Určite je pre mnohých z vás veľa informácií z tohto článku notoricky známych. No koho napadlo, že štvortaktný motor má pôvod v ľudskom tele? Nemecký vynálezca Nicolaus August Otto bol prvý, ktorému sa podarilo duplikovať energiu ľudských buniek do mechanickej práce stroja. Otto objavil ako sa to dá v roku 1876 a okamžite namontoval tento „ľudsko-bunkový“ motor do dreveného motocykla. Každý štvortaktný motocyklový motor je kópia Ottovho motora. Telo vs štvortakt(Otázka): V čom je naše telo rovnaké ako štvortakný motor? A (Odpoveď): Ako čítaš tento článok, tvoje telo automaticky spaľuje energiu. Tento proces sa nazýva metabolizmus a pracuje asi takto: Najprv vdýchneš kyslík do pľúc. Hemoglobín v červených krvinkách dodáva kyslík všetkým pracujúcim bunkám v tvojom tele. Akonáhle je v bunke kyslík okysličený spolu s glukózou (taktiež transportovanou krvou), glukóza sa v bunkách rozkladá na uhlík. Ten sa zlučuje s kyslíkom a energia je pripravená na použitie. Čím ťažšie telo pracuje, tým rýchlejšie musí dýchať. Čím rýchlejšie dýcha, tým rýchlejšie prúdi krv (a bunky musia tvoriť viac energie). Metabolizujúca energia tvorí oxid uhličitý, ktorý je uvoľňovaný do krvi, cirkuluje v pľúcach a je vydychovaný von. Všetko čo Nicolaus musel spraviť bola duplikácia tohoto procesu. Q: Ako Nicky Otto duplikoval tento proces pomocou matíc a skrutiek? A: Na to, aby sme vyrobili jednu šestinu konskej sily potrebujeme bilióny ľudských buniek. Otto, ale potreboval konských síl oveľa viac, tak navrhol gigantickú bunku, ktorá bude metabolizovať energiu. Pritom, kyslík bol zlučovaný s uhlíkom v benzíne a zapaľovaný pod tlakom. Takýmto spôsobom to prebieha do dnešného dňa. Otto a jeho motor Q: Prečo sa to nazýva štvortakt? A: Je úplne jasné, že štvortakt dostal svoje meno podľa charakteru pohybov piestu. Hýbe sa dole, hore, dole a hore, aby vytvoril jeden cyklus energie. Zakaždým keď piest prejde z hornej úvrate do spodnej (alebo naopak), tento pohyb reprezentuje jeden takt. Tu je sumár všetkých štyroch taktov: (1) Prvý takt nasáva palivo. (2) Druhý takt ho stláča a zapaľuje. (3) Tretí takt uvoľňuje energiu. (4) Štvrtý takt vytláča spálený benzín. Q: Aký je prvý takt štvortaktného motora? A: Použitím piestu, valca a ventilov bol Otto schopný vdychovať vzduch do motora tak, ako pľúca do ľudského tela. Prvý takt štvortaktného motora je nazývaný „nasávanie“. Začínajúc od hornej úvrate (ďalej len TDC – top dead center), kľukovka rotuje a ponára piest nadol, pričom sacie ventily v hlave motora sa otvárajú. Klesajúci piest vytvára podtlak v spaľovacom priestore, ktorý sa stará o vysatie vzduchu z karburátora do hlavy motora (cez prechod sacích ventilov). Ako sa vzduch ťahá celým karburátorom, podtlak takisto saje benzín von z plavákovej misky. Vzduch a palivo sú mixované dokopy počas prechodu do hlavy valca. Keď piest dosiahne dolnú úvrať (ďalej BDC) prvého taktu, valec sa naplní zmesou paliva a vzduchu. Prvý takt štvortaktného motora je identický s pľúcami tvoriacimi hlboký nádych a nasycovaním glukozózou obohatenú krv kyslíkom. Paralela nádychu Q: Prečo je druhý takt zvaný kompresný?
A: Predtým ako štvortaktný motor začne druhý takt (svoju cestu nahor), nasávacie ventily sa zatvoria a uväznia nasatú zmes vzduch/palivo. Cesta piestu smerom nahor tvorí druhý takt štvortaktného motora. Je zvaná kompresná, pretože piest pri svojej ceste nahor zmenší priestor medzi hlavou valca a piestom. Zmes vzduch/palivo je stlačená prudko stúpajúcim piestom. Pre medikov, kompresný takt je porovnateľný s delením glukózy do duálnych trojuhlíkových zložiek. Rozklad glukózy ústi do reťazca chemických reakcií, ktoré napokon vedú ku kompletnému rozkladu do jednouhlíkových častíc. U štvortaktného motora druhý takt stláča zmes palivovú zmes. Tesne predtým ako piest dosiahne TDC, stlačené čiastočky kyslíku a paliva sú zapálené zapaľovacou sviečkou. Rozklad glukózy Q: Čo má dočinenia zapaľovacia sviečka s tretím taktom? A: Keď štvortaktný motor zapaľuje palivovú zmes, tvorí sa oxid uhoľnatý. Expanzia horiacej palivovej zmesi produkuje dostatok energie na to, aby piest bol ostro vystrelený späť na jeho druhú cestu smerom nadol. Toto je tretí takt štvortaktného motora. Pohyb piestu nadol, spôsobený expanziou horiaceho paliva, uvoľňuje dostatok energie na to, aby kľukový hriadeľ vykonal ďalšie dve otáčky. V ľudskom tele sa uhlík vzniknutý po delení glukózy kombinuje s kyslíkom do oxidu uhličitého. Pri kombinácii častíc uhlíka a kyslíkom je ľudskej bunke umožnené spaľovanie energie (metabolizácii). Oxid uhličitý z ľudského tela je obdoba štvortaktného oxidu uhoľnatého. Spaľovanie energie Q:Aký je štvrtý takt? A: Keď sila výbuchu stláča piest nadol, kľukovka sa otočí okolo svojej osi a nasmeruje piest späť smerom nahor na jeho štvrtú cestu. Ako sa vracia nahor stláča spaľovaciu komoru druhý raz. Tento krát sa výfukové ventili otvoria ako piest dosahuje TDC. Zvyšujúci sa tlak vytláča zhorenú zmes paliva a vzduchu von cez výfukové ventile do výfukového kolena. Tento takt sa nazýva výfuk. Je to štvrtý takt, ktorý piest urobil odkedy prijal prvú čerstvú zmes paliva a vzduchu. Keď sa pozrieme na ľudské telo prebytok oxidu uhličitého, ktorý už nie je možné použiť na tvorenie energie je vypustený do krvi, následne do pľúc a výdychom von. Výdych Q: Čo pohybuje sacími a výfukovými ventilmi? A: jednoducho, pohyb piestu pohybuje ventilmi. Ozubenie na kľukovom hriadeli poháňa rozvodovú reťaz (alebo remeň), ktorá aktivuje vačkovku v hlave motora. Jej výstupky stáčajú ventily, aby sa otvorili (pružina ich zatvára). Q: Ako ventily vedia kedy sa majú otvoriť?
A: Pokiaľ poznáme paralelu pozície piesta s pozíciou kľukového hriadeľa, vieme načasovať výstupky na vačke tak, aby tlačili na ventile v prepísaných momentoch. Na mnohých motoroch podľa starej školy a na polovici ventilového rozvodu CRF pracujú ventilové vahadlá ako hojdačka, ktorá sa stará o komunikáciu medzi ventilom a výstupkom vačky. Keď je jeden koniec vahadla stlačený nahor, druhý koniec ide nadol a tým otvára ventil – pružina sa stará o jeho vracanie. YZ-F, KX-F, RM-Z a sacie ventily CRF nemajú vahadlá. Namiesto toho používajú podložky. Sú cylindrického tvaru a zabezpečujú kontakt medzi vačkou a stopkou ventilu. Toto si vyžaduje mať samostatnú vačku pre sacie aj výfukové ventily. Q: Je to štvortakt, alebo štvorcyklový motor? A: Je nesprávne nazývať štvortaktný motor „štvorcyklovým motorom“. Štvortakt dostal svoje meno pre svoje štyri zdvihy piestu, dve plné otáčky kľukového hriadeľa, ktoré tvoria jeden kompletný cyklus. Pre porovnanie, dvojtaktný motor dosiahne plný cyklus len pri dvoch zdvihoch piestu (hore a dole) a jednej plnej otáčke kľukovky.