Avagy hogyan lesz a benzinben rejlő vegyi energiából munkavégzés, amely hegyen-völgyön át hajtja a motorkerékpárt. A hegyen-völgyön át nem irodalmi színkép az előző mondatban, hanem az első próbálkozásoknál nehezen megoldott műszaki akadályt jelen tett a motorkerékpár fejlődése során. Ezeken áthaladva jöttek rá ugyanis kísérletező motoros őseink, hogy sebességváltóra és fékre is szükség van.
Kezdőknek
A fejlődést és a műszaki megoldásokat kívánom ismertetni a most induló sorozattal, főleg a kezdő fiatalok szám ára, de az idősebbek is találhatnák benne érdekességeket. Persze, tudnivalók nélkül is lehet élvezni a motorozást, de közel sem úgy, mintha tisztában lennénk a motorkerékpár működésével. A működési elv és a szerkezeti részek ismeretéiben ugyanis nagyobb biztonságban érezhetjük magunkat, mind az üzem, mind a vezetés, illetve a közlekedés szem pontjából.
Az emberi kíváncsiság a bennünket körülvevő dolgok megismerésére ösztönöz. Ennek köszönhető, hogy az emberiség fennmaradt a természettel vívott küzdelemben. A közlekedési eszközök megismerése különösen fontos, hiszen napjainkban ezek több áldozatot szednek, mint egykoron a járványok vagy a háborúk. Ez fokozottan vonatkozik a motorkerékpárokra, amelyek a közlekedés páriái, legsérülékenyebb résztvevői.
Azoknak az olvasóimnak, akik ma ismerkednek a motorokkal, már lényegesen könnyebb a dolguk, min t nekem, annak idején a húszas években, aki akkor m ég gyerekcipőben jártam a korabeli motorokkal egyetemben. Egyrészt, mert nem egyedül kell rájönniük a motorok működésére és helyes kezelésére, másrészt, mivel a mai motorok sokkal tökéletesebbek, mint hajdani elődeik, ezáltal nem kívánnak különleges szaktudást.
Még valamit. Tízéves koromtól motorozok. Most, a hetedik X után, ahogyan ez ilyenkor szokás — különösen a tollforgató embereknél —, én is elemzem elmúlt éveimet. Eszmélésem kezdetétől kellemes emlékeim fűződnek a robbanómotorokhoz. Ma már a kellemetlenekre is kellemesen emlékszem vissza, mert, mint mondják, minden rosszban van valami jó. Sok minden függ a nézőponttól. Célszerűbb a kellemes dogokat megtalálni, sőt keresni az életben, mint a kellemetleneket. Az utóbbiakat visszaidézni, és ismételten átélni pedig butaság. De térjünk vissza a motorokhoz, bár egyéb tapasztalataimat is szeretném átadni. Hogy ne csapongjak összevissza, amire az élmények tömege miatt hajlamos vagyok, kronológiai sorrendben kezdem visszaemlékezéseimet.
A motorok és… én
Először azokat a stabil motorokat csodáltam, amelyek a padozathoz betonozva, mint a munkahelyükhöz láncolt rabszolgák dolgoztak. Rajongásom fokozódott, amikor a motor megindult alattam a két egymás mögötti keréken, és nem dőlt el, majd a mind engedelmesebb, megbízhatóbb, s nem utolsósorban gyorsabb motorok autómat és motorcsónakomat röpítették, és segítségükkel a versenyeken nemzetközi eredményeket sikerült elérnem.
A II. világháború embertelen körülményei között is a motoros járművek tették elviselhetőbbé életemet, sőt hazatérésem et is ezeknek köszönhetem. Ebben nagy része volt annak, hogy ismertem a működésüket és javításuk módját. Kalandjaimat és hosszú időn át szerzett tapasztalataimat különböző korok motorjaival szeretném átadni a következőkben a fiataloknak, hogy a motor számukra ne tragédiát, hanem az öröm forrását jelentse, és úgy élvezzék ezt az ördöngös találmányt, a két egymás utáni keréken futó, ágaskodó, ugró, a centrifugális erő ellenében bedűlő motorbiciklit, ahogyan én még ma is.
Hogyan működik a motor?
A következőkben elmondom, hogyan ismertem meg azt a fekvőhengeres Lister motort, amely az urasági kastély villanyvilágításához adta az energiát. Ebből Önök is megérthetik, hogy a négyütemű motor miként alakítja át a benzinben rejlő hőenergiát mechanikai munkává. Eközben a húszas évekbe is bepillantást nyerhetnek.
Mint látni fogják, a mai négyütemű motor működési elve úgyszólván alig tér el ettől a működési elv tanulmányozására igen alkalmas egyszerű motorétól. A szerkezeti kivitel azonban annál inkább.
Ismerkedjünk meg először a környezettel, a korral, amelyben éltem.
A falunkban a húszas évek elején még nem volt villany. Nálunk is olajmécses, ünnepélyes estéken pedig petróleum lámpa világított. A harisnyás Aladdin-lámpát pedig — amely csak a főjegyző úrnak volt — valóban csodának tartottuk. Ennél a petróleum lángja a krétaszóiból szőtt harisnyát izzította, s ez fehér fénnyel világított.
Egyszer csak híre jött, hogy a falutól néhány kilométerre levő kastélyban villany világít. Ehhez az áramot egy motorral hajtott villanytelep adta. A városból jött gépész fiával egy osztályba jártunk az elemi iskolában. Úgy adódott, hogy a fiút elkísértem a kastélyba, és az apja engedélyével én is bemehettem a gépházba. Már jó messziről hallatszott a másodpercenként ismétlődő ütemes pöfögés. A kastély ablakai fényárban úsztak, a bejárati kapu felett pedig fehéren világított egy üveggömb, a pöfögésnek megfelelően erősödő, majd gyengülő fénnyel.
A keramitkocka-padozatú gépházban patikai tisztaság és sajátos szag volt, pontosabban, számomra kellemes illat terjengett. Osztálytársam apja, a nagy tekintélyű gépész úr pedig sötétkék ruhában és fekete keménykalapban sürgölődött egy motollaszerűen forgó gép körül.
A gépházban már nem hallatszott a kipufogás, mint mielőtt beléptünk, mert a kipufogócső vége a tetőn volt kivezetve, csak a varrógép zajára emlékeztető csendes kattogás hallatszott. A gépész úr mintha felnőttekkel beszélne, elmondta nekünk, hogy az angol Lister-motor három lóerős, és a magyar Jedlik Ányos által feltalált áramfejlesztő gépet, a dinamót forgatja, amely keringeti a vezetékiben az áramot. Ettől fehérre izzik az üveggömbbe zárt szénszál. Ez adja az éles fényt, és innen az elnevezése, hogy „izzólámpa”. Formája után villanykörtének nevezik a technikához nem értő emberek. Az első időben fémszálat izzított az áram, ez azonban igen hamar elégett, Edison jött rá, hogy a szénszál tartósan bírja az izzást.
Miközben a gépész úr beszélt, figyelmemet a fáradhatatlanul dolgozó, általa motornak nevezett szerkezet kötötte le, amely nagyon hasonlított a cséplőgépet hajtó gőzgéphez. Egy vízszintesen fekvő hengere volt, és ebben futkározott a dugattyú, amely ahogyan a húsdarálót forgatja az ember, a hajtókar által a lendítőkereket forgatta. A gyors forgás miatt a szerkezeti részeknek csak az elmosódott képe látszott.
Nem tudom, már mennyi ideje figyeltem nagy áhítattal a gép működését és a gépész urat, aki egy olajozókannával sürgölődött körülötte, időnként néhány csepp olajat engedve a tengelyekre és az ide-oda futkározó dugattyúra, amikor kijelentette:
— Mára elég volt a nézelődésből, fiacskám, mert későre jár és még egyórányi út áll előtted, amíg eléred a falut. Holnap egyenesen ide gyertek az iskolából, akkor szét lesz szerelve a motor, mert itt az ideje a koromtalanításnak. Akkor majd megláthatjátok a belső szerkezeti részeket is, meg tanúi lehettek a sötétedés előtti indításnak.
Az éjszaka nyugtalanul telt el a motorról álmodva, a másnapi látogatás gondolatától izgulva. Az iskolában sem a tanuláson járt az eszem, hanem a gépész úron és a motoron, míg végre a tanítónéni megrázta az iskola végét jelző csengőt. Futva indultunk a kastély felé, szájunkkal utánozva a Eister-motor pöfögését, öreg boroshordóról származó vaskarikáinkat hajtva magunk előtt. Ez volt az első kerékféleség, amelyet forogni láttam. Ezt követték a vékony kerékpárgumik, majd a mind ballonosabb motor- és autógumik. Ezeket később eltakarták a sárvédők, amelyek mind nagyobbra nőttek. Kerékpározás közben az első kereket látva, ma is sokszor visszagondolok erre a korszakra.
De ugorjunk vissza, amikor a karikázás után lihegve toppantunk a gépházba, attól tartva, hogy lekésünk valami fontos műveletről. A gépész úr barátságosan fogadott. Most egy angolos kockás sapka volt a fején, s ekkor láttam először a különleges, egybeszabott munkaruhát, az overallt, amelyet — mint mondotta — a szereléshez viselt. Ennek zsebéiből soha nem látott eszközök kandikáltak kifelé.
A motor már szét volt szerelve, alkatrészei megtisztítva feküdtek a munkapadon. A gépész úr a szekrényajtóra rajzolta fel az előzőleg bemutatott szerkezeti részeket, és közben magyarázott.
— Ez a fekvő kályhacsőszerű rész a henger. Ebben szaladgál a dugattyú. Ezen gyűrűk vannak a tömítés elősegítésére. Ez olyan, mint a biciklipumpán a bőr. A dugattyút a hajtó-kar köti össze a forgattyústengellyel, így az ide-oda mozgásból forgás lesz, mint amikor a húsdarálót forgatjátok.
— A henger végén, amelyet hengerfejnek hívnak, két szelepet találunk. Az egyik a szívó-, a másik pedig a kipufogószelep. Ebből áll a motor — mondotta a gépész úr, s hozzálátott a szerkezeti részek összeszereléséhez.
— Ha összeállítottam a gépet, akkor elmagyarázom a működését, amelyet láthattok is. Most összenyomom a gyűrűket, amelyek rugalmasan nekifekszenek majd a hengernek. Persze, előzőleg jól beolajozzuk, mert ez biztosítja a tömítést és csökkenti a súrlódást.
Ekkor egy váratlan mozdulattal összeszorította a két tenyeremet és azt mondta, hogy mozgassam egymáson. Ezután széthúzta a kezeimet, és olajat csöppented rá az olajozóból, majd ismét összeszorította.
— Most mozgasd úgy, mint az előbb, és mondd meg, mi a különbség.
— Most sokkal könnyebb csinálni, és nem melegszik fel a tenyerem — mondottam.
— Na látod, ez az olajozás, pontosabban a kenés lényege, hogy csökkenti a súrlódást és ennek következtében a melegedést. Most pedig rákapcsolom a hajtókart a forgattyús-tengelyre, és már készen is vagyunk. Következhet az indítás.
A gépész úr miután összeszerelte a motort, a szekrényajtóra mutatott, amelyen egy rajz volt látható, és így szólt:
— Tegnap azt mondtam, hogy az indítás következik. Előbb azonban figyeljétek a rajzot, amelyen a szerkezetek nevei is láthatók. Azt is elmondom, hogy a rajz egy négyütemű motor metszete. Majd, ha megismertétek a motor működését, akkor megértitek, hogy ez mit jelent. Most csak annyit, hogy ez a motor négy ütemben végzi a munkáját. Léteznek kétütemű motorok is.
Ezek után kövessük a rajzon az első ütemet, a szívást.
Úgy képzeljétek el, hogy a dugattyú elindul a hengerfejtől a forgattyús-tengely felé. Ez szívóhatást okoz, mint amikor a doktor bácsi felszívja az injekciós fecskendőbe a folyadékot, vagy ti a vízipuskába a vizet. A motorhenger ilyenkor benzin- és levegőkeveréket szív be, amelyet a karburátor — magyar nevén a porlasztó — állít elő. A keveréket a szívószelep engedi be, ezt a szívás nyitja ki, mint a huzat az ajtót. Ha majd indítom a motort, meghalljátok, hogy ez hörgő hangot ad, mint amikor az ember horkolva vesz lélegzetet. Ezért hívják hörgőszelepnek.
4 dugattyú most a hengerfejtől a legtávolabbra került, azaz a felső holtponttól az alsó holtpontra. Azért nevezzük ezeket a helyeket holtpontoknak, mert a dugattyú ezeknél irányt változtat, s eközben egy pillanatra megáll, nem mozog, tehát holt. A megtett utat löketnek nevezzük. Ez bizonyára onnan ered, hogy a dugattyú löki a forgattyústengelyt, amely egy löket alatt — ezt nevezzük löket-hossznak — egy fél fordulatot tesz meg Azt a teret pedig, amelyet a dugattyú az elindulástól a megállásig — tehát a felső holtponttól az alsóig bezár — lökettérnek nevezzük. Ez a tér most a szívási ütem végén megtöltődött benzin-levegő keverékkel. Ez volt a szívás ütem ének a befejezése.
— Következik a második ütem, a sűrítés — mondotta a gépész, és egy másik rajzot akasztott a szekrény ajtajára.
— Tovább forgatva a rajzon a motor forgattyústengelyét, a dugattyú a felső holtpont felé haladva összesűríti a beszívott benzin-levegő keveréket a robbanótérbe. Előzőleg, mivel megszűnt a huzat, azaz a benzin-levegőkeverék beáramlása, becsukódik a szívószelep, mert visszahúzza a rugó, és a sűrítés nyomása is segíti. Ilyenkor a benzin és levegő keveréket a dugattyú a felső holtpont fölötti sűrítő-térbe nyom ja össze, sűríti, idegen szóval komprimálja. Ennek megfelelően a sűrítőteret kompressziótérnek nevezik. Mivel itt zajlik le a robbanás is, robbanótérnek is nevezhetjük. Amikor a dugattyú a felső holtpontba ér és legkisebb térfogatra nyomja össze a benzin és levegő keveréket, a sűrítés üteme véget ér.
— Következik a harmadik ütem, a robbanás — mondotta a gépész úr, és egy újabb rajzot akasztott fel a szekrényajtóra.
— A robbanótérben egy elektromos szikra meggyújtja a benzint, s mivel a levegő is jelen van, bekövetkezik a robbanás, és a gáz nyomása a dugattyút az alsó holtpont felé löki. Hasonlóan ahogy a puskacsőből a lőpor robbanása kilöki a lövedéket. Ez a terjeszkedés, a munkavégzés. Amikor a dugattyú az alsó holtpont közelébe ér, kinyílik a kipufogószelep és az elégett gázok puffanó hangot adva a szabadba áramlanak. Ez volt a harmadik ütem, a robbanás és munkavégzés vége.
— Következik a negyedik ütem, a kipufogás — folytatta a gépész, miközben ismét rajzot cserélt.
— A nyitott kipufogószelep mellett az alsó holtponttól a felső holtpont felé haladó dugattyú kiszorítja a hengerből a gázokat. A felső holtpontnál pedig bezár a kipufogószelep, mert visszahúzza a szeleprugó. A szelep működtetését, „vezérlését” a vezérmű végzi.
Ez volt a negyedik ütem, a kipufogás vége.
A felső holtpont után a játék kezdődik elölről, ismét a szívás üteme következik.
Hogyan indul be a motor?
Az eddigiekből kiderült, hogy a négy ütemből csak egy, a robbanás az, amikor a dugattyú hajtja a forgattyús- tengelyt. Tehát csak fél fordulaton történik munkavégzés. A másfél fordulaton, amikor nincs munkavégzés, a nagy öntöttvas lendítőkerék — röviden lendkerék — segíti át a gépet. — Ezt mindjárt látni fogjátok, ha beindítom a motort — mondta a gépész úr, és a lendkereket forgatni kezdte a kurbli, magyarul forgattyú, segítségével. Fél fordulat után azonban a lendkerék megakadt, és visszafelé indult.
— Azért rúgott vissza a motor — mondotta a gépész úr —, mert elfelejtettem kinyitni a dekompresszort. Rossz magyarsággal ez kompressziótlanítást jelent. A kompresszió, vagyis a sűrítés miatt ugyanis nem lehet emberi erővel körbe forgatni a forgattyústengelyt. Még az is előfordulhat, hogy a visszarúgó motor miatt a kurbli eltöri az ember karját. Ezért kell a dekompresszor, amely megemeli a kipufogószelepet, ezáltal a hengerből kiáramlik a benzin-levegő keverék, tehát nincs sűrítés. Amikor majd forgásba hoztam a lendkereket, a dekompresszort vissza fogom engedni.
Miután átkapcsolta a kart, kurblizni kezdett. Amikor jól forgásba jött a lendkerék, lihegve így szólt:
— Ha benéztek a karburátor torkába, látni fogjátok, hogyan szívja a motor a köddé porlasztott benzint. Eközben halljátok a hörgőszelepet is. Most visszalököm a dekompresszort, és halljátok?
Már gyújtott is a motor, éppen idejében, mert kezdtem kifulladni.
Valóban láttam és hallottam mindezt: a szívószelep hörögve behúzódott, a porlasztó torkába ködszerűen áramlott a benzin. A gyújtás pillanatában nagyot nyögött a gép, a hajtókar hirtelen meglódult, és a lendkerék olyan gyorsan kezdett forogni, hogy nem látszottak a küllői.
— Most egy kis ideig melegítjük a gépet — folytatta most már nyugodtabban a gépész úr. — Erről jut eszembe, amit majdnem elfelejtettem, elmagyarázni nektek, hogy a hengert és a hengerfejet hűteni kell, mert az egymást követő robbanásoktól túlhevülnének a szerkezetek és besülne a motor. így történt ez az első kísérleteknél, és erről jöttek rá a feltalálók, ha a hengert és a hengerfejet vízzel veszik körül, az hűteni fogja. Pontosabban, a hűtőköpenyben levő víznem engedi felhevülni a motort csak száz fokra. A víz ekkor forrni kezd, s az ezzel járó párolgás hőt von el. Ez a párologtatás hűtés.
A gépész úr ekkor a vízzel telt vödörbe mártotta a kezem, majd kihúzta.
— Érzed, ugye, hogy hidegebb, amint szárad a kezed? No látod, milyen egyszerű a hűtés.
És válaszra sem várva folytatta:
— Az elpárologtatott vizet természetesen pótolni kell. De mára elég volt az ismerkedésből. Legközelebb elmondom még, hogyan működik a porlasztó. Annyit már most elárulok, hogy ezt az elmés szerkezetet honfitársunk, Bánki Donát találta fel.
Megismeritek majd a gyújtószikra keletkezésének a titkát is. Ezzel azután mindazt tudni fogjátok e motorról, amit én.
Olaj az üvegedényben
— Már beszéltem az olajozásról — mondotta, miközben egy nagyobb olajozókannából megtöltött egy kis üvegpoharat. — Ebből a kis üvegedényből csepeg az olaj a dugattyúra. Az üvegen át láthatjátok, hogy milyen ütemben követik egymást a cseppek. Ezt egy csavarral lehet állítani, a gépészmegítélése szerint. Ez a legújabb találmány, a cseppentős olajozás. Ilyen olajozók vannak a hajtókar- és a főtengelycsapágyaknál is. Ha leáll a motor, ezekkel a gépésznek csak az a dolga, hogy elzárja, nehogy elcsepegjen az olaj. Amíg fel nem találták a cseppentős olajozást, addig nekünk kellett csepegtetnünk az olajat. Ez a módszer állandó elfoglaltságot jelentett, és kevés vagy sok olajat kapott a motor.
Bizonyosan a cseppentős olajozást is valamelyik motorkezelő vagy gépész találta fel, ahogyan a gőzgép vezérlését is.
Amíg melegszik a motor — mert mint látjátok, ezzel a korszerű géppel már semmi dolgom, mert önmagát vezérli —, elmondom nektek, hogy ez nem mindig volt így.
Az első gőzszivattyúk vezérlését, mint ennél a motornál, a szívó- és kipufogószelep nyitását és csukását, emberi erővel végezték. A gőzszivattyúkat először az angliai bányákban használták, és mint olcsó munkaerőt, gyermekeket alkalmaztak a szelepek vezérlésére. A szelepeket ugyanis egy zsinór megrántásával kellett nyitni és zárni. Ezáltal a gőz a dugattyút előre vagy hátra lökte. Ezek a gépek nem forogtak, mert nem találták fel még a forgattyús mechanizmust, hanem ide-oda járó alternáló mozgást végeztek.
A gyerek megrántotta a zsinórt
A gépet vezérlő gyerek figyelte a lökőrudat, s amikor az a holtpontra ért, megrántotta a zsinórt.
Az egyik fiú irigyelte a réten játszópajtásait, s azon törte a fejét, miként hagyhatná el a gépet, hogy az továbbműködjön. E célból a zsinórt a lökő-rúdra kötötte, olyan hosszúságban, hogy a véghelyzethez érve, a lökőrúd rántsa azt meg. Az elgondolás bevált, és a gép önmagától működött. Úgy mondják, hogy James Watt a bányában járva meglátta ezt a gépet, és onnan hazatérve, szakszerű kivitelezésben elkészítette a róla elnevezett vezérműves gőzszivattyút. A feltaláló fiúról nem szól a történet, bizonyára a munkanélküliek számát növelte.
Láthatjátok tehát, hogy nem mindig az a feltaláló, akiről a találmányt elnevezték. Erről sokat tudnék mesélni nektek, és ha lesz rá alkalom, még fogok is.
— De már elég meleg a motor — morogta, és felnyom ott egy kart, amitől kigyulladt a villany, ettől a motor lelassult, majd erősebb hangot adva erőlködve dolgozott tovább.
A gépész úr megjegyezte: — A villanyáram fejlesztése nagyobb munkát igényel, mint amikor csak üresen forgott a motor. Ezért lassult le. És látjátok, hogyan vibrál a fény az izzólámpában? Amikor a robbanás ereje meglöki a lendítőkereket, felvillan. A gyorsulástól, ugyanis magasabb lesz az elektromos feszültség. A vezetékben elektronok keringenek, miként a csőben a vízcseppek. Persze ez csak hasonlat, hogy megértsétek az elektromosságot, amelyről jelenleg még a tudomány is csak keveset tud. Tehát ahogyan a vízcseppeket a szivattyú lapátkereke hajtja körbe, az elektronokat a dinamó kergeti az elektromágnesességével.
Surányi Endre
Endrődi István rajzai