Βελτίωση επιδόσεων: Εξατμίσεις

Όλα όσα θέλεις να μάθεις για τις “ελεύθερες” εξατμίσεις
Μπάμπη Μέντη
Από τον

Μπάμπη Μέντη

30/11/2016

Το πρώτο πράγμα που σκέφτεται κάποιος όταν ψάχνει τρόπους για να αυξήσει την απόδοση του κινητήρα της μοτοσυκλέτας του είναι να αλλάξει το τελικό ή ολόκληρη την εξάτμιση με μία “ελεύθερη” after market. Το αποτέλεσμα όμως τις περισσότερες φορές δεν είναι το αναμενόμενο και σε κάποιες περιπτώσεις η απόδοση του κινητήρα γίνεται πολύ χειρότερη! Εδώ θα βρείτε για ποιους λόγους συμβαίνει αυτό, αλλά και για το τι πρέπει να κάνετε για να πετύχετε την βελτίωση της απόδοσης του κινητήρα σας όταν αλλάξετε την εργοστασιακή εξάτμιση.

Περισσότερος θόρυβος, αλλά λιγότερα άλογα

Ο μεγαλύτερος μύθος που κυκλοφορεί στον κόσμο των βελτιώσεων είναι ότι αν απλώς αλλάξεις την “κλειστή” εργοστασιακή εξάτμιση με μια “ελεύθερη”, ο κινητήρας σου θα ανασάνει και θα βγάλει ΠΟΛΛΑ άλογα. Αυτό στη σημερινή εποχή δεν ισχύει και ο λόγος που συνεχίζει ο κόσμος να το πιστεύει οφείλεται στις παραπλανητικές δυναμομετρήσεις που παρουσιάζουν οι κατασκευαστές after market εξατμίσεων και στην ψευδαίσθηση που βιώνει ο αναβάτης πάνω στην μοτοσυκλέτα του λόγω της αύξησης του θορύβου. Επίσης βασίζονται σε δεδομένα μιας άλλης εποχής ή σε συγκεκριμένες περιπτώσεις κινητήρων που δεν έχουν σχέση με το σύνολο των μοτοσυκλετών.

Παραπλανητικές δυναμομετρήσεις

Οι δυναμομετρήσεις που δημοσιεύουν οι κατασκευαστές after market εξατμίσεων, τις περισσότερες φορές είναι παραπλανητικές, καθώς συνοδεύονται από αστερίσκους που η επεξήγησή τους είναι με πολύ μικρά γράμματα σε κάποια άλλη σελίδα. Αυτό που αποκρύπτουν συνήθως είναι το γεγονός ότι εκτός από την εξάτμιση, η μοτοσυκλέτα που δυναμομέτρησαν είχε κι άλλες αλλαγές, όπως ας πούμε επαναπρογραμματισμένη ECU, φίλτρο αέρα κ.τ.λ. Δηλαδή η δυναμομέτρηση είναι μεν αληθινή αλλά δεν λέει όλη την αλήθεια και κυρίως δεν λέει τι ακριβώς άλλαξαν στην ECU, το φίλτρο κ.τ.λ. κι αν αυτές οι αλλαγές επηρεάζουν την κατανάλωση, τους ρύπους ή την διάρκεια ζωής του κινητήρα και σε ποιο βαθμό.

 

 

Παλιά έβγαζαν εύκολα άλογα, τώρα όχι
Η διαφορά ενός κινητήρα εικοσαετίας και ενός νέου κινητήρα βρίσκεται στο γεγονός ότι οι νέοι κινητήρες της τελευταίας δεκαετίας έχουν σχεδιαστεί από την αρχή για να δουλεύουν με καταλύτη και ως εκ τούτου η εξάτμιση είναι μέρος του κινητήρα και όχι πρόσθετο μέλος όπως παλιά. Αυτό σημαίνει ότι η παλμική κίνηση των καυσαερίων μέσα στο σύστημα εξαγωγής έχει μελετηθεί βάσει του σχεδιασμού της κεφαλής και φυσικά του χρονισμού του στροφάλου σε όσους κινητήρες έχουν περισσότερους από έναν κύλινδρο.

Η διάμετρος των σωλήνων, το μήκος τους και η συνδεσμολογία τους είναι ειδικά μελετημένες για τα συγκεκριμένα χαρακτηριστικά ροής των καυσαερίων. Καθώς λοιπόν τα καυσαέρια δεν αποβάλλονται από τον κινητήρα με σταθερή ροή αλλά με παλμική, αν βάλεις μιας μεγαλύτερης διαμέτρου σωλήνα θα διαταράξεις τον συντονισμό των καυσαερίων, δημιουργώντας προβλήματα στην εκπνοή του κινητήρα. Μπορεί να χάσεις άλογα για να στο πούμε πιο απλά! Παράλληλα ο καταλύτης έχει πλέον στις μέρες μας αισθητήρα “λ” που επικοινωνεί απευθείας με την ECU, οπότε αφαιρώντας τον χωρίς ταυτόχρονα να επαναπρογραμματίσεις την ECU, μπορεί να προκαλέσει δυσλειτουργία στην τροφοδοσία ή να γυρίσει σε Safe Mode, ρίχνοντας την απόδοση του κινητήρα.

Αλλάζοντας τελικό δεν παίρνεις άλογα

Το τελικό της εξάτμισης έχει σχεδιαστεί για να μειώνει τον θόρυβο και επηρεάζει ελάχιστα την απόδοση του κινητήρα στις σύγχρονες μοτοσυκλέτες. Σήμερα διαθέτουν κλαπέτο και αλλάζουν την ροή αναλόγως του εύρους των στροφών, οπότε η αλλαγή απλώς του τελικού σπάνια προσφέρει έστω και ένα άλογο. Μόνο σε όσες μοτοσυκλέτες έχουν παλαιάς σχεδίασης κινητήρες και για να περιορίσουν το κόστος προσαρμογής στις νέες προδιαγραφές, οι κατασκευαστές τους επέλεξαν απλώς να “ταπώσουν” το τελικό, τότε ίσως να δεις βελτίωση αλλάζοντας μόνο το τελικό. Επίσης οι αγωνιστικές μοτοσυκλέτες Enduro έχουν επίτηδες λάθος εξατμίσεις από το εργοστάσιο, καθώς ο κινητήρας τους έχει σχεδιαστεί εξ αρχής για να δουλεύει με ελεύθερες εξατμίσεις και μετά απλώς κόλλησαν μια τάπα για να κοροϊδέψουν τους κανονισμούς και να βγάλουν πινακίδα κυκλοφορίας όπως απαιτεί η FIM.

Ουσιαστικά με την αλλαγή του τελικούς της εξάτμισης αλλάζεις την ένταση και κάποιες φορές την χροιά του ήχου και το μόνο πραγματικό κέρδος στις επιδόσεις είναι από την μείωση του βάρους αν βάλεις τιτανίου ή carbon στην θέση της ατσάλινης.

Έτσι θα δεις περισσότερα άλογα

Ο μόνος τρόπος για να δεις πραγματικά βελτίωση στην απόδοση του κινητήρα σου από την αλλαγή της εξάτμισης είναι πρώτα απ΄όλα, να κατανοήσεις τον χαρακτήρα και τον τρόπο απόδοσης της μοτοσυκλέτας σου σε νορμάλ μορφή. Αφού καταλάβεις πού “πονάει” ο κινητήρας σου (Θέλει περισσότερη ροπή; Θέλει ομαλότερη παροχή δύναμης; Θέλει απλώς δύναμη ψηλά;) τότε ψάχνεις να βρεις ποιος κατασκευαστής στα προσφέρει. Τις περισσότερες φορές η πιο καλή και φτηνότερη λύση βρίσκεται στον κατάλογο των γνήσιων αξεσουάρ του κατασκευαστή της μοτοσυκλέτας σου. Όχι πάντα όμως. Όταν πλέον βρεις την (ολόκληρη) εξάτμιση που σου ταιριάζει, θα πρέπει να βρεις τι είδους ρυθμίσεις πρέπει να κάνεις στην τροφοδοσία και γενικώς στην διαχείριση εισπνοής του κινητήρα. Κάποιες εξατμίσεις επιβάλουν αλλαγή ακόμα και των εκκεντροφόρων! Επίσης, οι ρυθμίσεις που θα κάνεις δεν θα πρέπει να βασίζονται μόνο στις καμπύλες των διαγραμμάτων στο δυναμόμετρο, αλλά θα πρέπει να δοκιμάσεις την μοτοσυκλέτα ΚΑΙ στο περιβάλλον που θα την οδηγάς (πίστα, δρόμος, χώμα κ.τ.λ.) πριν καταλήξεις στις τελικές ρυθμίσεις, καθώς τα περισσότερα άλογα δεν σημαίνουν πάντα και γρηγορότερη μοτοσυκλέτα.

Οι παλιοί βρετανικοί κινητήρες ήταν σχεδιασμένοι να στάζουν λάδια! Πως έλυσαν το πρόβλημα οι Ιάπωνες

Ο σχεδιασμός που έκανε τη διαφορά
Μπάμπη Μέντη
Από τον

Μπάμπη Μέντη

19/7/2022

Όταν τα Ιαπωνικά εργοστάσια μπήκαν στο χώρο της βιομηχανίας μοτοσυκλετών και έκαναν μαζικά εξαγωγές στις χώρες της δύσης, οι πρώτες μοτοσυκλέτες που κατασκεύαζαν έμοιαζαν υπερβολικά ίδιες με τις δικύλινδρες εν σειρά μοτοσυκλέτες των βρετανών, δηλαδή τις Triumph, τις Norton και τις BSA. Η επιλογή των βρετανικών εν σειρά κινητήρων ως “πρότυπο” για τις δικές τους μοτοσυκλέτες δεν έγινε τυχαία από τους Ιάπωνες.

Ο δικύλινδρος εν σειρά είναι πολύ πιο απλός σχεδιαστικά από οποιασδήποτε άλλης αρχιτεκτονικής δικύλινδρο κινητήρα (π.χ. τους περίπλοκους ιταλικούς και γερμανικούς V2 και Boxer οι οποίοι απαιτούν διπλάσια εξαρτήματα) και αυτό παίζει τεράστιο ρόλο στο κατασκευαστικό κόστος και στην ταχύτητα των γραμμών παραγωγής. Οι Ιάπωνες ήθελαν να επιτύχουν όσο το δυνατόν χαμηλότερη τιμή (ανταγωνιστική) και να επεκταθούν όσο πιο γρήγορα γίνεται σε όλες τις αγορές του κόσμου.

Ο δικύλινδρος εν σειρά των βρετανών είχε όλα τα χαρακτηριστικά για να πετύχουν  το στόχο τους και ακριβώς για τους ίδιους λόγους είναι ο πιο δημοφιλής κινητήρας αυτή την εποχή στους μικρομεσαίους κυβισμούς και έχει κυριαρχήσει έναντι των V2 στα μοντέλα όπου η τιμή παίζει καθοριστικό ρόλο.

Αυτή η υπερβολική ομοιότητα στην εμφάνιση και στις προδιαγραφές των ιαπωνικών δικύλινδρων εν σειρά με τις βρετανικές μοτοσυκλέτες, έκανε πολλούς να λένε υποτιμητικά ότι οι Ιάπωνες απλώς φτιάχνουν “αντίγραφα” χρησιμοποιώντας τις κονσέρβες που άφησε ο στρατός της δύσης μετά τον Β’ Παγκόσμιο Πόλεμο.

Η αλήθεια όμως είναι κάπως διαφορετική, διότι οι Ιάπωνες γνώριζαν τις βασικές αδυναμίες των βρετανικών δικύλινδρων εν σειρά πριν ξεκινήσουν την κατασκευή μοτοσυκλετών για εξαγωγή σε όλο τον κόσμο.

Τα βρετανικά εργοστάσια μοτοσυκλετών χρησιμοποιούσαν στροφάλους με χρονισμό 360⁰, όπου τα δύο έμβολα παλινδρομούσαν μαζί δίπλα-δίπλα σαν μονοκύλινδρος. Η επιλογή αυτή έγινε λόγω της δυνατότητας που σου δίνει να χρησιμοποιείς ένα κοινό καρμπυρατέρ και για τους δύο κυλίνδρους, αλλά και τη δυνατότητα να χρησιμοποιείς το ίδιο σύστημα ανάφλεξης με εκείνο των μονοκύλινδρων. Σήμερα με τους ηλεκτρονικούς ψεκασμούς και τις ECU ακούγεται αστείο, όμως τότε ήταν πάρα πολύ σημαντικό διότι η τεχνολογία ήταν ακριβή και τα εργατικά χέρια φτηνά.

Από καθαρά κατασκευαστική άποψη, οι βρετανικοί δικύλινδροι εν σειρά ήταν οι πιο απλοί και οι πιο φτηνοί στην κατασκευή από κάθε άλλο δικύλινδρο εν σειρά έχουμε δει έως σήμερα στην παραγωγή.

Μάλιστα για να απλοποιήσουν ακόμα περισσότερο τη διαδικασία παραγωγής, τα κάρτερ στις βρετανικές δικύλινδρες εν σειρά ήταν κάθετα χωρισμένα, κάνοντας πολύ εύκολη και γρήγορη τη συναρμολόγησή τους.

Όλα αυτά τα πλεονεκτήματα για τα βρετανικά εργοστάσια είχαν όμως και κάποια σοβαρά μειονεκτήματα για τους ιδιοκτήτες των βρετανικών μοτοσυκλετών.

Το πρώτο μειονέκτημα ήταν φυσικά οι κραδασμοί πρώτης τάξης λόγω της ταυτόχρονης κίνησης πάνω-κάτω των δύο εμβόλων μαζί. Πέρα από ενοχλητικοί στην οδήγηση, οι κραδασμοί πρώτης τάξης είναι “επώδυνοι” για τον ίδιο τον κινητήρα και βάζουν σε κίνδυνο την υγεία του στις υψηλές στροφές.

 

Το δεύτερο πρόβλημα ήταν οι τεράστιοι λεκέδες από λάδια που άφηναν σε όποιο σημείο τις παρκάριζες.

 

Το πρόβλημα αυτό δεν είχε καμία σχέση με την ποιότητα κατασκευής ή την ποιότητα υλικών των βρετανικών μοτοσυκλετών εκείνης της εποχής. Ίσα-ίσα που ήταν πολύ ανώτερη από των ιαπωνικών μοτοσυκλετών.

 

Το πρόβλημα ήταν ξεκάθαρα σχεδιαστικό, γι΄αυτό και παραμένει άλυτο μέχρι σήμερα και ακόμα και η πιο τέλεια ανακατασκευασμένη βρετανική μοτοσυκλέτα του ’60 και του ’70 θα αρχίσει να σουρώνει λάδια μετά από μερικά χιλιόμετρα χρήσης, όποιο σύγχρονο διαστημικό υλικό στεγανοποίησης κι αν χρησιμοποιήσεις.

 

Υπάρχουν δύο αιτίες που δημιουργούν το πρόβλημα. Την πρώτη μάλλον την έχετε ήδη βρει, αφού είναι αρκετά εύκολο να καταλάβεις πως τα κάθετα χωρισμένα τμήματα των κάρτερ μεταβάλουν διαρκώς τη δύναμη που τα κρατά ενωμένα λόγω της διαστολής και συστολής των μετάλλων όταν ο κινητήρας είναι ζεστός ή κρύος.

 

Τα πράγματα γίνονται ακόμα χειρότερα, λόγω της εσωτερικής πίεσης αέρα που δημιουργεί ο χρονισμός του στροφάλου των 360⁰, αφού τα δύο έμβολα συμπιέζουν τον αέρα μέσα στα κάρτερ όταν κατεβαίνουν ταυτόχρονα προς τα κάτω, πιέζοντας τα λάδια να βγουν έξω από τα κάρτερ.

 

Αυτή η εσωτερική πίεση αέρα μέσα στα κάρτερ που δημιουργούν τα έμβολα είναι που κάνουν τις παλιές βρετανικές δικύλινδρες εν σειρά να σουρώνουν ακόμα περισσότερο λάδια όταν ο κινητήρας αρχίζει να κρυώνει, τα μέταλλα συστέλλονται και τα λάδια βρίσκουν πιο εύκολο δρόμο διαφυγής.

Βέβαια και όταν ο κινητήρας είναι ζεστός και τα μέταλλα διαστέλλονται η κατάσταση δεν βελτιώνεται πολύ, αφού η λειτουργία του κινητήρα σε υψηλότερες στροφές αυξάνει ακόμα περισσότερο την εσωτερική πίεση.

 

Οι Ιάπωνες έλυσαν αυτά τα προβλήματα των βρετανικών δικύλινδρων εν σειρά χρησιμοποιώντας στους δικούς τους κινητήρες στρόφαλο 180⁰, όπου όταν το ένα έμβολο ανεβαίνει, το άλλο κατεβαίνει, εξισορροπώντας την πίεση του αέρα μέσα στα κάρτερ και εξουδετερώνοντας με επιτυχία τους κραδασμούς πρώτης τάξης.

 

Ταυτόχρονα, οι Ιάπωνες χώρισαν οριζόντια τα κάρτερ, οπότε το κάτω τμήμα τους αποτελεί λεκάνη και δεν υπάρχουν ενώσεις μεταλλικών επιφανειών που να επιτρέπουν διαρροές λαδιού.  

Έτσι παρά το γεγονός πως η ποιότητα μετάλλων στις ιαπωνικές μοτοσυκλέτες της εποχής δεν ήταν καλύτερη των βρετανικών, εν τούτοις λόγω της διαφορετικής επιλογής χρονισμού του στροφάλου, οι Ιάπωνες κατάφεραν να λύσουν όλα τα προβλήματα που είχαν οι βρετανικές μοτοσυκλέτες επί δεκαετίες!