Správná funkce zapalování je jedním z předpokladů dobrého výkonu motoru.
Poruchy zapalovací soustavy a karburátoru jsou, co se motoru týče, u Velorexe
(a obecněji u dvoutaktních zážehových strojů české výroby) nejčastější.
Hned zpočátku je dobré si uvědomit, že u Velorexe jsou v dynamostartéru
sdruženy tři odlišné mechanismy. Jsou to:
1. zapalovací soustava (tvorba elektrické jiskry)
2. startér (roztáčení motoru)
3. dynamo (dobíjení akumulátoru)
Úkolem zapalovací soustavy je ve vhodný okamžik a na vhodném místě zažehnout
směs paliva se vzduchem. Přičemž nejvhodnější předstih zážehu závisí na
mnoha parametrech. Z těch nejzákladnějších uvěďmě alespoň otáčky motoru,
zatížení motoru, teplota vzduchu, teplota motoru, kvalita připravené směry,
kompresní poměr, kvalita paliva atd. Okamžik zážehu paliva je též nutné
volit s ohledem na tvorbu škodlivin ve výfukových plynech. S rostoucím
předstihem obvykle klesá spotřeba paliva, emise oxidu uhličitého a nesplápených
uhlovodíků, ale rostou emise oxidů dusíku. Další limitem je klepání motoru
- při nastavení velkého předstihu se při chodu motoru vyskytne klepání
motoru. Na obrázku vidíte příklady nevhodného a vhodného okamžiku předstihu.
Případ 2: příliš velký předstih - dochází k velkému nárůstu maximálního
spalovacího tlaku. Případ 3: příliš malý předstih - dochází k dohořívání
v expanzi. Případ 1: optimální předstih. Pro jednoduchost lze říci, že
účelem je nastavit předstih tak, aby plocha indikátorového diagramu byla
co největší.
Klepání motoru je jev, ke kterému dochází tak, že část shořelých spalin
z počátku hoření zvyšuje tlak v kompresním prostoru nad antidetonační
vlastnosti směsy a směs se vznítí sama od sebe a nikoliv klasickými mechanismy
šíření plamene. Antidetonační vlastnosti benzímu vyjadřuje oktanové číslo
(OČ). Avšak antidetonační vlastnosti záleží na všech složkách nasávané
směsy a hlavně na jejich vzájemném poměru. Jedním z dalších možností vzniku
klepání je vznícení směsy od lokálně přehřátého místa ve spalovacím prostoru
- v případě Velorexe zejména hliníkové těsnění mezi hlavou a válcem motoru,
rozžhavené kontakty zapalovací svíčky, žhnoucí vrstvy karbonu atd.
Moderní elektronicky řízení motory jsou provozovány na hranici klepání.
V motoru se vyskytuje čislo klepání - piezosnímač, který je citlivý na
charakteristické frekvence, který klepající motor vydává. Zřídka se stává,
že by klepaly všechny válce motoru, a tak lepší pohonné jednotky mají
vlastní snímač klepání pro každý válec motoru. Velorex, který vlastní
klasické kladívkové zapalovaní a navíc bez jakékoliv regulace předstihu,
musí proto mít předstih nastaven bezpečně mimo "klepající oblast",
neboli musí mít předstih menší.
Na následujícím obrázku vidíte zjednodušené schéma dynamobateriového zapalování
Velorexe. Zelenou barvou jsou vyznačený vodičení tzv. nízkonapěťového
obvodu. Červenou barvou jsou označen kabely od indukčních cívek ke svíčkám.
Dynamobateriové zapalování má tyto základní části: baterie, přerušovač
(má pevnou a pohyblivou část), kondenzátory, indukční cívky a zapalovací
svíčky.
Nyní podrobněji k jednotlivým částem zapalovací soustavy.
Přerušovač
Přerušovač neboli lidově kladívka. Je důležité je udržovat v čistotě. Kontakty
přerušovače by měly dosedat delou plochou. Občas je nutné namazat plsť, která
maže vačku. Jinak se pertinax na kladívku sjiždí příliš rychle. U nenamazané vačky
je se pertinax sjede natolik, že se kladívko nerozepíná již během 500 km.
Kondenzátory
Jejich úkolem je eliminovat proud přecházející mezi kontakty přerušovače
a tím zabraňovat jejich opalování. Dá se řící, že čím kvalitnější kondenzátor,
tím silnější jiskry lze dosáhnout. Nevýhodou zapalování, které obsahuje
přerušovače je to, že se při rozpojování opalují jeho kontakty a dochází
k jiskření (elektrický oblouk). Velorexími kladívky prochází proud asi 3
A. K přeskoku jiskry nedochází okamžitě po rozpojení kontaktů přerušovače,
ale až po jejich oddálení. Vzdálenost kontaktů v okamžiku přeskoku jiskry
záleží například na rychlosti rozpojení kontaktů, parametrech indukční svíčky,
kondenzátoru, zapalovací svíčky atd. Indukční cívky
Úkolem indukční cívky je akumulovat energii do vlastního magnetického
pole poocí obvodu s nízkým napětím a předat ji s nejmenšími ztrátami do
obvodu s vysokým napětím. Dvěma vinutími s různým počtem závitů a těsnou
vazbou působí jako transformátor, liší se však od něho zvětšeným magnetickým
odporem. Počet závitů primárního vinutí se pohybuje v rozmezí 120 až 400.
V přípdě sekundárního vinutí je to pak až 25 000 závitů. Zvětšením počtu
závitů bychom už nedostali vyšší napětí, jelikož by se projevil nepříznivý
vliv kapacit sekundárního vinutí. Zapalovací svíčky
Zapalovací svíčka zasahuje do spalovacího prostoru, kde se střídají teploty
2000 °C až 2500 °C a tlaky až 6 MPa při hoření, s teplotami okolo 60 °C
a atmosférickým tlakem při přepouštění. Materiál svíčky musí snášet velké
teplotní spády. Důležitá je kvalita izolátoru, který se vyrábí z keramického
materiálu. Klíčová je jeho izolační schopnost. Vždyť na elektrodách svíčky
při přeskoku jiskry napětí až 25 000 V. V případě elektronického zapalování
až 40 000 V.
Jaký předstih vlastně nastavit
V dílenské příručce Velorexe najdeme doporučenou hodnotu předstihu
3,5 mm. Mluvím teď o Velorexu 16/350. Tato hodnota předstihu
odpovídá kompresnímu poměru 1:8 a benzínu s oktanovým číslem 79 (benzín
Normal). S rostoucím oktanovým číslem benzínu teoreticky lze předstih zvyšovat
(má vyšší odolnost proti klepání - viz výše). Avšak je třeba přihlédnout
i k stavu motoru - zněčištění carbonem, popelem, opotřebení motoru atd.
Naproti tomu zvyšování kompresního poměru vyžaduje snížení předstihu. Rychlost
šíření plamene při hoření stoupá s teplotou a kompresním poměrem. Oproti
tomu vyšší kompresní poměr vytváří horší podmínky pro přeskočení jiskry
a počátku hoření směsi benzínu se vzduchem.
Často se stává, že ke vznícení směsi nedojde. Hlavní důvody jsou tyto:
- rozpojování kontaktů přerušovače a vytváření napětí v sekundárním obvodu
indukční cívky je složitý přechodový jev, jež závisí na počátečním podmínkách.
Může nastat případě, že napětí v sekundárním obvodu cívky není pro přeskok
jiskry dostatečné.
- Dojde k vytvoření jiskry, ale směs se nevznítí. Směs ve válci není naprosto
homogenní. Ve studených místech (ve stěrbinách, u stěny válce) probíhá atomizace
paliva pomaleji. Nebo může dokonce docházet ke kondenzaci kapiček benzínu.
V době přeskoku jiskry může být v jiskřišti nekvalitně připravená směs nebo
směs, která obsahuje hluboce nestechiometrickou směs (velmi bohatá či velmi
chudá směs). Jiskra tedy přeskočí, ale k zapálení směsy nedojde, jelikož
se v jiskřišti nenachází směs, kterou by bylo možné jiskrou
vznítit.
- Dojde k přeskoku dostatečně silné jisky, ale jiskra je směsí doslova
sfouknuta. K šíření plamene nedochází. Ve spalovacím prostoru dochází při
kompresy k silným turbulencím, které podporují kvalitní hoření směsy, avšak
mohou způsobit zmiňované sfouknutí jiskry.
Ve všech těchto případech dochází ke snižování výkonu motoru. Na každé stlačení
směsi benzínu a vzduchu je nutné vynaložit energii, která se má zůročit
při expanzi při hoření směsi. Pokud však po kompresi ke hoření nedojde,
byla taková komprese zbytečná. A nespálená směs navíc odchází do výfukového
potrubí.
Nejdůležitější je zajistit, aby vůbec došlo k hoření při každém zdvihu motoru
a neplýtvali jsme tedy energií na kompresi, kterou nenásleduje pracovní
expanze doprovázená efektivním hořením. Podle zkušeností není tedy klíčové
nastavit předstih s přesností na desetiny, ale zajistit, aby došlo k zapálení
směsy pokud možno v každém pracovním zdvihu. Lze tomu napomoci udržováním
přerušovače v čistotě, volbou vhodným indukčních cívek, zapalovacích svíček
(tepelná kapacita), funkční kondenzátory atd.
Dalšími předpoklady pro dobrou funkci zapalování je dobrý technický stav
motoru. Předstich u našich Velorexů vždy seřizujeme při stojícím motoru.
Ve skutečnosti nikdo z nás nemůže říci nic o tom, jaký je předstih za běhu
motoru. Při běhu motoru dochází ke spouště vibrací o různých frekvencích.
Tyto vibrace se přenušení i do přerušovačů. Může se stát, že k rozpojení
kontaktů dojde vlivem vibrací místo toho, aby je rozpojila vačka. Samotná
vačka může vibrovat - nevyvážená kliková hřídel, opotřebená ložiska na klikové
hřídeli.
Měřením na motorové brzdě bylo zjištěno, že hodnoty předstihu ani zdaleka
neovlivňují výkon motoru do té míry, jak se všeobecně předpokládá. Nezřídka
se setkávám s následující větou: "Šešteloval jsem předstih a najednou
to letí o mnoho lépe." Ono zlepšení výkonu je v drtivé většině případů
pouze domnělé. Velorex má jiný zvuk, a tak se domnáváme, že jede lépe. Pokud
již opravdu k nějakému zplepšení dojde, je to spíše zlepšením samotné funkce
zapalování. Např. byl nastaven příliš malý odtrh (0,1 mm). V takovém případě
přeskakuje jiskra doslova kdy se jí zachce. Jediným způsobem, jak lze zjistit
vliv seřízení zapalování na výkonu motoru, je jeho změření na dynamometru
(motorové brzdě).
A nyní již k samotným hodnotám předstihu. Tyto hodnoty jsem zjistil na základě
letitých zkušeností s provozem Velorexe (16/350, Oskar 16).
Typ Velorexe |
doporučené hodnoty předstihu v mm |
Velorex 16/350 a Velorex 16/175 |
2,5 až 3,8 |
Velorex 16/250 |
3,8 až 4,8 |
|
Postup seřízení zapalovaní
Popíši postup seřízení zapalování pro Velorexe 16/350, jelikož pro ostatní
typy Velorexů je to jednodušší a lze to pro ně převzít pouhým vypuštěním
částí textu.
Ujistěte se, že zapalovací soustava je v bezvadném stavu. Často se například
stává, že zapalovací svíčka při atmosférickém tlaku jiskru "háže",
ale při zamontování do motoru nikoliv. Závady podobného typu vás mohou
potrápit na několik hodin. Podobně je tomu i v případě kondenzátoru. Pokud
s motorem protáčíte rukou jiskry jsou ok, ale při pokusu o start buď motor
nenaběhne vůbec, nebo běží nepravidelně, není možné jej dostatečně vytočit
atd. Eliminovat poruchy je dobré tak, že díly, o kterých máte podezření,
že jsou porouchané, budete vyměňovat s prokazatelně bezvadně fungujícími
díly.
A nyní již k vlastnímu seřízení předstihu:
Obě zapalovací svíčky vytočte a ponechejte je na fajfkách.
- Ujistěte se, že je poloha křížáku pro start vpřed (nejsou prohozeny
válce).
- Zjistěte, který válec patří ke kladívku na destičce C.
- Natočte klikovou hřídel tak, aby se píst v tomto válci nacházel v horní
úvrati.
- Povolte šroub F a pomocí spárových měřek nastavte vzdálenost mezi kontakty
přeruševače na 0,4 mm.
- Pootočte klikovou hřídeli asi o 1/4 otáčky proti směru hodinových ručiček
a zapněte zapalování (zatlačte bošák). Poté otáčejte klikovou hřídelí
velmi pomalu ve směru hodinových ručiček až do okamžiku, kdy na elektrodách
zapalovací svíčky přeskočí jiskra (nutno zabezpečit dotyk svíčky s kostrou
- např hlavou válce).
- Zastavte otáčení klikovou hřídelí v okamžiku přeskoku jiskry (nutno
udělat velmi přesně). Vezměte setinové hodiny a změřte vzdálenost mezi
současnou polohou pístu a polohou pístu v horním úvrati. Použít lze i
posuvnou měru ("šupleru") - stačí si najít způsob, jak ji reprodukovatelným
způsobem přiložit vždy stejným způsobem pro dostatečnou přesnost měření.
- Pokud se naměřený předstih nenachází v rozmezí viz tabulka nahoře,
opakujte znovu body 3 až 6.
- Jeden válec je již seřízení. Druhý válec seřídíte obdobně jako první.
Natočte klikovou hřídel tak, aby píst druhého válce byl v horní úvrati.
Potom pomocí půldestičky G, šroubů H, přerušovače I a šroubu J nastavte
vše viz body 3 až 6.
Zapalování je nyní šeřízeno. Pamatujte, že více záleží na samotném stavu
než na tom, aby byl předstih nastaven na desetinu milimetru přesně. Spíše
se snažte, aby měli oba válce stejný předstih.
Přeji spoustu šťastných kilometrů se seřízeným strojem. |