Kukába vele. Mégis, sokan beleborzonganak a mai napig egy jó kétütemű gép hallatán. Vannak bíztató jelek is a 2T szerelmeseinek, Erzbergre egy füstös ért fel elsőnek, motocrossban csak nem akarnak kipusztulni, a hírekben pedig hallunk egy 500-as négyhengeresről, ami állítólag rendszámozható a németeknél...
Ha azonosítani kell egy hajtóművet, a laikus talán abból tájékozódhat a legegyszerűbben, hogy hol lép ki az égéstermék a motorból. A hengertömbre szerelt, kiöblösödő kipufogó láttán jó eséllyel állapíthatjuk meg, hogy kétütemű géppel van dolgunk. És itt mindjárt a lényegét fogtuk meg a dolognak, azaz nem a hengerfejen át, szelepek segítségével valósul meg a gázcsere, hanem a henger palástján kialakított csatornákon keresztül, amelyeket a dugattyú, pontosabban annak alsó és felső éle nyit-zár. Vegyük sorra ezeket a csatornákat! A karburátor felől nézve a beömlő az első. Ez nem az égéstérbe vezet, hanem a dugattyú alá, innen a keverék az átömlő csatornákon jut fel az égéstérbe, az elégett gáz pedig a kipufogócsatornán jut ki a hengerből.
Tisztán résvezérelt
A 2T motor fejlődése során számos változáson esett át. Hajdanán az átömlő csatorna szemben helyezkedett el a kipufogó csatornával, de meg kellett akadályozni a friss töltet egyenes átrohanását a hengeren, mert sok kiöblítetlen rész, illetve égéstermék maradt hengerben és az értékes friss töltet egy része munkavégzés nélkül távozott. Ezért a dugattyú tetején kialakítottak egy ún. terelő rámpát (ezt ismerjük tarajos dugattyúként), amelyen a betóduló friss keverék gellert kapott, irányt változtatott a hengerfej felé, majd ott visszafordult a kipufogó irányába, maga előtt tolva az előző munkaciklus elégett gázait. Ez a megoldás érdekes módon a mai napig megtalálható csónakmotorokban, a motorkerékpároknál viszont egy másik megoldás terjedt el. Itt az átömlőcsatornákat úgy irányítják, hogy a friss benzin-levegő keverék felfelé induljon, majd egy hurkot leírva, megfordulva haladjon a kipufogó felé. Ezt a megoldást nevezzük hurkos öblítésesnek. Minimum kettő átömlőcsatorna kell, de előfordul négy, hat vagy akár hét is. Fontos, hogy ezek a kipufogóhoz viszonyítva mindig szimmetrikusan helyezkednek el, így még hatékonyabb a működés.
Emellett a kipufogócsatorna sem maradt változás nélkül a történelem folyamán. Mérete nyilván erősen befolyásolja a teljesítményt, viszont az egyre nagyobb csatornának káros hatásai is vannak, a dugattyúgyűrű ugyanis - rugalmassága révén - nekifeszül a henger falának, kivéve ott, ahol csatorna van. Ott „berugózik”, majd a dugattyú tovább haladásakor ismét kikényszerül onnan. Ez igencsak próbára teszi a gyűrűt, főleg magas fordulaton, ezért egy bizonyos csatornaszélesség fölött osztott kipufogónyílást készítenek. Ez gyakorlatilag két csatorna egy gáttal elválasztva, ami megakadályozza a gyűrű berugózását. Persze itt nem álltak meg a fejlesztők, ma már gyakori, hogy négy kipufogónyílást alakítanak ki, s a két nagy mellett megjelentek a segédkipufogók is az átömlők felett.
Az idők során az – alább bővebben is tárgyalt - beömlőcsatorna esett át talán a legnagyobb változáson, de a tisztán résvezérléses motoroknál a csatornákat továbbra is a dugattyú alsó és felső élei vezéreli, mint például az ETZ-n. A beömlőcsatorna elnevezés azért fontos, mert a membrános vagy a forgótárcsás motoroknál csak a beömlőcsatorna vezérlését változtatták meg, az átömlők és a kipufogók „résesek” maradtak.
Forgótárcsás
A tisztán résvezérlésű motor csatornáinak nyitási pontja ugyanakkora foktávolságra van a holtpontoktól, mint a zárási pont. Ez a konstrukcióból adódik, és tulajdonképpen ez ennek az úgynevezett szimmetrikus vezérlési rendszernek a nagy hátránya. A szívócsatorna esetében könnyen belátható, hogy a felső holtpont környékén kellene bezárni a csatornát, hogy a lefelé haladó dugattyú az - alatta található - teljes benzin-levegő keveréket áttolja az átömlőn, majd az alsó holtponton nyitni. Felfelé haladónál viszont végig nyitott csatorna lenne ideális (kérem, a kétütemű motorok dinamikus működését értők ezt most hagyják figyelmen kívül). Szimmetrikus résvezérlésnél ez megoldhatatlan, mert a nyitási helyzet módosításával változik a zárási is, ezért nagyjából középre helyezzük a csatornát. Ebből fakadóan sem a dugattyú felfelé haladásakor, sem pedig lefelé nem lesz tökéletes, illetve kicsit itt is, meg ott is jó lesz, megközelítés kérdése…
Forgótárcsás vezérlésnél a beömlést egy olyan, a főtengely által hajtott forgótárcsával szabályozzuk, melynek két vezérlő élét, azaz a nyitót és a zárót külön-külön, egymástól függetlenül tudjuk szabályozni. Ezt ismerjük aszimmetrikus vezérlésként, s javarészt hegyes, igen nagy teljesítményű, szűk tartományra hangolt motoroknál találkozhatunk vele. Az Aprilia RSW125 és RSA125 például ilyen konstrukcióval ért el komoly sikereket, de az utcai motorok körében nem terjedt el, egyrészt a szűk működési tartomány, másrészt a bonyolultság, illetve a karbi kedvezőtlen helyzete miatt.
Membránvezérlés
A membrános gép azért született meg, mert amikor a réses és a forgótárcsás motor beömlő csatornáját variálták, rájöttek, hogy piszok nehéz olyan erőforrást készíteni, ami minden fordulatszám-tartományban erős. Vagy nyomatékos, vagy pörgős lett a gépezet… Ezt már biztosan tapasztaltátok páran: egy hegyesre reszelt motor, sokszor négy-ötezres percenkénti főtengelyfordulatig használhatatlan. Ennek oka, hogy egy nagy fordulatra készített beömlőn keresztül, alacsony fordulaton bejuttatott benzin-levegő keverék nagy része visszaáramlik a porlasztó felé. Kellett tehát egy csapóajtó, ami befelé utat enged, de a kifelé áramlást gátolja. A megoldás a membránlap lett, amit kezdetben valóban a hengerre, az eredeti csatornába tettek. Ezt a megoldásnak hívjuk hengermembrános konstrukciónak.
A dugattyúról lépésről-lépésre teljesen levették a vezérlés terheit, méghozzá úgy, hogy vagy nagyon felsliccelték, vagy ablakolták, így vagy nagyon későn zárt, vagy soha. Csak a membrán döntött az áramlásról, a nyomásviszonyok figyelembevételével. Ez adta az ötletet, hogy ha már a dugattyúnak itt nincs szerepe, miért ne tehetnénk a beömlő csatornát közvetlenül a főtengelyhez, illetve a forgattyús házra? Nos, a jelenleg futó 2T gépek túlnyomó többsége már ilyen, ezek a kartermembrános motorok.
Mivel a beömlő immáron nem foglal helyet a hengerben, további átömlőcsatornákat helyezhetünk el. Az eredmény egy széles fordulatszám tartományban használható, nyomatékos, ugyanakkor forgós motor lett. A membránlapok anyaga szériamotorokon vékony acél, versenyeken azonban a finomabban működő, de kisebb élettartamú üvegszálas műanyag vagy karbon. A vastagság is számít, a vékonyabb lap könnyebben nyílik, a lap tömege pedig saját frekvenciája révén meghatározza, mely fordulaton lesz a legfürgébb motorunk. Emiatt nem ritka egy membránházon használt különböző anyagú vagy vastagságú lap. A lap nem állhat el a tömítő felülettől, és ha mégis hibásan tömít, tilos megfordítani.
Az erő velünk van
Ha 2T, feltétlenül szót kell ejtenünk a powerszelepről. Ez a Yamaha ötlete volt egykoron (YPVS – Yamaha Power Valve System), s ugyanaz a probléma szülte, mint a membránt. Egy bizonyos csatornamagasság, azaz vezérlési idő csak egy fordulatszám tartományban kedvező. Minél feljebb reszeljük a kipufogócsatornát, annál jobban pörög a gép, viszont alul annál gyengébb lesz, és vice versa: egy alul nyomatékosra tervezett blokk fent nem lesz fickós. A powerszelep erre a problémára jelent megoldást, tehát a kipufogó csatornamagasságát tudja bizonyos korlátok között szabályozni.
Mára szinte minden gyártó kifejlesztette a saját verzióját, de a lényeg mindegyik esetében ugyanaz: alacsony fordulaton alacsony csatornamagasságot állít be, majd a fordulat emelkedésével nyit, így szabaddá teszi a teljes kipufogónyílást. Vezérlése sokféle lehet, a kipufogó nyomását figyelő membrántól, az elektromágnesen át, egészen az elektronikával, szervomotorral, bowdennel mozgatott verziókig.
Fókuszban a rezó
Ezzel tulajdonképpen elérkeztünk a 2T lelkéhez, a kipufogóhoz. Egy jó dob nagyot lendíthet motorunk teljesítményén, de figyelem, akár súlyos motorkárosodást is okozhat! A gyári kipufogók mérnöki munkaórák ezrei alatt nyerték el végső formájukat, de a teljesítmény mellett a megbízhatóság, a fogyasztás és a zajkibocsájtás is számít. Amikor cseréljük a kipufogót, járjunk el körültekintően, és vegyük figyelembe, hogy a dögös kinézet nem minden.
A méretezéskor sok paramétert vesznek figyelembe, például a hengerűrtartalmat, a fordulatszámot és a kipufogási szögtartományt. Ezért akár az is előfordulhat, hogy két azonos típusú, de más-más tuningcég hengerével szerelt motorra nem lesz megfelelő ugyanaz a dob. Ez persze csak egy a kétütemű hajtóműveket fenyegető meghibásodások közül, nem árt tehát képben lennie a 2T tulajdonosoknak. Cikkünk következő részében végigvesszük a meghibásodási lehetőségeket, s megpróbálunk gyógyírt nyújtani a bajokra. Tartsatok velünk!