Mitől gurul az autó? 8 kérdés és válasz kezdőknek

1. Egyáltalán mitől gurul?

Ha manapság a mobilitás rejtelmein tűnődve épp szembe jön egy autó, akkor szinte biztos lehetsz benne, hogy az valamilyen kőolajszármazékból nyeri a mozgási energiáját. Erre szokták mondani az okosok, hogy belső égésű motor van benne. Egyedül akkor érdemes elbizonytalanodni, ha furán sípoló hanggal gurul, vagy zöld a rendszáma. Ebben az esetben könnyen lehet, hogy elektromosság is van a dologban.

2. Miért nem robban fel a robbanómotor?

Mert valójában az üzemanyag nem robban, hanem elég. Illetve azért is, mert felbecsülhetetlen mennyiségű időt, tudást és kísérletezgetést ölt bele az emberiség abba, hogy a lehető leghatékonyabb és legbiztonságosabb formában legyünk képesek újra és újra elégetett aprócska üzemanyagcseppeket forgó mozgássá alakítani.

Ha ennél részletesebb válaszra vágyunk, érdemes felidézni Jason Bourne egyik rutinos figyelemelterelő manőverét. A második film egy jelenetében, miután nagyon csúnyán elver egy szerencsétlenül járt ügynököt, még rá is robbantja a saját házát. Ehhez először elszakít egy gázvezetéket, majd a pirítóssütőbe begyömöszöl egy újságot. A gáz lassan betölti a házat, hogy aztán a lángoló újság miatt belobbanjon, aminek hatására hirtelen növekedni kezd a hőmérséklet és vele a nyomás is, hiszen a zárt ajtók miatt nem tud hova tágulni. Aztán egy idő után nem bírja tovább a gyűrődést a ház és szanaszét repülnek a darabjai. Ezzel már meg is van az áhított mozgási energia.

Már csak azt kellene valahogy megoldani, hogy kicsit kiszámíthatóbb formában történjen a röpködés, és ezzel el is jutottunk a hengerhez és a dugattyúhoz. Képzeljünk el egy injekciós fecskendőt, a külső rész lesz a henger, a belső a dugattyú. Szívjuk tele levegővel, fogjuk be a végét, majd kezdjük el összenyomni. Amikor már csak egy kicsi hely maradt, töltsük meg valamivel, ami jól ég, például porlasztott benzinnel.

Mi történik, ha alágyújtunk a kis képzeletbeli töltetünknek? Ha a fecskendő fala elég erős, akkor csak egy irányba tudnak szegény sarokba szorított gázok terjeszkedni, kilökik a dugattyút, és tádám, kész is a kontrollált, egy irányú mozgási energiává alakított, megzabolázott égés.

Innen már nincs is más feladat, mint sokszor egymás után eljátszani ugyan ezt, és egy elmés szerkezet segítségével a folyamatosan ki-be ugráló fecskendő nyomókáját rámókolni a főtengelyre, és forog is a kerék. A legeleterjettebb motorokban autópályatempónál 2-3 ezerszer fordul meg a főtengely, és minden nyomóka ugyanennyiszer tesz meg egy teljes ki-be ütemet. Az másodpercenként nagyjából negyven, amit a szemünk már csak egy elmosódott suhanásként tud érzékelni, annyira gyors.

3. Neked mennyire ütemes a motorod?

Vagy kettő, vagy négy, és ütemű, nem ütemes. A fecskendős példánál maradva vegyünk végig egy kört. Összepréseljük az üzemanyaggal kevert levegőt, egy szikrával begyújtjuk, és a hirtelen tágulás már löki is ki a dugattyút, majd kezdjük elölről. Ez két ütem. Egyszer be, egyszer ki. Ilyenkor viszont, amikor az ellobbanás után újra nyomnánk be a nyomókát, a henger még tele van mindenféle égéstermékkel, és mivel gyorsan kell sűríteni újra, a következő körhöz szükséges töltetcsere nem olyan hatékony, ahogy az új keverékképzés sem. Cserébe minden második ütem ad egy extra löketet. Ilyenek a kétüteműek, erősek, de nem annyira tiszták. Manapság autóba már nem is építenek ilyet, esetleg robogóba.

Ha viszont az égés után nem préseljük össze egyből a keveréket, hanem az égéstermékeket egy szelepen szépen kitolja a felfelé mozgó dugattyú, akkor elméletileg minden rendben lesz. Csakhogy ilyenkor alig marad egy kevés füstös levegő a hengerben, és abban a kevésben sem lesz oxigén, ezért nem tud tisztességesen égni az üzemanyag. A megoldás a négy ütem. A szmogos levegőt kitoljuk a nyitott szelepen, gyújtás nélkül hagyjuk, hogy az amúgy is forgó tengely lehúzza a dugattyút, ezzel teleszívja magát a henger friss levegővel egy másik szelepen, zárjuk a szelepeket, hogy a megint felfelé mozgó dugattyú össze tudja préselni a friss levegőt, már jöhet is az üzemanyag és a szikra. Így csak minden negyedik ütemmel lökünk egyet a kerekeken, de cserébe sokkal tisztább és takarékosabb az égés. Ezeknek a lökéseknek az erejét jól szemlélteti, hogy a csúcsnyomás a hengerekben elérheti a 200 bart, ami extrém esetben az irgalmatlan csavarokkal rögzített hengerfejet is képes ledurrantani magáról. 

4. És hány lóhengeres?

Először is vannak a hengerek és vannak a lóerők. Már csak azért sem szabad őket összekeverni, mert míg az egyikből a legszélsőségesebb esetben is maximum 16 van egy autóban, addig a másikból több száz is lehet. A hengerek száma arra vonatkozik, hogy hány darab fecskendőben puffogtatja az üzemanyagot a motor, a lóerő pedig a teljesítmény kissé elavult mértékegysége.

A mai átlagautóban négy hengerben mozog négy dugattyú irtó gyorsan fel és alá, annyira gyorsan, hogy azon a néhány centiméteres szakaszon a folyamatos végponti megállásokkal együtt is elérheti a 70 km/h-s átlagsebességet a dugattyú. A jól bevált négyhengeres motorok esetében a két középső és a két szélső mozog együtt, és a párok közül mindig csak az egyikben lobban a töltetünk, így minden főtengelyfordulatra jut két munkaütem.

Manapság egyre inkább kezdenek elterjedni a háromhengeres megoldások is a fogyasztáscsökkentés jegyében, de ilyenkor felborul a négyhengeresek egyensúlya és mindenféle trükkökre van szükség a sima járáshoz.  Ötöt már alig néhány típusba szerelnek, pedig a karakteres hangja miatt sokan kedvelik. Hatot inkább a prémium gyártók vállalnak be, és itt már kétféle elrendezés is szóba jöhet. A szép sorban egymás mellé pakolt hengerek finoman járnak, de sok helyet foglalnak, ha viszont v alakban rendeznek hármat-hármat, akkor kisebb helyen is elfér a motor és a súlypont is jobb helyre kerül. A következő szint a V8-as, ami már igazi luxusbálna, izomautó vagy sportautó territórium, és extrém esetekben 12, vagy akár 16 hengert is bepakolnak egy-egy méregdrága kocsiba.

5. Miért mondják kétliteresnek, ha egyszer nyolcat fogyaszt?

Amikor ilyeneket hall az ember, hogy háromliteres motor, meg egynyolcas vagy ezerötös, akkor általában a motor lökettérfogatáról beszélnek, vagy más néven hengerűrtartalmáról. Köbcentiben, vagy literben szokás megadni és a dugattyúk által bejárt térfogatra utal. Egy átlagos autóban nagyjából négy nagyobb vizespoharat kell egymás mellé képzelni, mindössze ekkora helyen történik a tényleges égés. Elméletben minél nagyobb a térfogat, annál kraftosabbat tud durranni, bár ma már a végtelenül összetett motorok egy liter alatti űrtartalommal is olyan erősek lehetnek, mint régen a kisebb hordónyi böszmeségek, de ehhez elképesztően összetett műszaki megoldásokra van szükség, mint például a turbó.

6. A turbós kocsi akkor most szívás?

Bár egy turbómotorral sok lehet a szívás, semmiképp nem szívós, és még csak nem is szívó. Egy hagyományos szívó esetében ugyanis az égéshez szükséges levegőt a dugattyú mozgása szívja be a hengerbe és kész, jön még egy sűrítés meg az égés. Ezzel szemben, ha ráakasztunk egy turbót a motorra, akkor az egy halom extra levegőt is beprésel a hengerbe, így még nagyobbat tud szólni a lobbanás.  Amikor erőszakkal toljuk a levegőt a motorba, azt feltöltésnek is szokták hívni, vannak a turbótól eltérő megoldások is, ám a turbó kivételes, mert a kipufogógázok hulladék energiáját hasznosítja.

A turbó használata mellett szól, hogy nagyobbat gyorsul vele az autó és bizonyos körülmények között tud kevesebbet fogyasztani és kipufogni. Ezért is terjedtek el ennyire az utóbbi években. A szigorodó károsanyag-kibocsátási normák valóságtól kissé elrugaszkodott mérési eljárásait a legtöbb gyártó csak turbóval tudja teljesíteni. Az más kérdés, hogy az úton másként működnek ezek a motorok, mint a mérőpadon, és ezzel el is érkeztünk a hátrányokhoz.

Egy turbós motor ugyanis hajlamos jóval többet fogyasztani a katalógusadatnál, ha életszerűen használjuk és mivel egy nagyobb gázadásnál először fel kell pörögnie a turbónak, hogy el tudja kezdeni sűríteni a levegőt, a gyorsulás hajlamos késni egy picit. Ezt nevezik turbólyuknak. A másik kellemetlen hátrány, hogy a régi, kiforrott szívómotorokhoz képest, komplikáltságuk miatt nem annyira megbízhatóak, egy turbó cseréje pedig kifejezetten drága dolog. Ennek ellenére rendkívül elterjedt megoldás, hiszen még egy átlagos turbó is képes a légköri nyomás kétszeresét beszuszakolni a hengerbe, így egészen kis motorok is tudnak nagyon erősek lenni. 

7. Most akkor a benzines miben más, mint a dízel?

A benzines motoroknál az összepréselt keveréket szikra gyújtja be. Az első működő darabot már 1876-ban megépítette August Otto. A technológia tehát nem új, bár azóta elképesztő fejlődésen ment keresztül minden tekintetben.

Elsősorban finom járáskultúrája miatt kedvelik, gyorsan felpörög és hamar bemelegszik, de az autó tömegével együtt a fogyasztása is el tud szállni. Kisebb autókban és városi használat esetén éri meg elgondolkodni rajta, izgága karaktere miatt sportkocsik esetében szinte egyeduralkodó.

8. Miért kerreg ez ennyire, valami baj van a motorral?

A dízelmotor működési elvét Rudolf Diesel szabadalmaztatta 1893-ban, és a lényege, hogy amikor a fecskendőben már ott vár összepréselve a levegővel elkeveredett üzemanyag, akkor külső segítség, vagyis szikra nélkül dönt úgy a keverék, hogy ideje belobbanni. A gázolaj ugyanis a nagy sűrítés miatt megemelkedő hőmérséklet hatására gyullad meg. Erre képes egyébként a benzin is, ezt hívják detonációs égésnek, de ez hirtelen nyomásnövekedést okoz, és károsítja a benzinmotort.

A dízelmotor előnye, hogy jobb a hatásfoka, kis fogyasztással is lehet ülésbe tapasztó a gyorsulása, ha van rajta turbó is, és ma már mindig van. Hátránya, hogy hangosabban, kissé kevésbé kulturáltan jár és lassabban melegszik be, ezért akkor érdemes választani, ha leginkább hosszú utakon autózunk. Elsősorban nagyobb kocsikban használják, kamionok és munkagépek esetében pedig nem is nagyon van más opció.

A benzinesek és a dízelek előnyeinek összegyúrásával már régóta kísérleteznek és úgy tűnik, hogy a Mazda meg is csinálta Skyactive X néven a benzines dízelmotort, amiben a terheléstől függően gyulladhat szikra, vagy a megnövekedett hőmérséklet hatására is az üzemanyag.