bevezetés
1
2
3
4
5
6
7
8


4. rész: Vezérlés és töltetcsere III.
Írta: Dáloki Gergely (Geree)

Egy kicsit számszerűbben az előző cikkekben írtakról. Van egy program, amellyel a motor működését lehet szimulálni. Természetesen csak akkor kap vele az ember kézzel fogható eredményt, ha olyan keretek közti változásokat akar megvizsgálni, ami meg is valósítható. Valamint a programnak egy apró hibája, nagy lökettérfogatú és egy vezértengelyes motorokra van elkészítve, így kicsit rá kell érezni az eredményre, azt készpénznek venni csak bizonyos szkepticizmussal érdemes. De jellegében mindenképpen használható.
A szimulációm alanya a 96 lóerős, karburátoros 1.6-os CVH motor volt. Meglehetősen sok mindent be kell állítani a korrekt szimulációhoz, akár olyan szintig is, hogy a vezérműbütyök geometriáját szögelfordulásokhoz tartozó emeléssel megadni vagy a szívócső légáramát a nyomásesés függvényében. Többfajta feltöltést is kezel, szóval egész jól el lehet vele játszadozni. Természetesen értelmetlen adatok beadása esetén nem meglepő módon hülyeséggel reagál a program is. Pl. 10cm átmérőjű szívószelep esetén simán 200 pacis az 1.6-os szívómotor.

Az első diagrammon egy egyszerű házi-trükk hatását és eredményét elemzem. A kék pöttyökkel jelölt görbék a gyári görbék, a pöttyök nélküli a módosított. A zöld görbe a nyomaték, a piros a teljesítmény. És a trükk lényege, hogy a vezérműtengelyt egy foggal(~9°) hátrébb kell tenni, aminek az a legjelentősebb hatása, hogy a szívószelep ennyivel később zár, tehát magasabb fordulatszámokon a gázlengések kedvező hatását kihasználva többletnyomatékot és ezáltal többletteljesítményt is hoz. Teszi mindezt annak ellenére, hogy az átállítás miatt a kipufogószelep is csak később fog nyitni, tehát itt - a gyári esethez képest - nagyobb a hengertérben lévő nyomás, ami ellen kell a dugóknak kitolniuk az elégett gázokat. Vagyis ez a momentum csak elvesz a keletkezett pluszból. A szelepösszenyitás mértéke - értelemszerűen - nem változott, csak későbbre tolódott el, de emiatt a friss gázok is csak később tudnak megindulni, így ez is csak veszteséget okoz. Tehát a szívószelep zárásának 10°-kal való késleltetése ekkora pozitív hatással van a többi negatív tényező ellenére is. Valóságban, fokolókerék alkalmazásával ekkora elfokolást nem szoktak csinálni, de amennyiben állítható szíjkerék nem áll rendelkezésre, így is lehet változtatni a motor karakterisztikáján.


Az eredeti nyomatékgörbén látszik, hogy már alapjárattól nagyobb értékkel indul, de hamarabb is esik le. Vagyis abban a tartományban magasabb, ahol a legtöbbet fog járni a motor, 2000-3000 között. A másik görbe viszont alacsonyabb értékről indul és csak ~3500 körül éri utol az eredetit, de míg az eredeti onnantól kezd hanyatlani, az onnantól kezdi hozni a maximumát. Tehát mintegy 500ford/perc-cel eltolódott a görbe a magasabb tartomány felé.

És hát ugyanazon fordulaton nagyobb nyomaték nagyobb teljesítményt is jelent, hiszen a

teljesítmény [W] = nyomaték [Nm] x szögsebesség [1/s]

ahol a szögsebesség = 2 x PI x n / 60 ("n" a percenkénti motorfordulat).
A képlet értelmezéséből látszik, hogy a teljesítmény a nyomatékból és a fordulatszámból számított mérőszám, gyakorlatilag azt mutatja meg, hogy melyik az a fordulatszám, ahol a nyomaték olyan mértékben kezd csökkenni, hogy nincs értelme tovább forgatni a motort.

Következő diagram egy, az én elképzeléseim szerinti vezérműtengely hatását mutatja.


Itt is a kékpöttyös zöld vonal a gyári nyomatékgörbe, a piros a teljesítménygörbe és a pöttyetlen a módosított karakterisztika. Ami által sikerült egy ilyen görbét szülni, az a 2000 és 5000 közötti tartományban a nyomatékgörbe alatti terület maximalizálásával és még egy csipetnyi borssal jött össze.
A következők változtak:

Mindezek eredményeképpen 3500ford/perc alatt 10-15%-kal kisebb a nyomaték, de efölött a gyári görbe már hanyatlik, míg az új tengely szerint onnan még 2000-et lehet forgatni a motort úgy, hogy arra a szintre essen le a nyomaték, mint a gyári görbe maximuma. És mivel a nyomaték és a szögsebesség szorzata a teljesítmény, így körülbelül egy szűk 1000ford/perc-cel megemelkedik a maximális teljesítményhez tartó fordulatszám, de nagyjából plusz 20 lóerőt is jelent! Ez a görbe még nem okoz olyan mértékű erőtlenséget az alsóbb tartományokban, ami miatt használhatatlan lenne az autó, de gyorsuláskor viszont igen szépet domborít! Természetesen fogyasztásnövekedéssel jár, hiszen vagy jobban kell forgatni azonos nyomatékhoz, vagy azonos fordulatnál gyengébb lesz, de ennek mértékét csak a nyomaték esésével és a fordulatszám növekedésével lehetne arányba hozni, én 10-15% körülire tippelem ezt is.

És egy harmadik példa: itt egy táblázatban vannak a gyári-, az én elképzeléseim szerinti- (mind a kettő pöttyös) és végül egy relatív nagy (280°) nyitási szögű (Kent) vezérműtengely által létrejövő görbék (pöttyetlen).


Hatásaiban, eredményében egy dologban tud többet a pöttyetlen tengely, mint az "én" tengelyem, fordulatszámban. Vagyis egy ezressel jobban meg kell forgatni a motor ugyanahhoz a teljesítményhez, mint az "enyémnél", de nyomatékmaximumban még csak a közelében sincs az enyémnek, de legalább ami van, az is jó magasan helyezkedik - ha már nincs sok belőle. Az alján meg nincs is sok értelme nyomatékról beszélni... Akkor ez most mitől sporttengely? Mert csak forgatni lehet? Hát végül is, ha az volt a cél, hogy a magas fordulatszám keltette hang miatt az inukba szálljon a velem gyorsulni vágyók bátorsága, arra lehet, hogy jó. De "saját" tengelyemmel bármikor megeszem reggelire azt, aki egy ilyen "kő kemény versenytengellyel" áll ki ellenem. És még ha magasabb fordulaton ugyan, de nagyobb a teljesítménye is van, akkor sem ér semmit, mert az "én" tengelyem az alján nyomatékból képes elgyorsulni. És amire ő eléri azt a fordulatot, ahol már húz, addigra én már sehol sem vagyok...

Röviden: gyorsulni csak nyomaték által lehet, minél több van belőle minél szélesebb tartományban, annál jobban.

1
2
3
4
5
6
7
8