Volnoběžné otáčky motoru. Na čem jsou závislí?

Pokud se automobilového nadšence zeptáte, jaké jsou volnoběžné otáčky motoru, určitě odpoví, že jde o režim, kdy pohonná jednotka pracuje bez zátěže. V zásadě je to správná verze. Většina řidičů dokáže správně udat rychlost na XX konkrétního modelu vozidla. Rozhodně ale neodpoví na otázku: „Proč jsou takoví? Proč ne vyšší, ne nižší, proč se za provozu vozu mění a z jakého důvodu a proč se udržují? V tomto článku se podíváme na všechny tyto a další otázky.

U úplně prvních vozidel nebyl ani termín pro volnoběžné otáčky motoru. Byly téměř totožné bez ohledu na zatížení motoru. Pokud se budeme bavit o provozním dosahu pohonné jednotky, ten nebyl skvělý. Beznadějná situace: žádná výše, žádná nižší.

Staré karburátory měly malý rozsah otáček. S malou zásobou pracovní směsi okamžitě „přetekly“. Mohly být přizpůsobeny pouze provozním otáčkám motoru. Situace se změnila až po roce 1915. Toho bylo dosaženo vytvořením karburátoru s tryskami a zapalovacím systémem na Packard Twin Six. Tato inovace „zabila dvě mouchy jednou ranou“. Prvním úspěchem je maximální zvýšení potenciálu pohonné jednotky díky zvýšení provozních otáček na 3000 za minutu a druhým snížení stabilních otáček díky zavedení unikátní metody formování směsi při nízkých otáčkách. Další vytvořené mechanismy karburátoru již měly speciální nastavení pro tvorbu směsi při volnoběžných otáčkách. Při vylepšování karburátorové soustavy konstruktéři nejméně mysleli na ekologii a dobu chodu motoru, hlavním cílem bylo vytvořit stabilní otáčky pohonné jednotky. Dále se systém řízení rychlosti stal složitějším a pokročilejším.

K čemu jsou otáčky naprázdno?

Při vypnuté pohonné jednotce samozřejmě nemůže dojít k žádnému točivému momentu. Když motor běží, s rostoucím výkonem se odpovídajícím způsobem zvyšuje počet otáček a točivý moment má limit v oblasti průměrných a maximálních otáček. U přeplňovaného motoru tento okamžik nastává mnohem dříve, ale také ne od nuly. Aby pohonná jednotka fungovala stabilně a vyvíjela výkon, je nutné vytvořit stabilní provoz při volnoběžných otáčkách. V opačném případě se pohonná jednotka zastaví. Omlouvám se za komplikovaný technický žargon, ale je velmi důležité, abyste porozuměli tomu, o čem se diskutuje pro další studium palivového systému spalovacího motoru.

Zatížit „srdce“ vozu je možné pouze tehdy, když běží plynule na volnoběh a je připraveno přijmout zátěž v otáčkách.

Bez splnění této podmínky je nemožný normální provoz motoru a tím spíše, že na něm není možné vyvinout i průměrný výkon. I když je možné nainstalovat další motor, který bude pracovat až do dosažení provozních otáček. Příkladem může být elektromotor v hybridu nebo pneumatický startér s přebytkem výkonu. Otáčky motoru, při kterých je pohonná jednotka schopna vyvinout otáčky, se nazývají volnoběh. Pokud je šipka na přístrojové desce nad počáteční rychlostí, má se za to, že „srdce“ vozu vstoupilo do zóny pracovní rychlosti. Pokud je nižší než limit volnoběžných otáček, znamená to, že motor není z různých důvodů schopen vyvinout výkon. Průměrné volnoběžné otáčky v dopravě se pohybují v rozmezí 450-850 ot./min. U vozu s automatickou převodovkou je možné nastavit startovací otáčky motoru bez zatížení převodovky. Zvýší se až po přepnutí do režimu zařazení libovolného rychlostního stupně.

Proč nezůstanou otáčky stejné?

V závislosti na palivovém systému se volnoběžné otáčky liší. U pohonné jednotky s neřízenou napájecí jednotkou závisí rychlost na zatížení a tvorbě směsi. Pokud zareagují mechanismy automatického zvýšení rychlosti, pak se zvýšením zatížení rychlost sníží. Stane se to kvůli špatné tvorbě směsi, ale tomu se snaží zabránit používáním všech druhů systémů studeného startu, které výrazně zvyšují otáčky, aby zajistily stabilní provoz spalovacího motoru. Čím ideálnější je tento systém napájení, tím méně výrazné budou výkyvy spalovacího motoru.

U konvenčního karburátoru si automobilový nadšenec nezávisle reguluje volnoběžné otáčky. Úprava volnoběžných otáček je nutná, pokud se výrazně zvýší zatížení spalovacího motoru nebo teplota pohonné jednotky. S elektronickým karburátorem s automatickým studeným startem automobilový nadšenec neprovádí seřízení, ale otáčky se výrazně zvyšují, aby byl zaručen stabilní provoz, dokud se spalovací motor nezahřeje. Vstřikovací systém trochu pomáhá zvýšit volnoběžné otáčky, dokud se lambda sonda nezahřeje, a zpozdí je, dokud se proces tvorby hořlavé směsi neznormalizuje na značku 100-1000 ot./min. Mohou také zvýšit rychlost, když se zatížení zvýší například v důsledku klimatizace nebo zatížení generátoru. Ve všech ostatních situacích by správně fungující systém měl udržovat otáčky v jediném rozsahu s přijatelnou odchylkou +/- 30 ot./min.

Je nešťastné říci, že neexistují žádné ideální systémy.

Postupně se zanášejí regulátory volnoběhu a elektronická tělesa škrticí klapky. Mohou také selhat a pracovat nestabilně zapalovací svíčky a vstřikovače paliva, z ventilu recirkulace výfukových plynů mohou také unikat plyny, všemožné poruchy v systému řízení fáze a válce motoru mohou mít různou kompresi – to vše může ovlivnit hladký chod motoru. Při zátěži se mohou otáčky snižovat nebo naopak zvyšovat.

Proč jsou startovací rychlosti přesně takové?

Věčné dilema volby optimálního počtu otáček pohonné jednotky. Pokud se nadhodnocují, pak se odpovídajícím způsobem zvýší spotřeba paliva a zahřívání motoru bez zatížení a to se nebude líbit žádnému automobilovému nadšenci. Po podcenění dojde i k negativním důsledkům, například dojde k narušení postupu při formování směsi. Procesy ve spalovacím motoru jsou dynamické a celá jeho konstrukce je počítána na provozní otáčky. Při poklesu otáček motoru se odpovídajícím způsobem snižuje čištění válců od výfukových plynů a to vede ke špatnému plnění spalovacích prostorů čerstvou směsí. V důsledku toho výkon klesá.

Produkují nízké otáčky méně emisí?

rozhodně ne. Spíše způsobí ještě větší škody atmosféře a nejen jí. I když je pohonná jednotka schopna přijmout zatížení při otáčkách pod 350-450, katalyzátor se nezahřeje na normální teplotu, což způsobuje vynechávání zapalování. To lze vysvětlit jednoduše: nízké otáčky – nízký tlak. Nízký tlak ovlivní ložiska motoru. Nedostanou potřebné množství mazání, což následně povede k poruše motoru. Čím větší je zatížení, tím větší by měl být tlak, a tedy i rychlost pohonné jednotky. Dopad na motor může být značný i při volnoběhu. To je typické pro vozy s manuální převodovkou. Automatická převodovka se může některým problémům vyhnout, ale ne všem, i když výrazně zvyšuje životnost pohonné jednotky jako celku.

Obecně platí, že tlak mazání při volnoběžných otáčkách musí být dostatečný k tomu, aby motor mohl normálně přijmout zatížení. Bohužel čím vyšší je tlak a účinnost olejového čerpadla na volnoběh, tím vyšší bude v provozních otáčkách. V důsledku toho se ztrácí více paliva a zkracuje se životnost oleje. Nastavitelné olejové čerpadlo umožní změnu polohy, ale často slouží spíše k vyrovnání přetlaku oleje po zahřátí motoru, než ke snížení volnoběžných otáček.

U vozidel s automatickou převodovkou je třeba vzít v úvahu její „přání“. Protože olejové čerpadlo na automatické převodovce je poháněno klikovým hřídelem, a proto provoz převodovky závisí na otáčkách volnoběhu. Pokud jsou otáčky motoru nízké, automatická převodovka nebude schopna normálně fungovat. Pro systém start-stop je nutné dodatečně instalovat hydraulické akumulátory a přídavná elektrická čerpadla. To pomáhá hydraulice vykonávat práci ihned po spuštění pohonné jednotky, a nikoli po nějaké době.

Pohon generátoru, čerpadla posilovače řízení, klimatizace a čerpadla také způsobují potíže. Přídavná zařízení mají omezený provozní rozsah, proto je převodový poměr pohonné soustavy přídavných agregátů volen s ohledem na maximální otáčky pohonné jednotky. A minimální rychlost jakéhokoli zařízení a zatížení přídavných systémů automobilu jsou omezeny minimálními startovacími otáčkami motoru. Velký pokles otáček povede k přehřátí pohonné jednotky v důsledku nízké cirkulace chladicí kapaliny, vybití baterie nebo nesprávného provozu klimatizace. Ale všechny tyto nedostatky lze vyřešit.

V této situaci pomůže přechod na elektrický posilovač řízení, čerpadlo chladicího systému a klimatizaci. Je dobré, že generátory mají pracovní rozsah s rezervou a neztrácejí účinnost při maximální rychlosti. Ale i zde jsou nedostatky.

Vibrace pohonné jednotky při poklesu rychlosti jsou spojeny s nestabilitou pracovního procesu, ale existují i ​​​​jiné důvody. Například systém odpružení spalovacího motoru dokáže tlumit vibrace pouze v určitém frekvenčním rozsahu. Čím nižší rychlost, tím obtížnější je tlumit vibrace. Kromě vibrací, které se přenášejí na rám vozidla a negativně ovlivňují vjemy řidiče a jeho spolucestujících při jízdě, se objevují i ​​problémy, jako jsou torzní vibrace. Mají škodlivý vliv na převodovku a kola automobilu.

Čím nižší jsou otáčky motoru, tím obtížnější je jeho tlumení.

Řešení: použijte bezblokové měniče momentu, nebo dvouhmotové setrvačníky nebo obojí dohromady. Zvýšení otáček naprázdno umožňuje snížit vibrace s každou otáčkou.

Článek Závěr

Spalovací motor je „srdcem“ vozu. Jako u každého složitého mechanismu jsou možné drobné poruchy. Problémy lze minimálně poznat podle otáček motoru a pokud je tam palubní počítač, zobrazí informace na displeji. Pokud „plavou“, je to signál k odstranění příčin problémů s motorem. Pokud je po nastartování pohonné jednotky šipka na přístrojové desce pod značkou 800 nebo nad 1200 jednotkami, jedná se o jasnou poruchu motoru. Je potřeba hledat příčinu.

Pokud neexistuje žádné vhodné zařízení, které ukazuje otáčky motoru, poslouchejte činnost pohonné jednotky. Pokud hluk ze spalovacího motoru není stabilní, někdy hlasitější, někdy tišší, znamená to zjevnou poruchu. Nestabilní otáčky lze pozorovat i při jízdě autem. To je častěji pozorováno u motorů se vstřikováním.

Otáčky pohonné jednotky se mění v závislosti na množství vzduchu vstupujícího do spalovací komory. Příčinou může být porucha elektrických regulátorů, různých senzorů, ale i hadic a pryžových těsnění.

Je nutné sledovat stav všech snímačů a spalovacího motoru jako celku. Svorky musí pevně přiléhat na místo a těsnění nesmí propouštět vzduch.

Pokud zjistíte poruchu nebo znečištění senzorů, musíte problém vyřešit. Spolehlivější by však bylo navštívit pravidelně servisní středisko a nechat si auto diagnostikovat. Zkušení technici posoudí stav vašeho motoru a případně problémy odstraní.