Motortuning másképpen, 5. rész - Hogyan állunk teljesítménnyel?

Az előző részben tett fékpad-elméleti kitérő után lássuk, hogyan is állunk valójában teljesítmény dolgában.





 


Előző részek:

Motortuning másképpen, 1. rész - Emelkedő!
Motortuning másképpen, 2. rész - Lélekelemzés
Motortuning másképpen, 3. rész - Rezgőkör
Motortuning másképpen, 4. rész - Csupa erő!


 

Annak érdekében, hogy a virtuális tuningot végre tudjuk hajtani, egy olyan motor kell, amit lehetőleg könnyű modellezni. De hogyan is épül fel egy motormodell? Az alapot azok a felhalmozott adatok jelentik, amelyeket sorozatunk eddigi részeiben már bemutattunk. Igyekeztünk minden alkatrészt, vagy éppen főbb rendszert megmérni. Ehhez nem csak tolómérőt, de áramlásmérőt, vagy éppen speciális szoftvereket is igénybe kellett venni, hogy az SV konstrukciós korlátait feltérképezzük.

 

A gyári hangtompító és a két saját gyártású kollektor-cső összevetése

 

 

Ám ez így még kevés, ettől nem fog „beröffenni” a virtuális lóerőgyár. A gond ott van, hogy egyetlen belsőégésű motorba sem tudunk beülni és megmérni például a dugattyúgyűrűt a munkaütemben a hengerfalhoz szorító erőt. A hőfelszabadulás mértékét sem lehet egykönnyen regisztrálni, az ehhez szükséges eszközök ráadásul méregdrágák. Mérhetetlen jellemzőből van jó néhány, de szerencsére nem mérhetetlenül sok… Mivel nagyon is mérhető mennyiségű pénz áll rendelkezésünkre az SV módosítások kivitelezésére, ezért a nem mérhető jellemzőket közelítéssel határozzuk meg. És itt jön képbe a fékpadi teljesítménymérés. A motormodell létrehozásakor a szoftver felajánl különféle jellemzőket, amik vagy megfelelőek, vagy nem. Ez csak a modell elkészülte után derül ki. Viszont, konkrét mérési eredményeinket, mint etalonokat használhatjuk. A közelített, becsült adatokat pedig addig módosítjuk, amíg a képernyőn „üzemelő” erőforrás a legjobban megközelíti a valóságosat. Minél több valós mérés áll rendelkezésre, annál jobb, hiszen a modell pontosabb lesz, jobban közelíti a valóságot. Mint látható a dolog nem egyszerű, és most már az is világos, hogy ebben a labirintusban nagyon is szükséges egy vezérfonál!

 

Így befolyásolja a motor keverékképzését és nyomaték eloszlását a kollektor-cső hosszának megváltoztatása

 

 

 

Esetünkben a fékpadi mérések eredményei szolgálnak viszonyítási alapként. A gyári nyomaték, vagy teljesítmény értékeket csak a viszonyítás kedvéért közöljük. Mivel egy egyszerűen modellezhető erőforrásra van szükségünk, ezért nem is használtuk a gyári hangtompítót. Ez a maga kamra rendszerével oly mértékben nehezítette volna a modell létrehozását, hogy inkább egy teljesen egyenes csővel helyettesítettük. Még a látszólag egyszerű átmenő csöves (abszorpciós) hangtompítóról is lemondtunk, hiszen a tömőanyag sűrűsége, anyaga ismeretlen, a furatok száma, elhelyezkedése, stb. csak akkor lett volna mérhető, ha a tompítót szétszedtük volna. Annak érdekében, hogy a motorműködést legjobban befolyásoló hullámjelenségeket el tudjuk csípni, egy 550 mm-es toldható kollektorcsövet készítettünk, amely egy perc alatt 785 mm-esre alakítható át. Ezen a teljesen nyitott csövön üvöltött a motor a világba, a nyomáshullámok visszaverődését pedig semmi sem gátolta. A cső belső átmérője 6 mm-el nagyobb volt, mint a gyári kollektor 50 mm-e. Ez annyiból érdekes, hogy így a csatlakozási pont is hullámokat keltett a kipufogórendszerben, ami nem bizonyult feltétlenül előnyösnek. A nyomaték görbékből ez egyértelműen látszik, hiszen a gyári, fojtott dobbal a forgatónyomaték az 5500-9000 f/p tartományban végig magasabb, mint a nyitott csövekkel. A dolog csak a maximális teljesítmény elérése után fordul meg. Ott már a nyitott csövek teljesítenek jobban, hiszen áramlási ellenállasuk elhanyagolható. Bár ilyen magas fordulaton az SV-t igen ritkán használják. A lóerők száma nagyjából független a hangtompító lététől: széria felszereltséggel és 550 mm-es csővel 73,5 LE, míg a 785 mm-es kollektorral 72,9 LE. A különbség 0,6 LE, ami a nyomatékgörbével összevetve azt jelenti, hogy hiába az ellenállásmentes kipufogó, a maximális teljesítményt nem a kipufogó dob korlátozza.

 

A kipufogógáz hőmérsékletének változása összehasonlítva a teljesítmény görbékkel, rövid és hosszú csővel

 

 

 

A két saját gyártású cső között viszont lényeges különbségek mutatkoznak. 4200-6000 között a hosszabb kollektorral alaposan lecsökken a nyomaték. Ez a nyomaték gödör az 550 mm-es csővel is megjelenik, de nem olyan hangsúlyos. A két egyenes csővel szerelve a motor légnyelése is jelentős különbséget mutat ebben a fordulatszám tartományban. A lambda érték, amely a kipufogógáz maradék oxigén tartalmát mutatja, vadul váltakozik a 785-ös cső esetén, míg a rövidebb kollektorral nagyjából az ideálisnak tartott 0,85-0,9-es tartományban mozog. A szimuláció remélhetőleg választ ad majd arra, hogy mi okozza ezt a viselkedést.

A motor szimuláció egyik kimenő adata a motor kipufogó gáz hőmérséklete. Esetünkben, az előzőekben ismertetett három jellemző (teljesítmény, nyomaték, lambda) után ez a negyedik viszonyítási pont a felépítendő modellünk helyességét illetően, ezért a fékpadi mérések során ezt is regisztráltuk. A méréshez egy hőelemes hőmérőt helyeztünk az SV kipufogócsövébe, a gázáram közepébe, 210 mm-re a kipufogószeleptől. Így a hengerből kiáramló gázok hőfokát pontosan regisztrálhattuk. 160 °C-os hőmérséklet különbséget mérhettünk a fordulatszám tartomány két vége között, amely nem elhanyagolható. A kapott eredmények kiválóan mutatják, hogy a kipufogógáz hőmérséklete adott motor esetén a forgatónyomatéktól, a benzin/levegő keverési arányától és a fordulatszámtól függ leginkább. Ezt mind a rövid, mind a hosszú kollektorral végzett tesztek alátámasztották.

 

A szlip értéke alacsony maradt, eloszlása követi a nyomaték görbe alakját

 

 

 

Bár a motormodellt nem befolyásolja, a mérés pontossága kedvéért a tesztek során a kerék és görgő közötti relatív elcsúszást is regisztráltuk. Ennek jellege követi a nyomatékgörbe alakját, maximális átlagértéke 4,6%, amely a mért értékeket nem befolyásolta lényegesen.

A motor belső súrlódása további eleme a motor modellnek, de motorkerékpár motorok vizsgálata során ez nem választható el a hajtáslánc (tengelykapcsoló, váltó, lánc) súrlódási veszteségeitől. Mivel az „erőtermelő egység” belső súrlódásának meghatározása veszélyeztette volna motorunk szerkezeti épségét, ezért csak a hajtáslánc veszteségeit mértük.

 

 

Súrlódási veszteségek a hajtásláncban

 

 

 

A fékpadi teszt fentebb bemutatott eredményei lesznek azok a „bázispontok”, amelyekhez a számítógépes modellnek illeszkednie kell. Amint a képernyőn is ezeket az értékeket látjuk viszont, kezdődik majd a tuning. Ennek eredményéről a következő részben lesz szó.