Αυτές είναι οι βαλβίδες και δίπλα τα ελατήριά τους τα οποία τις ανοιγοκλείνουν.
Συχνά, όταν αναφερόμαστε σε μια μοτοσικλέτα, είναι απαραίτητη η διευκρίνιση για το αν πρόκειται για τετράχρονη ή δίχρονη. Τα επίθετα αυτά έχουν να κάνουν φυσικά με τον τύπο του κινητήρα της και συνήθως αρκούν για να φανερώσουν κάποια ιδιαίτερα χαρακτηριστικά της. Τι ακριβώς συμβαίνει όμως μέσα σε έναν τετράχρονο κινητήρα εσωτερικής καύσης; Τι είναι τελικά αυτοί οι τέσσερις χρόνοι για τους οποίους όλοι μιλάνε; Επειδή, όπως καταλαβαίνετε, το θέμα είναι τεράστιο, λόγω των πάρα πολλών παραμέτρων που περιέχει, στο κείμενο που ακολουθεί θα προσπαθήσουμε να το κάνουμε όσο πιο απλό γίνεται.
Ο τετράχρονος κινητήρας βρίσκει πλέον εφαρμογή στην πλειοψηφία των μοτοσικλετών και ειδικά σε αυτές με μεγάλο κυβισμό. Το βασικό του προτέρημα έναντι του δίχρονου, είναι η "καθαρή" λειτουργία του, δηλαδή οι μειωμένες εκπομπές ρύπων. Αν αναλογιστεί κανείς την έξαρση της οικολογικής συνείδησης στις μέρες μας, θα καταλάβει γιατί οι τετράχρονοι κινητήρες χρησιμοποιούνται σήμερα στις περισσότερες μοτοσικλέτες και μάλιστα με τάση να παραγκωνίσουν τελείως τους δίχρονους, κάτι το οποίο έχει ήδη ξεκινήσει να συμβαίνει. Τι ακριβώς σημαίνει όμως τετράχρονος κινητήρας; Φυσικά, οι 4 χρόνοι δεν έχουν καμία σχέση με... ηλικία! Αρχικά, θα πρέπει να διευκρινίσουμε τι είναι ο χρόνος. Σαν ένας χρόνος, λοιπόν, ορίζεται μία διαδρομή του εμβόλου μέσα στον κύλινδρο, προς μία κατεύθυνση. Δηλαδή όταν το έμβολο κινηθεί από το ανώτερο σημείο που μπορεί να βρεθεί (Ανω Νεκρό Σημείο ή Α.Ν.Σ) μέχρι το κατώτερο (Κάτω Νεκρό Σημείο ή Κ.Ν.Σ.), αυτή η διαδρομή ορίζεται σαν ένας χρόνος. Αντίστοιχα, σαν ένας χρόνος ορίζεται και μία διαδρομή από το Κ.Ν.Σ. στο Α.Ν.Σ.
Από τα παραπάνω εύκολα κάποιος μπορεί να καταλάβει ότι σε έναν τετράχρονο κινητήρα, ο κύκλος λειτουργίας συμπληρώνεται σε 4 διαδρομές του εμβόλου. Ας δούμε όμως τι ακριβώς γίνεται σε αυτόν τον κύκλο:
1ος χρόνος (εισαγωγή):
Αρχίζει με το έμβολο στο A.N.Σ. Η βαλβίδα εισαγωγής έχει αρχίσει να ανοίγει. Καθώς το έμβολο κινείται προς τα κάτω, δημιουργεί διαφορά πιέσεως ανάμεσα στον κύλινδρο και την ατμόσφαιρα (υποπίεση). Αυτή η υποπίεση αναγκάζει το καύσιμο μείγμα να κινηθεί προς τον κύλινδρο και να τον γεμίσει. Οταν το έμβολο φτάσει στο Κ.Ν.Σ., ο κύλινδρος είναι γεμάτος με καύσιμο. Τότε η βαλβίδα εισαγωγής κλείνει και το μείγμα παγιδεύεται μέσα στον κύλινδρο. Ετσι, το έμβολο βρίσκεται στο κατώτερο σημείο του κυλίνδρου (Κ.Ν.Σ.), όλες οι βαλβίδες είναι κλειστές και ο κύλινδρος γεμάτος με καύσιμο. Και προχωράμε…
2ος χρόνος (συμπίεση):
Το έμβολο από το Κ.Ν.Σ. αρχίζει και κινείται προς το A.N.Σ.
Οι βαλβίδες είναι κλειστές, οπότε το μείγμα δεν μπορεί να διαφύγει και συμπιέζεται.
Με τη συμπίεση αναπτύσσεται θερμότητα και το μείγμα αναμειγνύεται καλύτερα.
Τώρα, οι βαλβίδες παραμένουν κλειστές, το καύσιμο συνεχίζει να βρίσκεται παγιδευμένο μέσα στον κύλινδρο, αλλά το έμβολο έχει φτάσει κοντύτερα στο ανώτερο μέρος του κυλίνδρου (Α.Ν.Σ.) και έχει συμπιέσει το καύσιμο. Το επόμενο βήμα είναι ο…
3ος χρόνος (εκτόνωση):
Το ηλεκτρικό σύστημα τροφοδοτεί με ρεύμα το μπουζί, που δημιουργεί σπινθήρα, ο οποίος αναφλέγει το συμπιεσμένο μείγμα. Με την ανάφλεξη του μείγματος δημιουργείται έκρηξη, η εκτόνωση της οποίας σπρώχνει το έμβολο προς τα κάτω, το οποίο και παράγει έργο. Αυτός είναι ο μοναδικός χρόνος από τους 4 κατά τον οποίον παράγεται έργο. Αυτό το έργο είναι που κινεί τη μοτοσικλέτα, αλλά δίνει και την απαραίτητη κινητική ενέργεια στο στροφαλοφόρο ώστε να κινήσει το έμβολο και για τους υπόλοιπους 3 χρόνους. Ετσι, τώρα το έμβολο βρίσκεται (οι θέσεις που περιγράφουμε είναι πάντα θεωρητικές) στο Κ.Ν.Σ., το καύσιμο αφού κάηκε έχει μετατραπεί σε αέρια και η βαλβίδα εξαγωγής ξεκινάει να ανοίγει. Ενας χρόνος ακόμα και τελειώσαμε.
Σε αυτό το σημείο απαιτείται μια διευκρίνιση. Κατά την πρώτη φάση αυτού του κύκλου, η ανάφλεξη του μείγματος δεν γίνεται όταν το έμβολο βρίσκεται ακριβώς στο A.N.Σ., αλλά λίγο νωρίτερα.
Ο λόγος είναι ότι μεσολαβεί κάποιος χρόνος από τη στιγμή που θα αναφλεχθεί το μείγμα μέχρι να αποκτήσουν τα αέριά του μέγιστη πίεση. Ετσι, το μείγμα αναφλέγεται λίγο νωρίτερα, ώστε όταν το έμβολο φτάσει στην κυριολεξία στο Α.Ν.Σ., να υπάρχει ήδη μέγιστη πίεση στον κύλινδρο.
Αυτός ο χρόνος που μεσολαβεί από την ανάφλεξη του μείγματος μέχρι να φτάσει το έμβολο στο A.N.Σ., ονομάζεται προπορεία ή αβάνς και μετριέται σε μοίρες γωνίας του στροφαλοφόρου.
4ος χρόνος (εξαγωγή):
Ανοίγει η βαλβίδα εξαγωγής. Το έμβολο, κινούμενο προς τα πάνω, σπρώχνει τα καυσαέρια έξω από τον κύλινδρο, προς την εξάτμιση. Μόλις φτάσει στο Α.Ν.Σ., κλείνει η βαλβίδα εξαγωγής και ανοίγει η εισαγωγής. Ο κύλινδρος είναι άδειος από καυσαέρια και ένας νέος κύκλος είναι έτοιμος να αρχίσει, καθώς το έμβολο θα ξεκινήσει και πάλι την πορεία του προς το Κ.Ν.Σ., τραβώντας μαζί του φρέσκο καύσιμο μέσω της υποπίεσης. Για να ακριοβολογούμε βέβαια τα πράγματα δεν είναι τόσο απλά. Στην ουσία οι χρόνοι είναι τόσο μικροί που οι κινήσεις γίνονται στη κυριολεξία ταυτόχρονα. Για παράδειγμα, η βαλβίδα εξαγωγής ανοίγει σχεδόν ταυτόχρονα με την άνοδο του εμβόλου, ενώ μόλις ξεκινήσει να κλείνει η συγκεκριμένη βαλβίδα, τότε αρχίζει να ανοίγει εκείνη της εισαγωγής καθώς το έμβολο έχει αρχίσει πάλι να κατεβαίνει.
ΕΚΤΥΠΩΣΗ
