe? VW to zkoušel - 2 - ovalne pisty vw 23d 01
Experiment Volkswagenu s oválnými písty byl dieselový čtyřválec. Na první fotce vlevo blok 2,3 D, vpravo blok 1,6 D, takový rozdíl udělalo jen jiné tvarování pístů

Proč jsou písty motoru kruhové, když to jde i lépe? VW to zkoušel - 3 - Motor pisty oval dalsi 01Proč jsou písty motoru kruhové, když to jde i lépe? VW to zkoušel - 4 - ovalne pisty honda nr 02Proč jsou písty motoru kruhové, když to jde i lépe? VW to zkoušel - 5 - ovalne pisty honda nr 01Proč jsou písty motoru kruhové, když to jde i lépe? VW to zkoušel - 6 - Motor pisty oval dalsi 02Proč jsou písty motoru kruhové, když to jde i lépe? VW to zkoušel - 7 - ovalne pisty honda nr 03Proč jsou písty motoru kruhové, když to jde i lépe? VW to zkoušel - 8 - Motor pisty oval dalsi 03
Takhle vypadal motor Honda NR 750

Proč jsou písty motoru kruhové, když to jde i lépe? VW to zkoušel - 9 - Motor pisty oval dalsi 04Proč jsou písty motoru kruhové, když to jde i lépe? VW to zkoušel - 10 - Motor pisty oval dalsi 05Proč jsou písty motoru kruhové, když to jde i lépe? VW to zkoušel - 11 - Motor pisty oval dalsi 06
A takto samotná NR 750

Marek Bednář

Další zajímavé články:

Diskuze 60 příspěvků

Živá témata na fóru

zobrazit vše

Autobazar

zobrazit vše