Omezovače otáček: Jak fungují různá provedení?

Základní funkci omezovače otáček všichni známe, ale víme, jak fungují po stránce techniky? Kromě toho vám zároveň prozradíme, co se stane, když omezovač otáček nestihne zakročit včas.

Pedál plynu je vražený do podlahy a řidič za volantem si užívá stupňující se řev a rostoucí výkon, když motor s ručičkou v červeném poli otáčkoměru náhle zaštěká. Řidič je okamžitě nucen sundat nohu z plynu, nebo musí přeřadit další rychlostní stupeň, s nímž si neodpustitelnou slast užije znovu. Ono pomyslné „zaštěkání“, jak se mezi automobilovými nadšenci popisuje zvukový projev zákroku systému řízení motoru, byl omezovač otáček, který se snaží ochránit mechanické části motoru před jejich zničením.

Omezovač otáček je technologie používaná v ovládání spalovacích motorů už několik desetiletí a jejím úkolem je omezit jejich maximální otáčky na únosnou mez. Naprostá většina motorů má hranici, při níž zakročuje omezovač otáček, nastavenou už od výrobce vozidla. Úpravci jsou si však vědomi staré poučky, že aby vzrostl výkon motoru, musí vzrůst jeho otáčky. To platí nejvíce u běžných atmosférických jednotek. Hodnota otáček, při nichž omezovač zasáhne, se tedy dá snadno posouvat úpravou softwaru řídicí jednotky. Zapomeňme však na tuningové hrátky a pojďme se podívat na způsoby, jakými omezovače otáček fungují.

Omezovače otáček pracují s hlavními komponenty potřebnými pro úspěšný spalovací proces. U starých vznětových jednotek se nejčastěji používaly mechanické regulátory palivových čerpadel, které zasahují v okamžiku, kdy čerpadlo dosáhne příliš vysokých otáček, jež jsou závislé na otáčkách samotného motoru. Modernější elektronicky řízené diesely, například s palivovým systémem Common Rail s elektromagnetickými nebo piezoelektrickými tryskami, pak povelem od řídící jednotky motoru vypnou vstřikovače paliva. Tím dojde k zamezení dalšímu růstu jeho otáček. Vzhledem k jednoduché konstrukci vznětových motorů je zřejmé, že neexistuje jiný způsob omezení otáček, než odpojení přívodu motorové nafty.

Motory fungující na principu zážehu stlačené nasáté směsi (benzínové motory) už nabízejí více možností, jak omezit rostoucí otáčky. Podobně jako u vznětových motorů, i u většiny produkčních vozů se zážehovým motorem se používá metoda odpojení přívodu paliva, což má důležité opodstatnění. Takové řešení totiž neopotřebovává výfukové potrubí a turbodmychadlo (pokud je ve voze namontováno). Nasátý vzduch není smísený s benzínem, takže zapalovací svíčky zažehnou naprázdno a ve válcích nedojde k expanzi hořících plynů.

Další možnou metodou, s níž se můžeme setkat hlavně u závodních motorů, je odpojení zapalovacích svíček. V produkčních vozidlech je tento způsob méně používaný, protože je do motoru stále vstřikováno palivo, které opustí motor v nespálené formě, načež následně detonuje ve výfuku vlivem jeho vysoké teploty. U motorů přeplňovaných turbodmychadlem většinou dochází k nežádoucí detonaci v rozpálené turbínové (výfukové) komoře. Turbína je v takovou chvíli zatížena extrémním nárůstem tlaku a teploty, což nejen zrychlí turbodmychadlo, ale zároveň to sníží jeho životnost. Nežádoucí vysoká teplota ve výfuku může vést i k poškození katalyzátoru.

Rozdělení omezovačů otáček je závislé i na způsobu, jakým zasahují. Tvrdé omezovače otáček mají za úkol úplně odpojit přívod paliva nebo zažehnutí nasáté směsi, což vede ke skokovému snížení rychlosti motoru. Naopak, měkké omezovače otáček, jež se častěji používají u motorů s variabilním časováním, odpojí nebo regulují přívod paliva jen částečně a upraví časování ventilů tak, aby motor plynule zpomalil do přijatelných otáček.

Ačkoliv jsou systémy omezující otáčky motorů pečlivě vyvinuté, stále může nastat situace, kdy řidič ohrozí motor svým zacházením. V některých vozidlech s manuální převodovkou totiž stále není elektronikou zamezeno nechtěnému podřazení na nízký rychlostní stupeň při vysoké rychlosti jízdy (například když řidič při jízdě rychlostí 120 km/h omylem podřadí z šestky na dvojku). Zamezeno není ani následnému skokovému překročení nejvyšších konstrukčních otáček. Pak už jen záleží jen na nastavení převodů, zda se otáčky budou vejít pod hranici maximálních přípustných otáček motoru, nebo je přetočí.

Přetočení motoru, dosažení vyšších než maximálních konstrukčně přípustných otáček, vede k okamžité fatální destrukci, protože jeho komponenty nejsou navržené pro takto náročné zatížení. Nejčastěji se přetočení projeví na vratných pružinách ventilů, které nemusí stihnout zavřít ventil, který se následně srazí s pístem. Lehký náraz má za následek ohnutí ventilu, jeho nedosedání do ventilového sedla a ztrátu komprese příslušného válce. Silný náraz pak způsobí totální destrukci ventilu, pístu, vložky válce a dokonce i hlavy motoru.

Druhým nejčastějším typem destrukce motoru při překročení otáček je selhání ojnice spojující klikovou hřídel s pístem. Kromě poškození ojničního ložiska nebo pístního čepu se může doslova přetrhnout samotný dřík ojnice (část spojující oka ojnice), jehož poškozená část vychýlená z běžné dráhy a prorazí blok motoru. Utržený píst následně dokoná dílo zkázy. Následkem obou výše uvedených popsaných příkladů destrukce je nákladná celková oprava motoru.

KTM X-Bow RR: S extrémní závodní kuší na okruhu v Mostě

Existuje jenom málo extrémnějších sportovních aut než KTM X-Bow. V závodní verzi RR je úplně jako z jiného vesmíru. Protáhli jsme ho po autodromu v Mostě a byl to pekelný zážitek!

Číst celé

Petrolheadi z Nigérie ukazují, jak vypadá skutečná láska k autům

Jejich auta nemají řadu potřebných dílů, ale i přesto jezdí každým dnem. Automobilová kultura v Africe ukazuje, jak vypadá láska k autům.

Číst celé

SWRT: Příběh hvězdného rally týmu

Modro-žluté zbarvení se stalo stejně ikonické, jako dunivý řev čtyřválcového boxeru. Znáte příběh továrního rally týmu Subaru?

Číst celé

Uhlík, titan, křemík a další materiály spojující sportovní vozy s kosmickým průmyslem

Představujeme 7 nejčastějších materiálů pro výrobu sportovních a závodních vozů, které jsou úzce spojeny s leteckým a kosmickým průmyslem.

Číst celé

Chcete Porsche 911 Carrera S? Tohle jsou jeho servisní náklady

Po vzoru Ferrari F430 jsme se rozhodli zjistit servisní náklady dalšího exkluzivního sportovního vozu, jímž je Porsche 911 Carrera S generace 997. Na kolik tahle sranda vyjde?

Číst celé

Honda S2000: Vysokootáčková nirvána bez střechy

Honda S2000 patří k nejpovedenějším autům, jaká kdy přišla z Japonska. Spolu s Mazdou MX-5 tvoří dvojici roadsterů, jenž slouží jako měřítka své kategorie.

Číst celé