Základy už znáte. Váš motor má písty. Pohybují se nahoru a dolů uvnitř válců. Když se píst pohybuje z horní do dolní úvrati, vzniká podtlak. Toto vakuum nasává vzduch. Ale kolik přesně vzduchu bude nasáváno? To závisí na dvou fyzických parametrech. Průměr pístu. A vzdálenost, kterou urazí.
Inženýři nazývají průměr vrtání. A zdvihové vzdálenosti říkají zdvih pístu (zdvih).
Zvažte hypotetický čtyřválcový motor. Řekněme, že průměr každého pístu je 4 palce (10,16 centimetru). Řekněme, že zdvih pístu je také 4 palce. Matematika pro jeden válec je jednoduchá – je to geometrie. Musíte vzít poloměr (polovinu průměru válce), umocnit jej, vynásobit Pi a poté vynásobit zdvihem pístu.
$$5,08 \text{ cm (průměr válce / 2)}^2 \krát 3,14 \krát 10,16 \text{ cm (zdvih pístu)} = 823,3 \text{ kubické centimetry}$$
To je objem vzduchu, který může jeden píst vdechnout. Pokud máte čtyři válce, vynásobte toto číslo čtyřmi. Celkový objem je přibližně 3293 kubických centimetrů. Výrobce toto číslo zaokrouhluje. Dá odznak na kufr a řekne vám, že je to motor o objemu 3,3 litru.
To je to, co lidé myslí, když se ptají „jaký je objem motoru v litrech“. Není v tom žádná magie. Toto je pracovní objem. Pokud otočíte klikovým hřídelem o dvě celé otáčky, tyto čtyři písty společně nasají 3,3 litru vzduchu.
Proč výtlak určuje maximální výkon
Proč tedy na tomto čísle záleží? Proč má mnoho aut na zadním víku nálepku udávající hlasitost?
Nastavuje tvrdý limit. Zdvihový objem odhaduje maximální výkon, který může motor vyprodukovat. Když vstřikujete benzín do láhve, jste omezeni množstvím kyslíku. Nemůžete míchat nekonečné množství paliva. Spalovací poměr je přibližně 15 ku 1 hmotnostně. To znamená, že na každý díl benzínu potřebujete patnáct dílů vzduchu.
Výtlak udává maximální objem dostupného vzduchu. Proto určuje maximální množství benzinu, které lze spálit. Více vzduchu. Více paliva. Více výbuchů za minutu. Tohle je síla.
Samozřejmě, inženýrství je zřídka tak jednoduché. Můžete postavit obrovský 10litrový motor, který strašně běží. Jeho ventily se mohou přilepit. Může být omezeno proudění vzduchu. Naopak maličký 1litrový motor můžete dohnat až na hranici jeho možností. S vysokou účinností může malý motor překonat líného obra.
Nicméně, jsou-li ostatní věci stejné, zůstává obecné pravidlo. 10litrový motor by měl generovat přibližně desetkrát větší výkon než 1litrový motor. Větší otvory znamenají více kyslíku, což znamená větší potenciál.
2,4L motor Vysvětlení
Pokud si koupíte ojetý vůz, všude uvidíte značku „2,4L“. Co to skutečně znamená pro vaši peněženku a vaši jízdu?
“L” znamená litry. To se týká celkového objemu vzduchu, který písty vytlačí v jednom úplném cyklu. Vyšší objem má tendenci korelovat s vyšším energetickým potenciálem. To ale také ovlivňuje konečnou cenu. Registrační náklady, pojistné a plány údržby se často mění s provozním objemem.
Je motor 2,4l dobrý? Historicky ano. Tyto jednotky jsou široce považovány za spolehlivé. Zřídka trpí katastrofálními popáleninami těsnění hlavy. Olejové těsnění je obvykle dostatečné. Toto je tahoun konfigurace.
Kolik litrů stačí na motor? Záleží na úkolu. Pro každodenní dojíždění a lehké tažení často stačí 2,0litrový agregát. Pokud potřebujete táhnout těžké přívěsy, potřebujete větší točivý moment. To obvykle znamená přesun do rozmezí 2,2 až 3,0 litru – tzv. „zlatý střed“. Vysoký točivý moment motoru usnadňuje manipulaci s těžkým zatížením.
Zdvihový objem udává maximální množství benzínu, které může motor spálit, a to určuje maximální výkon, který může motor vyprodukovat.
Klíčové funkce, které je třeba hledat
Při posuzování výkonu motoru mějte na paměti tyto metriky spolu se zdvihovým objemem:
- Průměr válce (vrtání): Průměr válce. Větší průměry umožňují větší ventily a poskytují lepší proudění vzduchu.
- Zdvih: Vzdálenost, kterou píst urazí. Delší zdvihy obecně zvyšují točivý moment, ale mohou omezit schopnost motoru točit do otáček.
- Výtlak: Celkový objem všech válců. Měřeno v litrech nebo palcích krychlových (1 litr = 61 palců krychlových).
Pokud se chcete hlouběji zabývat tím, jak tyto komponenty interagují, podívejte se, jak výfukové potrubí zlepšuje čištění. Nebo prozkoumejte, jak závodní vozy Champ optimalizují motory pro maximální tepelnou účinnost. Fyzika zůstává stejná. Aplikace se mění.
Jeden litr se rovná 61 kubických palců. Pamatujte si tento poměr, pokud uvažujete o starých amerických muscle cars. Zřídka používají litry. Používají palce. A obvykle operují s velkým počtem.
Co se stane, když zkombinujete velké vrtání s krátkým zdvihem? Motor získá vyšší otáčky. V nízkých otáčkách ale produkuje menší točivý moment. Je to kompromis. Nikdy nedostanete všechno najednou. Vy si volíte priority.
