Αυτά τα ερωτήματα και ενδεχομένως περισσότερα θα προσπαθήσει να απαντήσει το τρέχον άρθρο, σε ένα θέμα ομολογουμένως ιδιαίτερα παρεξηγημένο στην Ελλάδα.
Γενικά
Ισχύει για όλους τους κινητήρες ανεξαιρέτως ότι ο τρόπος για να βγάλουμε μεγαλύτερη ισχύ από έναν κινητήρα είναι να καταφέρουμε με κάποια τεχνοτροπία να εισάγουμε μεγαλύτερη ποσότητα αέρα στον θάλαμο καύσης. Αυτή η ποσότητα ακολούθως θα συμπαρασύρει μεγαλύτερη ποσότητα καυσίμου η οποία θα έχει σαν τελικό απότοκο την αύξηση της ισχύος. Κατά κανόνα λοιπόν ασχολούμαστε με την αναπνοή του κινητήρα είτε αυτή αφορά την εισαγωγή είτε την εξαγωγή. Ως γνωστόν έχουμε δύο τύπων κινητήρες, τους φυσικής αναπνοής και τους υπερπληρωμένους τους οποίους και θα εξετάσουμε ξεχωριστά.
Κινητήρες ατμοσφαιρικοί
Σε κινητήρες φυσικής αναπνοής για να μπορέσουμε να χωρέσουμε περισσότερο αέρα στον θάλαμο καύσης χρησιμοποιούμε βελτιωτικά φίλτρα αέρος κυρίως τα οποία οδηγούν με κατάλληλο τρόπο τον αέρα στον κύλινδρο, σε συνδυασμό με αλλαγή εκκεντροφόρων αξόνων με επιθετικότερο χρονισμό προκειμένου να αυξηθεί η ισχύς μέσω των μεγαλύτερων ρυθμών περιστροφής.
Τα δύο ανωτέρω αφορούν την εισπνοή του κινητήρα. Σε ότι αφορά την εκπνοή αυτό που γίνεται συνήθως είναι η αλλαγή της πολλαπλής εξαγωγής με κάποια λιγότερο περιοριστικής. Για παράδειγμα με ηπιότερες γωνίες σωληνώσεων ή με χαμηλότερο συντελεστή επιφανειακής τραχύτητας ή ακόμα και μεγαλύτερης διαμέτρου προκειμένου να μειωθεί το φαινόμενο της αντίστασης της ροής στο μέτρο του δυνατού ή στα ελληνικά back pressure. Με αυτόν τον τρόπο περισσότερη ισχύς βγαίνει τελικά στον δρόμο και λιγότερη δαπανάται προκειμένου να εκδιωχθούν τα καυσαέρια μέσω της εξατμίσεως.
Συνήθως όλα τα παραπάνω συνοδεύονται από κάποιον επαναπρογραμματισμό της ECU του κινητήρα προκειμένου να διαχειριστεί ευχερέστερα τα νέα εξαρτήματα και να απελευθερωθεί έτσι μεγαλύτερη ισχύς. Σε μεγαλύτερης κλίμακας βελτίωση επίσης χρησιμοποιούνται αποκλειστικές πεταλούδες για κάθε θάλαμο καύσης. Για παράδειγμα στα περισσότερα τυπικά αυτοκίνητα δρόμου υπάρχει μια πεταλούδα για όλους τους κυλίνδρους ή οποία δίνει την θέση της σε σύστημα με 1 πεταλούδα/κύλινδρο. Αυτό αυξάνει την αποδιδόμενη ισχύ σε υπολογίσιμο βαθμό αλλά σε υψηλές στροφές, με αποτέλεσμα το αυτοκίνητο στις χαμηλές να υποφέρει από έλλειμμα ισχύος και ροπής.
Αυτός είναι ακριβώς ο λόγος που οι κατασκευαστές χρησιμοποιούν αυτήν την τεχνοτροπία σε supercars φυσικής αναπνοής με μεγάλη χωρητικότητα πχ Lexus LFA, Bmw M3 κ.α. Γενικά θα μπορούσαμε να πούμε πως η βελτίωση σε κινητήρες ατμοσφαιρικούς είναι δυσχερής με αποτέλεσμα να απαιτούνται αρκετά χρήματα για σχετικά μικρή διαφορά σε απόδοση, ωστόσο αυτή η δυσχέρεια έχει το πλεονέκτημα ότι δεν φθείρεται και ο κινητήρας τόσο πολύ ή το σύστημα μεταδόσεως.
Ένας επίσης ανασταλτικός παράγοντας είναι το γεγονός ότι η ενώ η ισχύς αυξάνεται σε κάποιον υπολογίσιμο βαθμό ενδεχομένως, η ροπή αυξάνεται πολύ λίγο ή και καθόλου με αποτέλεσμα το αυτοκίνητο μετά την βελτίωση να υποφέρει στις χαμηλές στροφές και έτσι ο οδηγός να έχει την αίσθηση ότι το όχημα σε καθημερινές συνθήκες οδήγησης, έχει χάσει ισχύ αντί να έχει κερδίσει.
Κινητήρες Turbo και μηχανικής υπερπληρώσεως
Εδώ το να εισαχθεί περισσότερος αέρας στον θάλαμο καύσης είναι αρκετά ευκολότερο σε σχέση με έναν κινητήρα φυσικής αναπνοής. Ο συνήθης τρόπος είναι μέσω της αύξησης της πίεσης υπερπληρώσεως ενός δοθέντος turbo ή μέσω της αλλαγής του με κάποιο άλλο υψηλότερης πιέσεως. Με τους ανωτέρω τρόπους έχουμε σημαντική αύξηση της ισχύος και της ροπής σε απόλυτο μέγεθος αλλά με κόστος σε ελαστικότητα (υψηλό turbo lag) ειδικά σε περιπτώσεις κινητήρων χαμηλού κυβισμού με πολύ ισχυρή υπερπλήρωση.
Στην περίπτωση των μηχανικά υπερπληρωμένων απλά αντικαθίσταται ο συμπιεστής με κάποιον μεγαλύτερο προκειμένου να αυξηθεί η πίεση υπερπλήρωσης ή κατά περιπτώσεις ακόμα και σε δεδομένο συμπιεστή υπάρχει η δυνατότητα για αύξηση της πιέσεως. Αν και η βελτίωση της ισχύος και της ροπής κατά περιπτώσεις είναι έως και εντυπωσιακή, η καταπόνηση που υφίσταται ο κινητήρας αυξάνεται με αποτέλεσμα να αυξάνονται και οι φθορές.
Όμως ίσως ο πιο ανασταλτικός παράγοντας είναι το κιβώτιο ταχυτήτων. Γενικά τα κιβώτια ταχυτήτων κατασκευάζονται με συντελεστή ασφαλείας 15-20%. Αυτό σημαίνει ότι μπορούν να ανθέξουν μέχρι 15-20% περισσότερη ροπή σε σχέση με αυτήν της ονομαστικής τους αντοχής. Αν εμείς ξεπεράσουμε αυτό το ποσό, κάτι που είναι πολύ εύκολο, σε μια βελτίωση ενός turbo κινητήρα, είναι σχεδόν βέβαιο ότι κάποια στιγμή θα αστοχήσει το κιβώτιο ταχυτήτων, κάτι που σίγουρα είναι ανεπιθύμητο.
Γενικά υφίστανται καταπονήσεις και άλλα εξαρτήματα της μεταδόσεως, όπως διαφορικό, ημιαξόνια κτλ και αυτό είναι κάτι που θα πρέπει οπωσδήποτε να απασχολήσει κάποιον πριν προβεί στην βελτίωση.
Συμπεράσματα
Σε κινητήρες ατμοσφαιρικούς η βελτίωση είναι δυσχερέστερη, με μεγάλο κόστος συγκριτικά με την προσφερόμενη απόδοση, αλλά και εν γένει ασφαλέστερη τόσο για τον κινητήρα αυτόν καθ’ αυτόν όσο και για τα κομμάτια της μεταδόσεως. Σε ότι αφορά τους υπερπληρωμένους κινητήρες η σχετικά εύκολη δραματική αύξηση της ισχύος και της ροπής μπορεί να οδηγήσει σε καταστρεπτικά αποτελέσματα τόσο για τον ίδιο τον κινητήρα όσο και για την μετάδοση.
Μια ασφαλής επιλογή εδώ θα ήταν να δείτε τι κάνουν οι ίδιες οι αυτοκινητοβιομηχανίες. Ειδικά στους υπερπληρωμένους κινητήρες χρησιμοποιούν στάθμες ισχύος, συνήθως 2-3 το πολύ, χωρίς επιμέρους περιφερειακές διαφορές. Οπότε αν εσείς διαθέτετε την έκδοση με την χαμηλή στάθμη ισχύος τότε μπορείτε χωρίς παρατηρήσιμη διαφορά στην αξιοπιστία να πάτε στην ιπποδύναμη της ισχυρότερης εκδοχής.
Ας αναφερθεί εδώ ότι ανωτέρω αναφέρθησαν εν γένει τρόποι αύξησης της ισχύος οι οποίοι δεν περιλαμβάνουν πολύ μεγάλης κλίμακας και μη ρεαλιστικές μετατροπές, οι οποίες εν τέλει έχουν αστρονομικό κόστος και μικρό ενδιαφέρον για τον μέσο οδηγό.
Γενικά
Ισχύει για όλους τους κινητήρες ανεξαιρέτως ότι ο τρόπος για να βγάλουμε μεγαλύτερη ισχύ από έναν κινητήρα είναι να καταφέρουμε με κάποια τεχνοτροπία να εισάγουμε μεγαλύτερη ποσότητα αέρα στον θάλαμο καύσης. Αυτή η ποσότητα ακολούθως θα συμπαρασύρει μεγαλύτερη ποσότητα καυσίμου η οποία θα έχει σαν τελικό απότοκο την αύξηση της ισχύος. Κατά κανόνα λοιπόν ασχολούμαστε με την αναπνοή του κινητήρα είτε αυτή αφορά την εισαγωγή είτε την εξαγωγή. Ως γνωστόν έχουμε δύο τύπων κινητήρες, τους φυσικής αναπνοής και τους υπερπληρωμένους τους οποίους και θα εξετάσουμε ξεχωριστά.
Κινητήρες ατμοσφαιρικοί
Σε κινητήρες φυσικής αναπνοής για να μπορέσουμε να χωρέσουμε περισσότερο αέρα στον θάλαμο καύσης χρησιμοποιούμε βελτιωτικά φίλτρα αέρος κυρίως τα οποία οδηγούν με κατάλληλο τρόπο τον αέρα στον κύλινδρο, σε συνδυασμό με αλλαγή εκκεντροφόρων αξόνων με επιθετικότερο χρονισμό προκειμένου να αυξηθεί η ισχύς μέσω των μεγαλύτερων ρυθμών περιστροφής.
Τα δύο ανωτέρω αφορούν την εισπνοή του κινητήρα. Σε ότι αφορά την εκπνοή αυτό που γίνεται συνήθως είναι η αλλαγή της πολλαπλής εξαγωγής με κάποια λιγότερο περιοριστικής. Για παράδειγμα με ηπιότερες γωνίες σωληνώσεων ή με χαμηλότερο συντελεστή επιφανειακής τραχύτητας ή ακόμα και μεγαλύτερης διαμέτρου προκειμένου να μειωθεί το φαινόμενο της αντίστασης της ροής στο μέτρο του δυνατού ή στα ελληνικά back pressure. Με αυτόν τον τρόπο περισσότερη ισχύς βγαίνει τελικά στον δρόμο και λιγότερη δαπανάται προκειμένου να εκδιωχθούν τα καυσαέρια μέσω της εξατμίσεως.
Συνήθως όλα τα παραπάνω συνοδεύονται από κάποιον επαναπρογραμματισμό της ECU του κινητήρα προκειμένου να διαχειριστεί ευχερέστερα τα νέα εξαρτήματα και να απελευθερωθεί έτσι μεγαλύτερη ισχύς. Σε μεγαλύτερης κλίμακας βελτίωση επίσης χρησιμοποιούνται αποκλειστικές πεταλούδες για κάθε θάλαμο καύσης. Για παράδειγμα στα περισσότερα τυπικά αυτοκίνητα δρόμου υπάρχει μια πεταλούδα για όλους τους κυλίνδρους ή οποία δίνει την θέση της σε σύστημα με 1 πεταλούδα/κύλινδρο. Αυτό αυξάνει την αποδιδόμενη ισχύ σε υπολογίσιμο βαθμό αλλά σε υψηλές στροφές, με αποτέλεσμα το αυτοκίνητο στις χαμηλές να υποφέρει από έλλειμμα ισχύος και ροπής.
Αυτός είναι ακριβώς ο λόγος που οι κατασκευαστές χρησιμοποιούν αυτήν την τεχνοτροπία σε supercars φυσικής αναπνοής με μεγάλη χωρητικότητα πχ Lexus LFA, Bmw M3 κ.α. Γενικά θα μπορούσαμε να πούμε πως η βελτίωση σε κινητήρες ατμοσφαιρικούς είναι δυσχερής με αποτέλεσμα να απαιτούνται αρκετά χρήματα για σχετικά μικρή διαφορά σε απόδοση, ωστόσο αυτή η δυσχέρεια έχει το πλεονέκτημα ότι δεν φθείρεται και ο κινητήρας τόσο πολύ ή το σύστημα μεταδόσεως.
Ένας επίσης ανασταλτικός παράγοντας είναι το γεγονός ότι η ενώ η ισχύς αυξάνεται σε κάποιον υπολογίσιμο βαθμό ενδεχομένως, η ροπή αυξάνεται πολύ λίγο ή και καθόλου με αποτέλεσμα το αυτοκίνητο μετά την βελτίωση να υποφέρει στις χαμηλές στροφές και έτσι ο οδηγός να έχει την αίσθηση ότι το όχημα σε καθημερινές συνθήκες οδήγησης, έχει χάσει ισχύ αντί να έχει κερδίσει.
Κινητήρες Turbo και μηχανικής υπερπληρώσεως
Εδώ το να εισαχθεί περισσότερος αέρας στον θάλαμο καύσης είναι αρκετά ευκολότερο σε σχέση με έναν κινητήρα φυσικής αναπνοής. Ο συνήθης τρόπος είναι μέσω της αύξησης της πίεσης υπερπληρώσεως ενός δοθέντος turbo ή μέσω της αλλαγής του με κάποιο άλλο υψηλότερης πιέσεως. Με τους ανωτέρω τρόπους έχουμε σημαντική αύξηση της ισχύος και της ροπής σε απόλυτο μέγεθος αλλά με κόστος σε ελαστικότητα (υψηλό turbo lag) ειδικά σε περιπτώσεις κινητήρων χαμηλού κυβισμού με πολύ ισχυρή υπερπλήρωση.
Στην περίπτωση των μηχανικά υπερπληρωμένων απλά αντικαθίσταται ο συμπιεστής με κάποιον μεγαλύτερο προκειμένου να αυξηθεί η πίεση υπερπλήρωσης ή κατά περιπτώσεις ακόμα και σε δεδομένο συμπιεστή υπάρχει η δυνατότητα για αύξηση της πιέσεως. Αν και η βελτίωση της ισχύος και της ροπής κατά περιπτώσεις είναι έως και εντυπωσιακή, η καταπόνηση που υφίσταται ο κινητήρας αυξάνεται με αποτέλεσμα να αυξάνονται και οι φθορές.
Όμως ίσως ο πιο ανασταλτικός παράγοντας είναι το κιβώτιο ταχυτήτων. Γενικά τα κιβώτια ταχυτήτων κατασκευάζονται με συντελεστή ασφαλείας 15-20%. Αυτό σημαίνει ότι μπορούν να ανθέξουν μέχρι 15-20% περισσότερη ροπή σε σχέση με αυτήν της ονομαστικής τους αντοχής. Αν εμείς ξεπεράσουμε αυτό το ποσό, κάτι που είναι πολύ εύκολο, σε μια βελτίωση ενός turbo κινητήρα, είναι σχεδόν βέβαιο ότι κάποια στιγμή θα αστοχήσει το κιβώτιο ταχυτήτων, κάτι που σίγουρα είναι ανεπιθύμητο.
Γενικά υφίστανται καταπονήσεις και άλλα εξαρτήματα της μεταδόσεως, όπως διαφορικό, ημιαξόνια κτλ και αυτό είναι κάτι που θα πρέπει οπωσδήποτε να απασχολήσει κάποιον πριν προβεί στην βελτίωση.
Συμπεράσματα
Σε κινητήρες ατμοσφαιρικούς η βελτίωση είναι δυσχερέστερη, με μεγάλο κόστος συγκριτικά με την προσφερόμενη απόδοση, αλλά και εν γένει ασφαλέστερη τόσο για τον κινητήρα αυτόν καθ’ αυτόν όσο και για τα κομμάτια της μεταδόσεως. Σε ότι αφορά τους υπερπληρωμένους κινητήρες η σχετικά εύκολη δραματική αύξηση της ισχύος και της ροπής μπορεί να οδηγήσει σε καταστρεπτικά αποτελέσματα τόσο για τον ίδιο τον κινητήρα όσο και για την μετάδοση.
Μια ασφαλής επιλογή εδώ θα ήταν να δείτε τι κάνουν οι ίδιες οι αυτοκινητοβιομηχανίες. Ειδικά στους υπερπληρωμένους κινητήρες χρησιμοποιούν στάθμες ισχύος, συνήθως 2-3 το πολύ, χωρίς επιμέρους περιφερειακές διαφορές. Οπότε αν εσείς διαθέτετε την έκδοση με την χαμηλή στάθμη ισχύος τότε μπορείτε χωρίς παρατηρήσιμη διαφορά στην αξιοπιστία να πάτε στην ιπποδύναμη της ισχυρότερης εκδοχής.
Ας αναφερθεί εδώ ότι ανωτέρω αναφέρθησαν εν γένει τρόποι αύξησης της ισχύος οι οποίοι δεν περιλαμβάνουν πολύ μεγάλης κλίμακας και μη ρεαλιστικές μετατροπές, οι οποίες εν τέλει έχουν αστρονομικό κόστος και μικρό ενδιαφέρον για τον μέσο οδηγό.
Περισσότερα στο highoctane.gr
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου
ΤΑ ΣΧΟΛΙΑ ΑΝΑΡΤΩΝΤΑΙ ME ΜΙΚΡΗ ΚΑΘΥΣΤΕΡΗΣΗ ΚΑΙ ΚΑΤΟΠΙΝ ΕΛΕΓΧΟΥ