Tehnika: Predelave motorjev

Nobenega dvoma ni: tuning je v razmahu! Kupec lahko dobi vse, kar si zaželi in kar zmore njegova denarnica. 'Konjev' za celo posestvo in 'njutnov' za domala potresne sunke. Toda, kako tunerji izvedejo motorni doping? Za vas smo raziskali osnove umetnosti friziranja.

24. 2. 2010

Zavrtimo življenjsko ploščo kakih 15 let v preteklost. Okej, smo mlajši, postavnejši in z bujnejšim lasiščem. A pustimo to. V avtomobilizmu smo priča poudarkom pri pasivni in aktivni varnosti, in hitremu razvoju tehnologije.

Jadro elektronskega krmiljenja motorjev je ujelo pravi veter. (Turbo)dizli počasi niso več ovira v cestnem prometu, družinske različice sred­njega razreda pa imajo okoli 100 'konjev' in 200 'njutnov' navora. Hudo! Tunerji, ki obljubljajo še večjo moč in navor, se počasi množijo.

Treba je priznati, da se z avtomobilskimi računalniki še ne tikajo. Pri prej omenjenem dizlu so denimo iztisnili dodatnih 20 'konjev' in okoli 50 njutonmetrov, a so številni pri tem za seboj pustili nered. Njihovi varovanci pri polnem plinu radi cukajo, naftna dimna zavesa je prepričljivejša od zimske avtocestne megle v okolici Bologne, sem ter tja skozi izpuh luč sveta ugleda še kakšen bat (ali vsaj obroček). Skratka, doba učenja.

Sprva navdušeni kupci postanejo nezaupljivi in počasi začenjajo razumeti, kaj se dogaja pri posegih v motorno pamet. Zahtevajo kakovostno storitev. Kupci in naraščajoča konkurenca (ki vlaga v razvoj) tunerje prisilijo k resnemu pristopu.

Panoga tuninga se iz povojev izstreli v fazo rasti in z leti počasi prihaja v obdobje stagnacije. Da ne bo nesporazumov, stagnacije v pomenu, da je tuning postal del vsakdanjega življenja avtomobilskih proizvajalcev (kar je do današnjega dne verjetno postalo jasno že vsakomur), in ne z razvojnega vidika.

Ta gre namreč naprej vsaj v ritmu, ki ga narekujejo proizvajalci. AMG je iz samostojnega podjetja postal Mercedes-Benzov športni oddelek, Brabus pozna ves svet, podoben ugled uživa Alpina pri Bavarcih, 9ff (Porsche) postavlja hitrostne rekorde in (ob Sportecu z druščino) lupi bogate šejke, ABT (skupina VAG) ohranja tovarniško garancijo (in zaupanje) in še bi lahko naštevali.

Mehke predelave

Lani smo v Avto magazinu objavili okoli 150 pomembnejših novic s področja avtomobilističnih predelav. Čeprav je za konkurenčne čase, v katerih trenutno plavamo, značilno, da mora biti ponudba celovita, tunerji ne bežijo od svojih korenin – predelave motorja, ki ne glede na uporabljeno tehniko v osnovi ponuja enak kredo: izboljšati polnjenje in s tem odpreti vrata do boljših zmogljivosti.

Še precej pred softverskim ustvarjanjem so postali mojstri hardverskih veščin: povečanja delovne prostornine motorja, zamenjave ojnic, batov in odmičnih gredi, dodelave glave (kanalov, ventilov), uporabe večjih 'fergazerjev' . .

Zadnje (razen uplinjača, ki ga je nadomestil elektronski vbrizg) imajo sicer še vedno zabetonirano mesto v delovnem instrumentariju predelovalcev, a je danes v ospredju elektronika. Čiptuning. Saj veste, ko krmiljenju vašega avtomobila nekdo 'po prenosniku' pošlje rastni hormon (beri: spremeni ključne parametre delovanja).

Malo šale, seveda, a dejstvo je, da so mehke predelave danes prevladujoča oblika motornega tuninga, in ko je zadeva enkrat razvita (v nasprotju s posegi v motorno drobovje), posamezna narejena enota ne zahteva tako rekoč nobenih dodat­nih stroškov.

To pa s seboj na žalost prinaša tudi negativne posledice, saj nekateri v tem vidijo le hiter zaslužek in se brez znanja in ustrezne infrastrukture (merilni valji, delovni programi, predizobrazba, 'drobni inventar' . . ) podajajo v razburkane tunerske vode.

Če so rezerve v motorjih tolikšne (pri prisilno polnjenih celo do 30 in več odstotkov), zakaj jih ne izkoristijo proizvajalci sami? Glavnina (že obrabljenega) odgovora se skriva v varnostnih zalogah, ki zajemajo različnost kakovosti goriva, slogov vožnje, zunanjih vremenskih razmer, odstopanj v kakovosti ter izdelavi materialov in podobno.

Dodaten razlog lahko najdemo v usmeritvi sodobne avtomobilske industrije, ki racionalizacije stroškov ne izvaja več tako, da zmogljivosti perifernih komponent (ki tako postanejo ozko grlo, na primer turbopuhalo, vbrizgalne šobe, hladilnik polnilnega zraka, merilec pretoka zraka, izpušni sistem) natančno prikroji želenim zmogljivostim, temveč proizvodne stroške nižajo s stopenjsko ponudbo zmogljivosti, ki temelji na skoraj nespremenjenem hardverskem sklopu in prilagojenem krmiljenju.

Dober primer tega je BMW-jev 116 dizel (z dvolitrskim motorjem), ki v osnovi zmore 115 'konjev', čiptuning pa po zaslugi tovarniških rezerv odklene še skoraj 50 odstotkov moči (in 35 odstotkov navora)! Če je delo dobro opravljeno, so vitalni sklopi (turbopuhalo, ki valje polni z večjim tlakom, motor, ki sprejme večji navor, vbrizgalne šobe, ki delajo blizu svojih mejnih obremenitev oziroma tako imenovanega duty cycla) še vedno v dopustnih varnostnih mejah.

Podoben primer je z dvema turbopuhaloma opremljeni bencinski 335i (306 'konjev'), ki je v preizkusni fazi na glavni gredi brez večjih težav izkazoval okoli 400 'konjev'. A so ga Nemci priprli, ker bi sicer lahko prišlo do kanibalizma v njihovi ponudbeni paleti, saj bi si bila po zmogljivostih blizu z visokoturažnim atmosferskim športnikom – Emtrojko (420 'konjev').

Opazen prirast moči in navora je sicer izvedljiv za večino motorjev s prisilnim polnjenjem (najraje s turbopuhalom, kompresor ima namreč več omejitev), manjšo žetev (če sploh) pa gre pričakovati pri atmosferskih motorjih. Pri teh so rezerve predvsem pri krmiljenju ventilov, predvžigu, gorivu in izkoriščanju dejstva, da sodobne avtomobile zaradi ekoloških zahtev velikokrat poganja revna zmes.

To je pri polnem plinu ob odsotnosti korektur lambde sonde včasih lahko tudi nevarno – z vidika manjših izpustov je njena optimalna vrednost 1, najhitrejše zgorevanje (in bogatejša zmes) pa je nekje med 0, 90 in 0, 93. Morda je treba omeniti še trend, po katerem proizvajalci čedalje bolj zaklepajo krmilne enote (RSA-ključi), s čimer se želijo zavarovati pred nesposobnimi tunerji, ki s svojim vudujem mažejo dobro ime proizvajalca.

Ford je kot dodatni ukrep za Focusa ST, o čemer smo v Avto magazinu že pisali, denimo pripravil še ugoden tovarniški paket dodelav – gesta, ki v avtomobilizmu sicer ni pogosta, a vseeno dovolj zgovorna.

Kakovostna nastavitev

Pri mehkem tuningu pa ne spremenimo le 'dveh' map krmiljenja (nekateri 'strokovnjaki' preprosto dvignejo tlak turbopuhala – s katerim se v osnovi sicer poveča polnjenje valjev – in količino vbrizganega goriva po celotnem območju in, voil? , jed je pripravljena), ampak je treba gledati na celot­no počutje motorja (ob ugodni relativni volumetrični učinkovitosti, s katero merimo, kako dobro je bila polnjena določena prostornina, ali z drugimi besedami, kako mašina diha).

Prisilno gnani motorji so namreč znani po tem, da so termično bolj izpostavljeni kot atmosferci, sploh bencinski, ki lahko s temperaturami okoli vročega (izpušnega) dela turbopuhala – navadno se gibljejo od 800 do 1.000 Celzijevih stopinj – ob nestrokovnih posegih hitro poskrbijo za klenkanje (samovžig zmesi, ki še ni zgorela) in stopljene bate, počeno glavo motorja, uničeno turbopuhalo, zlomljene ojnice (če sta višina in naraščanje navora preveč 'digitalna'), počene stene valjev in tako naprej.

Ob upoštevanju meja zmogljivosti turbopuhala (te natančne naprave, ki se v principu še vedno obnaša kot prvenec Alfreda Büchija iz leta 1905, se vrtijo tudi prek 200 tisoč vrtljajev), hladilnika polnilnega zraka (katerega naloga je ohladiti zrak po turbopuhalu, preden pride v motor, in s tem povečati rezervo do klenkanja ter zmanjšati pritisk na valje – za učinkovito se šteje nekje okoli 30 stopinj Celzija nad ambientalno temperaturo), šob, pretočnosti črpalke za gorivo in podobnega je treba biti pozoren tudi na vozljivost po posegu.

Ta odgovarja na vprašanje, kaj pomeni dober (čip)tuning. Številni so navdušeni, da jih njihov avto, ko izpušni plini turbopuhalo dovolj zavrtijo, zabije v sedež (navor, ki lahko kmalu zlomi še menjalnik), pa čeprav čez kakih 2.000 vrtljajev sunek povsem poneha in se avto le še stežka prebije do rdečega polja.

A subjektivni občutek pogosto vara, sploh pri predelavah: tunerji ubirajo bližnjice tudi tako, da pri malo pritisnjenem pedalu za plin sprogramirajo dejansko (recimo) 75-odstotno obremenitev, kar daje varljiv občutek takojšnje odzivnosti.

Ne, usklajeno preprogramiranje pomeni pravilno zgorevanje, (čim bolj) ravno krivuljo navora (visok odstotek maksimalnega navora na širokem delovnem razponu), izboljšano odzivnost in zvezno (naraščajoče) pospeševanje vse do omejevalnika, za povrh pa včasih izboljša še kakšno tovarniško hibo, zmanjša turboluknjo in zgladi stopničasti potek krivulj.

Pri tem se turbopuhalo ne vrti čez zdravo mejo po školjčnem diagramu, motorju pa ne vsiljuje več tlaka, kot ga je ta sposoben absorbirati. Alternativa čipanju, ki ga strokovnjaki navadno izvajajo prek kabla OBD ali z vmesnikom BDM (pri katerem krmilno enoto vzamemo iz avtomobila), so škatlice (moduli), ki največkrat spreminjajo predvbrizg in količino vbrizgane nafte ter redkeje tlak polnjenja.

Čeprav jih ponujajo tudi uveljavljeni tunerji, kakršen je MTM (M-Cantronic), se v primerjavi s čipi niso uveljavile. Negativno konotacijo ima machiavellistično goljufanje osnovne krmilne enote, je pa škatlica iskano blago za avtomobile, za katere čiptuning ni na voljo (nekateri japonski).

Z razvojem tehnologije (pri vbrizgavanju na primer s tehniko skupnega voda) so v splošnem močno pridobili tudi dizelski motorji, ki imajo ravno tako velik potencial za tuning.

Resnejši projekti

Dejali smo že, da atmosferski bencinski motorji po čiptuningu navadno ne pokažejo večje angažiranosti (kot zanimivost omenimo, da se nadtlak – rezultat je podoben tistemu pri turbopuhalih –, le da v zelo omejenem obsegu, pojavlja tudi zaradi resonančnega učinka sesalnega kolektorja nekaterih avtomobilov), zato je za oprijemljivejši rezultat treba poseči po radikalnejših ukrepih.

Denimo ostrejših (10 do 30 stopinj) odmičnih gredeh, ki izboljšajo delovanje zgoraj, a polenijo avto v nižjih vrtljajih, obenem pa zahtevajo prenastavitev motornega krmiljenja – pri tem je treba biti pozoren na prekrivanje ('overlap'), ko sta hkrati odprta sesalni (za svežo zmes) in izpušni ventil (potiska izpušne ventile ven).

Ali pa je potrebno celo povečanju delovne prostornine motorja ali prisilno polnjenje (G-Power na atmosferske motorje rad natika kompresorje, onkrajlužni Heffner turbopuhala). Vse to za seboj potegne kup predelav: vzpostavitev ugodne termodinamike, zmogljivejše bate, nove kolektorje, ojnice, šobe, nižanje kompresije, predelavo glave, za odzivnost še lažji vztrajnik in podobno.

V takšnih primerih se navadno že v osnovi splača poseči po zmogljivejšem avtomobilu, saj so večje predelave drage, poleg tega pa ne dosegajo tovarniške umerjenosti motornega sklopa, da povezanosti s preostalimi sklopi (podvozjem, zavorami, kolesi . . ) sploh ne omenjamo.

Podobni ukrepi nastopijo pri že v osnovi prisilno polnjenih vozilih, ko se namensko odločamo za resnejši tuning. Tam lahko veliko dela opravi ogromno turbopuhalo, ki je v tem primeru namesto serijskih drsnih opremljeno z učinkovitejšimi, a manj vzdržljivimi in za širšo serijsko proizvodnjo za zdaj predragimi ležaji ter izboljšanimi (lažjimi in čvrstejšimi) materiali.

Z razvojem tehnologije turbopuhala primejo prej, turboluk­nje so manjše in možnost uporabe je širša. Za boljše polnjenje in večjo moč lahko uporabimo še NOS (didušikov oksid, smejalni plin), katerega pretirani prikaz zmogljivosti smo videli v filmu Hitri in drzni, pri hlajenju pa nam pomagajo rešit­ve, kakršna je na primer vodno vbrizgavanje.

Veliko število 'custom' komponent na­vadno uglasimo (najbolje na dinamometru, nekateri delajo kar na cesti) s samostojno krmilno enoto ('standalone'), ki za pravilno delovanje potrebuje manj map od originalnega krmiljenja (to ima več kot 100 parametrov) in ima poleg tega možnost programiranja funkcij, kot je optimalno speljevanje ('launch control'), pretikanje pri polnem plinu ('flat shifting'), sistem proti zdrsavanju ('traction control'), sistem za zmanjšanje turboluknje ('anti lag') . .

Možnosti predelav z različnimi komponentami je nešteto, kaj sodi skupaj, pa poleg teoretičnih osnov najbolje uči izkušenjska praksa.

V splošnem se največ ljudi odloča za čiptuning, ki je glede na ceno (ta se začne pri približno 400 evrih), in če ga izvaja kakovosten tuner s pedigrejem, tudi najracionalnejša rešitev.

Vsi večji projekti se pogosto namreč izkažejo kot (pre)dragi (finančni zalogaj z vsako dodano komponento raste hitreje od mejne koristi zaradi nje) in so razen za dirkaške (in podobne) ambicije manj priporočljivi, saj je na voljo malo tunerjev, ki so sposobni zagotoviti varno in vzdržljivo delovanje takih predelav.

Sploh ker se pri tem velikokrat spregledajo elementi aktivne varnosti, homologiranje pa je že španska vas . .

Matej Grošelj, foto: Matej Grošelj

Na spletnih straneh Adria Media Ljubljana uporabljamo piškotke z namenom zagotavljanja spletne storitve, oglasnih sistemov in funkcionalnosti, ki jih brez njih ne bi mogli nuditi.

Z nadaljnjo uporabo spletnih mest soglašate z uporabo piškotkov.
Če piškotkov ne želite, jih lahko onemogočite v nastavitvah

zapri