Henger-elrendezés

Habár a fejezet kissé kilóg a fő téma tárgyköre alól, de mivel van egy-két elvi különbség a különféle henger-elrendezések között, ezért talán mégis itt kell kitárgyalni az eltéréseket. Feleslegesen nem is szaporítanám a szót, nézzük!

(Azt azért megjegyezném, hogy mivel az oldal alapvetően autós megközelítésben készül, ezért sem a Jetski-k, sem telepített generátormotorok specialitásaira nem kívánok érdemben kitérni)

Egy egyhengeres motornál túl sok mindent nem lehet variálni, szóval ha valaki azt mondja, hogy “láttam egy egyhengeres, V-elrendezésű csillagmotort”, akkor azt azért sejthetjük, hogy itt azért némi poéntartalom van elrejtve a mondandójában… :D

Soros elrendezésSoros motor. Ezen motorok hengerei egymás mellett helyezkednek el, vagyis a hengerközepeket szimbolizáló tengelyek egy síkben fekszenek. A dugattyúk, kevés esettől eltekintve, a függőleges irányban mozognak. Szűk 10°-os döntést még szoktak autókban is használni, de ettől jelentősebben eltérő megoldást a padló alatti elhelyezésre kényszerülő buszokban lehet találni, ott kvázi fekszik a motor. Az egyes hengerekhez tartozó hajtókaroknak saját forgattyú-csapjuk van, és egy-két rendhagyó példától eltekintve, a főcsapágyak száma mindig a “hengerszám+1″. Jelen szimbolikus ábra egyébként egy rendhagyó, három helyen csapágyazott négyhengeres  motor elvi képét mutatja. Az elrendezés előnye, hogy a motor keskeny, így egy viszonylag rövid motortérrel rendelkező autóba is könnyen beépíthető keresztbe. Természetesen ez nem azt jelenti, hogy hosszába ne építenék be: a BMW tradicionálisan ragaszkodik a soros hathengeres motorjához. Hátránya a relatív nagy magassága, pláne egy felülfekvő vezérműtengelyes konstrukciónál.

Boxer elrendezésBoxer-motor. A boxer motorról az idősebbeknek a “Bogár”, míg a fiatalabbaknak a Subaru jut azonnal az eszébe. A középréteg egyes fanatikusai pedig azonnal kapálóznak a hátsó sorból, hogy még az Alfákat is vegyük bele, a pénzesebb elit pedig a tiszteletet parancsoló tekintéllyel rendelkező Porsche nevet is ide kanyarítja a felsorolásba.  De hogy is néz ki a boxer-motor belülről? Az egyes hengerek itt is egy síkban helyezkednek el, de míg a soros motornál jellemzően állnak, addig itt mindig fekszenek. De nem ez a legfőbb ismérvük. Ami viszont egyértelműen beazonosíthatóvá teszi őket, az az, hogy a dugattyúk mindig párban egymással szemben vannak elhelyezve, mégpedig oly módon, hogy az egyes párok dugattyúi mindig együtt járnak. Vagyis, ha az egyik a FHP-ban van, akkor a vele szemben levő másik is, csak két ütemmel később. Aztán természetesen vannak négy, sőt hathengeres boxerek is, így a főtengelytől jobbra és balra lévő hengerágban kettő, illetve három henger helyezkedik el egymás mellett; természetesen velük szemben a túloldalon a párjuk. Ezen többhengeres motoroknál az egyes oldalon lévő hengerek pedig egy megfelelő szögértékkel késleltetve követik az első hengert, hogy a gyújtásközök szimmetrikusan adódjanak ki. Így egy négyhengeres boxer jellegében ugyanúgy néz ki, mint egy soros négyhengeres: ha két henger FHP-ban van, akkor a mellettük lévő hengerpár tutira AHP-ban. De erről majd a gyújtás, illetve a főtengely témakörében később… A motor csapágyazása úgy történik, hogy minden egyes hengerpár két oldalán van egy-egy, tehát egy kéthengeres motornál két, egy négyhengeresnél három, illetve egy hathengeresnél négy helyen van csapágyazva. A motor előnye a beépítési magassága. Mivel alacsony, rendkívül alacsonyra helyezhető vele a súlypont, ami menetdinamikailag igen jótékony hatással bír. Ellenben pont itt jelentkezik a hátránya is: a beépítéshez szükséges alapterülete, vagyis a motor szélessége meglehetősen nagy.

V-motorV-motor. A V-motor lényegében két darab soros motor egy főtengelyre felfűzve, s egymáshoz képest egy bizonyos szöggel “szétnyitva”. Ugyanakkor Még hozzáértők is könnyed vállrándítással ráhúzzák a V-motor megnevezést minden olyan motorra, aminél ránézésre V-alakban jobbra is, balra is van egy-egy hengersor. Pedig a V-motor nem (csak) attól V-motor, mert V-alakban vannak a hengersorok, hanem hogy az egymással szemben álló hengerek azonos forgattyúcsapon helyezkednek el. Nézzük meg, a boxernél nem! S így, hogy egy csapon két hajtókar helyezkedik el, egy nem kellő elméleti háttérrel rendelkező ember nagyon könnyen összekeverhet egy V8-as és egy sor4-es főtengelyt. A dugattyúk itt is a boxerhez hasonlóan, két irányba néznek, de nincsenek egy síkban! Ennek a két síknak az egymással bezárt szöge a hengerszög, ami a V-motorok egyik legjellemzőbb adata. Ez legelső körben (az egyenletes gyújtásközök végett) függ a hengerszámtól, de a gyakorlat a 60° és 120°közötti hengerszög-értékeket alkalmazza. A csapágyazása a sor4-esekére hasonlít a legjobban: “hengerpárok száma+1″. Egy V8-asnál négy hengerpár van, így tehát öt helyen csapágyazott. Az elrendezés előnye egyben hátrányként is mutatkozik. Viszonylag rövid beépítési hossz mellett gyakorlatilag kétszer annyi hengert lehet beépíteni; ugyanakkor a motor szélessége jelentősen megnőtt. De hát egy sor4-es motorral szerelt autó motorterében azért elég sok hely szokott maradni, tehát ezt ki lehet vele használni. Ugyanakkor azért nem kicsi a különbség, ha azt mondjuk, hogy egy kétliteres sor4-es motor dolgozik elől, vagy egy négyliteres V8-as. És a beépítési hossz azonos furatméret mellett gyakorlatilag közel azonos, csak egy fél furat-átmérőnyivel hosszabb.

VR6 blokk

VR6 blokk

V-motor mutációk. A V-motorok előnyét senki nem vitatja, de hát ha a hátrányokon tudnánk csökkenteni, akkor tovább nőne a beépítési lehetőségek köre. Az első, s talán legfrappánsabb megoldást a VW mérnökei prezentálták valamikor a ‘80-as évek vége felé, s úgy hívták, hogy VR-motor. A motor egyben ötvözi a soros és a V-elrendezésű motorok előnyét. Nem növekedett beépítési hossz, ellenben jelentősen keskenyebb beépítési szélesség mellett, egy 15°-os hengerszöggel sikerült megoldani a hengerszám növelését. A főtengely megtartotta a V-motor jellegét: egy forgattyúcsapra két hajtókar van felfűzve, s ezek két irányban is állnak, de éppen csak annyira van “megnyitva” a két hengersor, hogy a dugattyúk az AHP-ban ne érhessenek össze. Itt ugyan van még egy kis trükk is elrejtve, ugyanis a hengerek tengelyeinek a meghosszabbítása, illetve azok metszéspontja nem megy át a főtengely vonalán; csak egy ~15mm-rel alatta. Ezzel mintegy “párhuzamosították” a hengersorokat. E megoldás nélkül csak jóval nagyobb hengerszöggel tudták volna megoldani, hogy a dugattyúk ne érjenek össze az AHP környékén. Ez viszont azt jelenti, hogy a dugattyú palástja felfelé, illetve lefelé más palástnyomásnak van kitéve a hengerfalon, tehát aszimmetrikus a kopás. Ráadásul ami az egyik hengersoron felfelé nagyobb kopás, az a másik oldalon lefelé. Tehát azért jócskán voltak kompromisszumok a motor születésekor, de az az érdem, miszerint relatív könnyen be lehet tenni egy meglehetősen nagy lökettérfogatú motort előre keresztbe, mindenképpen elismerendő! S így azért egy A3-as 3,2-es V6-os motorral már igen figyelemreméltó darab.

W-elrendezés

W-elrendezés

De mivel a mérnökök vagy nagyon unatkoznak, vagy nagyon nagy volt rajtuk a nyomás fentről, így addig agyaltak, amíg rájöttek, hogy ha egy soros motort ki lehet váltani egy VR elrendezéssel, akkor mivel egy V-motor alapvetően két darab soros motor “összeforgatásából” alakul ki, akkor így oda is be lehet tenni két oldalra egy-egy VR-motort. Ebből lett a W-motor.

W16 - 1001 lóerő

W16 - 1001 lóerő

Ez már simán súrolja a perverzió határait. Illetve nem is önmagában ez, hanem a járulékos részletek. Minthogy a szívóoldal a két hengersor között, a V-térben van, ezért könnyen belátható, hogy a belső “ív”-en lévő hengerekhez sokkal rövidebb szívósort lehet csak elsütni, mint a külső hengersorokhoz. Ugyanez igaz a kipufogó-oldalra is, s mivel ezekbe már változó szelepvezérlést is tettek, nem elég hogy a fordulat függvényében állítják vezérlést, még a belső és külső hengersorok vezérlési idejei is mások. És akkor az egyenletes gyújtásközök eléréséhez szükséges főtengely alakját már meg sem merem említeni. Ezen henger-elrendezési elv mentén alkották meg a mérnökök a Bugatti Veyron W16-os motorját. Ez volt az első szériában(?) gyártott utcai(?) autó, ami bár négy feltöltő által lélegeztettve, de elsőként lépte át korunk lélektani határának számító 1000 lóerőt. Szimbolikusan egyel.

Természetesen a fentieken kívül még több más, közúti közlekedésben használatos megoldást is meg lehetne említeni, de mindegyiket azért nem lehet felsorolni. Meg lehetne ugyan említeni a V5-ös motort, vagy épp a motorkerékpárokban használt iker-, vagy ováldugattyús motort is, de itt lassan már elkanyarodnánk az eredeti témától. Szóval a többit majd később, a megfelelő helyén… :D

Geree