Supap zamanlaması ve ateşleme

TDC ve BDC'de tam olarak açılıp kapanan supaplarla gösterilen dört düzgün 180° vuruş resmi bir basitleştirmedir. Gerçek motorlarda supaplar birkaç on derece erken veya geç açılıp kapanır; çünkü hava ve yanmış gazın eylemsizliği vardır: hareket etmeye başladıklarında hareket etmeyi sürdürürler ve pistonun hareketini bekleyen bir supap bu akışın boşa gitmesine neden olur.

Aşağıdaki liste, sıradan bir benzinli motor için tipik, nominal değerleri kullanır. Gerçek motorlar büyük ölçüde farklılık gösterebilir ve sportif motorlarda daha uç zamanlamalar kullanılır.

• Emme supabı açılması (IVO): TDC'den yaklaşık 10° önce
• Emme supabı kapanması (IVC): BDC'den yaklaşık 40° sonra
• Egzoz supabı açılması (EVO): BDC'den yaklaşık 40° önce
• Egzoz supabı kapanması (EVC): TDC'den yaklaşık 10° sonra

Bunun iki sonucu vardır. Birincisi, her supap 180° yerine yaklaşık 230° boyunca açık kalır. İkincisi, egzozun sonunda ve emmenin başında TDC civarında iki supap da aynı anda açıktır; bu örnekte yaklaşık 20° boyunca. Buna supap bindirmesi denir. Yüksek süratte hızla hareket eden egzoz gazı, arkasından taze havanın içeri çekilmesine yardımcı olabilir. Rölantide ise supap bindirmesi bir miktar egzozun emme sistemine geri girmesine izin verir; bu yüzden çok "sarsıntılı" bir rölanti, fazla supap bindirmesiyle birlikte görülür.

Emme supabının BDC'den sonra kapanması garip görünebilir; çünkü piston zaten yukarı doğru hareket etmektedir. Ancak orta ve yüksek süratlerde içeri giren hava o kadar hızlı hareket eder ki piston yönünü değiştirdikten sonra da bir süre silindiri doldurmaya devam eder. Egzoz supabı BDC'den önce açılır; çünkü güç strokunun sonunda gaz hâlâ yüksek basınç altındadır. Gazın basıncını erken düşürmek, yukarı çıkan pistonun karşı itmek zorunda kaldığı basıncı azaltır.

Modern motorlarda sık sık değişken supap zamanlaması kullanılır; bu sistem supap açılarının sürate ve yüke göre değişmesini sağlar. Sabit bir zamanlama, düşük süratteki düzgün çalışma ile yüksek süratteki güç arasında her zaman bir uzlaşmadır.

Şimdi kıvılcım. Yaygın bir tahmin, kıvılcımın tam olarak TDC'de çaktığıdır. Ancak öyle değildir: Kıvılcım, ateşleme avansı adı verilen bir açı kadar TDC'den önce çakar; bu açı, sürate ve yüke bağlı olarak genellikle yaklaşık 10° ile 40° BTDC arasındadır.

Bunun nedeni, yanmanın anlık olmamasıdır. Kıvılcımdan sonra alevin karışımın içine yayılması gerekir ve bu da birkaç milisaniye sürer. En iyi sonuç, basıncın TDC'den biraz sonra, genellikle 10° ile 15° ATDC arasında tepe değerine ulaşmasıyla elde edilir; böylece piston aşağı inmeye başlarken itme de başlar. Kıvılcım TDC'de çaksaydı, tepe değeri piston zaten iyice aşağı indiğinde oluşur ve yapılan iş boşa giderdi.

Gecikme bir açı değil, zaman olduğu için daha hızlı motorlar daha fazla avans gerektirir. 6 000 rpm'de krank mili saniyede 36 000° döner; bu da milisaniyede 36° demektir. 1 ms'lik gecikme, krank mili açısından 36°'dir. 1 500 rpm'de ise aynı milisaniye yalnızca 9°'dir.