Technik vysvětlil, jak který z hlavních parametrů motoru ovlivňuje jeho výkon

Každý spalovací motor je definován plejádou parametrů, dva z nich ale mají zcela zásadní vliv na jeho charakter, použitelnost a efektivitu - vrtání a zdvih. Co jejich vzájemný znamená?
  1. Autoforum.cz
  2. Rubriky a sekce
  3. Technika

Technik vysvětlil, jak který z hlavních parametrů motoru ovlivňuje jeho výkon

20.1.2020 | Mirek Mazal

Technik vysvětlil, jak který z hlavních parametrů motoru ovlivňuje jeho výkon

/

Foto: Archiv Autoforum.cz

Každý spalovací motor je definován plejádou parametrů, dva z nich ale mají zcela zásadní vliv na jeho charakter, použitelnost a efektivitu - vrtání a zdvih. Co jejich vzájemný znamená?

Tvůrci spalovacích motorů aut mají na výběr mezi různými velikostmi vrtání a zdvihu. Vývrtem se označuje průměr válce v milimetrech, zatímco zdvih v milimetrech popisuje vzdálenost mezi horní a spodní úvratí pístu. Obě měřitelné veličiny určují výsledný zdvihový objem, ze kterého pramení výkon použitého agregátu.

Poměrem vrtání a zdvihu se tvaruje blok pohonné jednotky, proto lze jednoduše rozdělit tzv. podčtvercové, čtvercové a nadčtvercové motory. Náš přítel Jason Fenske z Engineering Explained se pokusil popsat výhody každého z těchto řešení a říci, jaký mají různé poměry vrtání a zdvihu vliv na výsledný výkon.

Podčtvercové motory jsou charakteristické vysokými otáčkami a vyšším maximálním měrným výkonem, můžeme se s nimi setkávat u monopostů Formule 1. Proč jsou vhodné zrovna pro ně, Jason demonstruje výpočtem maximálních možných otáček pro pro válec s vrtáním 117 milimetrů a zdvihem 47 milimetrů. V tomto případě jde o 16 000 ot./min., válec s parametry 86 x 86 milimetrů zvládne nejvíce 8 700 ot./min a nadčtvercový typ 47 x 117 mm dokáže zaručit jen 4 700 ot./min s příslibem vyšší účinnosti neboli nižší spotřeby.

Široké válce jsou standardně propojeny s většími ventily, kudy je možné snadněji nasát palivovou směs a poté ji efektivněji odvést do výfukového potrubí. Pro válec široký 117 milimetrů Jason počítá se spalováním hořlavého mixu o objemu 25,2 cm3, střední rival zpracuje 18,6 cm3 a nejužšími ventily projde jen 13,7 cm3, což je vždy rozdíl 35 % ve prospěch výkonu podčtvercové techniky zejména během vysokých otáček, kdy je třeba dodat co nejvíce vzduchu.

Z hlediska efektivity je přívětivější nadčtvercová konstrukce pístu s plochou 378 milimetrů, která při ukázkovém kompresním poměru 10:1 vytváří nejmenší volný prostor v horní části válce. Zapálená směs nad pístem se vměstná do prostoru velikosti jen 95 cm3, kde se před stlačením ztratí minimum žádoucího tepla, a to vede k vytvoření užitečné energie bez navýšení spotřeby celého motoru.

Úsporným opatřením je i včasný proces hoření zápalné směsi ve válci. Čím rychleji shoří vše potřebné, tím efektivnější bude provoz ústrojí. Jiskra nadčtvercové techniky s užším válcem lépe zažehne stlačenou směs, čímž dojde k časově přesnějšímu, a hlavně dokonalejšímu prohoření. Jason tvrzení potvrdil praktickým výzkumem vědců z Southwest Research Institute, kteří demonstrativně ponechali vrtání 86 milimetrů a měnili zdvih z 86 na 98 a poté na 115 milimetrů. Rozdílné měření vykázalo snížení spotřeby o 3 až 5 % proti prvotní čtvercové konstrukci 86 x 86 mm.

Najít ideální kompromis výkonu a spotřeby je svatý grál motoristického inženýrství. Výše popsané vztahy jsou univerzálně platné, pochopitelně je ale ovlivňuje mnoho dalších proměnných. A samozřejmě nelze říci, že ta či ona cesta je obecně nejlepší - pro sportovní auta se hodí jiné řešení než pro rodinná přibližovadla, proto se na trhu objevuje tolik rozličných řešení a právě pochopení vztahu mezi vrtáním a zdvihem vysvětluje, proč. Pokud jde ale ryze o výkon, nezbývá než následovat konstruktéry z Formule 1 - podčtvercové motory jsou v tomto ohledu jasnými favority.


Technik vysvětlil, jak který z hlavních parametrů motoru ovlivňuje jeho výkon - 1 - Vrtani vs zdvih vuci vykonu auta foto 01Technik vysvětlil, jak který z hlavních parametrů motoru ovlivňuje jeho výkon - 2 - Vrtani vs zdvih vuci vykonu auta foto 02Technik vysvětlil, jak který z hlavních parametrů motoru ovlivňuje jeho výkon - 3 - Vrtani vs zdvih vuci vykonu auta foto 03Technik vysvětlil, jak který z hlavních parametrů motoru ovlivňuje jeho výkon - 4 - Vrtani vs zdvih vuci vykonu auta foto 04
Popis vztahu vrtání vůči zdvihu automobilového motoru

Technik vysvětlil, jak který z hlavních parametrů motoru ovlivňuje jeho výkon - 5 - Vrtani vs zdvih vuci vykonu auta foto 05Technik vysvětlil, jak který z hlavních parametrů motoru ovlivňuje jeho výkon - 6 - Vrtani vs zdvih vuci vykonu auta foto 06Technik vysvětlil, jak který z hlavních parametrů motoru ovlivňuje jeho výkon - 7 - Vrtani vs zdvih vuci vykonu auta foto 09Technik vysvětlil, jak který z hlavních parametrů motoru ovlivňuje jeho výkon - 8 - Vrtani vs zdvih vuci vykonu auta foto 10Technik vysvětlil, jak který z hlavních parametrů motoru ovlivňuje jeho výkon - 9 - Vrtani vs zdvih vuci vykonu auta foto 07Technik vysvětlil, jak který z hlavních parametrů motoru ovlivňuje jeho výkon - 10 - Vrtani vs zdvih vuci vykonu auta foto 08
Vrtání a zdvih zásadně ovlivňuje výkon a charakter motoru. Pochopení jejich vztahu usnadní i pochopení preferencí konstruktérů v případě různých typů aut

Zdroj: Engineering Explained@Youtube

Mirek Mazal

Všechny články na Autoforum.cz jsou komentáře vyjadřující stanovisko redakce či autora. Vyjma článků označených jako inzerce není obsah sponzorován ani jinak obdobně ovlivněn třetími stranami.

Živá témata na fóru

zobrazit vše