A vezérműtengely tuning lehetőségei és kihívásai dízelmotoroknál
Korábbi írásunkban a manapság annyira népszerű közvetlen befecskendezéses dízelmotorok szoftveres tuningjáról írtunk. Aki belekezd a tuningolásba, ritkán áll meg ennyinél, és nem is jó, ha itt hagyja abba. A dízelmotor minőségi szabályozással működik, az állandó fordulaton közel állandó légnyeléshez változó mennyiségű tüzelőanyagot adagolunk, így változtatjuk a motor teljesítményét. Felmerülhet a kérdés, hogy tudhat-e egy tuningolt, 50%-kal erősebb dízelautó azt a normát, amit gyárilag produkál? Igen, de ahhoz nem elég egy szoftveres beavatkozás, ahhoz ennél sokkal több kell, beleértve a mechanikai módosításokat is.
A motor a gyárból kikerülve egy olyan komplex rendszert alkot, amelynek elemei egymáshoz méretezettek, azért van rajta akkora turbó, mert ezt indokolják a motor egyéb paraméterei, azért van rajtra akkora befecskendező fúvóka, mert ezzel lesz optimális a porlasztás. Ha valahol belenyúlunk, akkor megbomlik a rendszer egysége és bizonyos paraméterek biztosan romlanak, esetleg egynéhány dolog javul. A romló paramétereket javítani kell, a rendszert több ponton módosítani szükséges.
Amint a hengerfej-átalakításról szóló cikkünkben is említettük, a motor működésének mechanikai vezérléséről, jellemzőinek beállításáról a szelepvezérlés, azon belül is a vezérműtengely gondoskodik. Mint minden műszaki, tervezési feladat során, a vezérműtengelyek esetében is kompromisszumot kell kötnie a mérnököknek.
Az utcai autóknál (még a "sportautóknál" is, szándékosan idézőjelben) a vezérlés a megrögzött tunerek számára kedvezőtlen hangolású. Elsősorban a következő szempontokat veszik figyelembe a gyári vezérműtengelyeknél:
- Alacsony- és közepes fordulatszámon jelentkező forgatónyomaték
- Kedvező tüzelőanyag-fogyasztás
- Különböző EU-s és egyéb környezetvédelmi előírásoknak való megfelelés
- A motor egyéb részeinek kímélése (mechanikai és hőterhelés)
A vezérműtengely extra terhelése a PD elemek miatt van, mivel a szelepek mellett ezeket is mozgatnia kell. Ezért a PD rendszerek egyébként is érzékenyek a befecskendezett mennyiségre, mert a mechanikusan előállított nagy nyomása olyan erőhatásokat eredményez, ami akár a vezérműszíjat képes lefogazni. Ez együtt jár a terhelés megnövekedésével.
Vezérműtengely kerék csere Renault Megane: Tippek és trükkök
A vezérműtengely módosításának lehetőségei
Kézenfekvő dolog a vezérműtengely megváltoztatása, aminek többféle módja lehetséges, a motor és a tuning céljainak függvényében.
Kész sport- és tuning vezérműtengelyek
Bizonyos, tuner-körökben jól ismert és nagynevű cégek kész vezérműtengely-megoldásokat szállítanak. Ilyen cég például a Schrick vagy a dBilas. A vezérműtengely teljes dokumentációval érkezik, az ebben található paramétereket a motor átépítése során figyelembe kell venni. Ezek a vezérműtengelyek teljes minőségellenőrzésen mennek át, felületkezeltek, így nem fognak gyorsabban elkopni, mint a gyári darabok.
Egyedi vezérműtengelyek
A vezérműtengely-gyártók egyedileg tervezett bütyökprofillal is legyártanak akár egyetlen darabot is, ez azonban igen drága a külföldi cégeknél. Szerencsére hazánkban is készítenek vezérműtengelyeket egyedi megrendelésre, és ezek egy komolyabb tuning- vagy versenymotor árával összhangban vannak. Például a Havassy Motorsport-nál készíttethetők ilyen egyedi tengelyek, mint amilyen a 2.5-ös Saab-ban alkalmazott tengely, amelyre egy Escort Cosworth bütyökprofilját másoltatták rá.
A megfelelő vezérműtengely kiválasztása
Mit is kell figyelembe venni a vezérműtengely kiválasztásakor? Elsősorban a Megrendelő igényeit, természetesen figyelembe véve a kiindulási motor karakterisztikáját és a gyártó ajánlásait. Egyazon motorhoz többféle tengelyből is válogathatunk, és itt is kompromisszumot kell találnunk a teljesítmény, nyomaték, üzemi fordulatszám, gazdaságosság, hőterhelés, stb. között. A motor egyéb részeinek megbontása és módosítása nélkül csak a legegyszerűbb "utcai sport" tengelyek használhatók, és ekkor is szükség lesz a vezérlőegység átprogramozására, azaz chiptuningra.
A komolyabb tengelyek igénylik a blokk, dugattyú, hengerfej (égéstér, szívócsatornák) módosítását, a tüzelőanyag-ellátó rendszer módosításait (például pillangószelep növelése, üzemanyagmennyiség növelése). Végül megintcsak a chiptuning, azaz az elektronikus hangolás teszi fel a pontot az i-re.
Minden a Vezérműtengely Jeladóról
Felmerülhet a kérdés, hogy például egy benzines GTI tengely nem nyitna-e tovább vagy nagyobbat, mint egy SDI, vagy hogy egy gyári benzines 38-as vagy 40-es szívószelep elférne-e egy 1Z hengerfejben. Ezeket a lehetőségeket is mérlegelni kell a tuning során, mindig figyelembe véve az alkatrészek illesztését és a rendszer egészét.
A vezérműtengely tuning paraméterei és hatásai
Hogyan növeli a vezérműtengely a teljesítményt?
A vezérműtengely tuning elsődleges célja a henger átöblítésének és töltöttségi fokának javítása. Az új bütyökprofil többet emel a szelepeken (ezt a szelepemelést milliméterben adják meg), tovább tartja nyitva a szelepeket, illetve a kipufogó- és szívószelep egyidejű nyitásának is növekedik az időtartama és változik a pozíciója (ezek a paraméterek főtengely-elfordulási szögben, azaz fokban vannak megadva). A henger feljavított átöblítése a teljesítménynövelés mellett azonban növeli a hengerfej kipufogóoldali hőterhelését, illetve megváltoztatja a károsanyag-kibocsátási értékeket is.
Szükséges kiegészítő módosítások
A vezérműtengely cseréje ritkán oldható meg önmagában, gyakran további alkatrészek módosítását vagy cseréjét igényli:
Dugattyúk
A nagyobb szelepemelés miatt a szelepek összeérhetnek a dugattyúkkal, ezért a dugattyúk gépi megmunkálása vagy tuning-dugattyúkra való cseréje válhat szükségessé. Ez létfontosságú a motor károsodásának elkerülése érdekében.
Szeleprugók
A nagyobb szelepemelés, valamint a tuningmotor várhatóan magasabb fordulatszáma miatt a gyári szeleprugók nem megfelelőek. Ha nem zárják időben a szelepet, akkor egyrészt beleérhet a dugattyútetőbe, másrészt lebegni kezd, azaz gyakorlatilag még be sem zárt, amikor jön az újabb nyitás. Ennek elkerülésére a vezérműtengelyhez ajánlott szeleprugó-készletet is be kell szerezni (gyakran szelepenként két darab van).
Megoldások a Honda Civic Vezérműtengely Jeladó Hibájára
Fokolókerék
A "fokolókerék" néven ismert alkatrész nem más, mint egy állítható pozíciójú vezérműkerék. Ennek segítségével tovább hangolhatjuk a motort, hiszen nem elég a megfelelő bütyökprofil kiválasztása, azt is meg kell határozni, hogy ez hogyan álljon a dugattyú felső holtpontjában. Itt 1-2 fok eltérés drasztikusan megváltoztatja a motor működését, aminek megintcsak "utána" kell menni üzemanyaggal, gyújtással, töltéssel, stb. Az optimális beállításhoz érdemes szakértő segítségét igénybe venni.
Vezérműtengely ,Pd elem fokolás
Sűrítési viszony és egyéb mechanikai elemek
Az egyes vezérműtengelyeket adott motorkonfigurációhoz tervezik, amely több egyéb paraméter között elsősorban a motor sűrítési viszonyát (nem a sűrítési végnyomását!) is előírja. A gyári motorok a sűrítési viszony tekintetében is kompromisszumosak, és ennek a viszonyszámnak a növelése kizárólag mechanikai úton történhet, tehát ismét eljutottunk a motortuninghoz. Fontos a dugattyúkiállás mérése is. Lényeges továbbá, hogy a maximális feltöltő nyomás emelésével a kompresszióviszonyt csökkentsük, hogy a teljes töltőnyomásnál se legyen túl nagy az égési végnyomás. Ezt azonban mechanikailag elég jól tolerálják a motorok, mert a nagyobb nyomásnál már általában fordulat is van, a kenés optimális.
A tartósság és a kockázatok dízel vezérműtengely tuning esetén
A tartósság kérdése minden tuning esetében kiemelt fontosságú. Az ős TDI motorok, akár négy, akár öt hengerrel még olyan műszaki szemléleti milliőben készültek, hogy megengedhették maguknak a tisztes mechanikai túlméretezést. Egy műszaki csoda, hogy ezek a motorok mai szemmel nézve mit kibírnak. A 90 lovas alapverziót lazán 150 környékére hozzák, és ésszel használva így is teljesít 100 000 km-en felül. Nos, ilyen már többet nem lesz. A mai motorok már nem ilyen szemlélettel készülnek.
Feltételezzünk egy jól megépített motort, amelyen nem követett el sem a chiptuningos, sem a motorépítő nagy hibát. Mert ha például a chipes úgy írja meg a tüzelőanyag-adagolás programját, hogy alul sokat ad, a turbó meg még képes is hozzátolni levegőt, akkor elérhetjük azt, hogy a forgattyús mechanizmust olyan lökésszerű terhelések érik kis fordulaton, hogy a csapágyak feladják. Ahhoz ugyanis, hogy az alkalmazott siklócsapágyaknak megfelelő hidrodinamikus kenésük legyen, kell olajnyomás és fordulat. Ha bármelyik hiányzik, akkor a csap nem úszik fel az olajfilmre, szakszóval úgy mondják a gépészek, hogy megsüllyed, és vegyes vagy rosszabb esetben száraz súrlódás alakul ki, ez gyakorlatilag percek alatt tönkreteszi a motort. Ez a forgattyús mechanizmus halála.
Vezérműtengely és kapcsolódó alkatrészek kopása
A vezérlés halála pedig az lesz, amikor a vezérműszíj hajtja az adagolót, vagy a vezérműtengelyen keresztül a PD elemeket, de a megnövekedett terhelésről nem veszünk tudomást és a gyári vezérműszíj-csereperiódust akarjuk tartani. Pedig az adagolónk duplaannyit nyom, a PD elem meg 50%-kal többet fecskendez be azonos idő alatt. Ez együtt jár a terhelés megnövekedésével. Például egy 1,9 PDTD-nél, ősszel hengerfejet cseréltek (kopott volt a vezérműtengely, hidrotőkék szétverve stb.) és a vezérműtengely alatt már minden gyapágy bronzos volt. A problémát akkor valószínűleg a hosszantartó 200 feletti tempó okozta (kb. 600 km), a szerelő szerint, de az olajban is lehetett kétség (például Agip 7008). A vezérműtengely tuning során kiemelten fontos a megfelelő kenés és az időben elvégzett karbantartás, különösen, ha az olajokkal kapcsolatban is felmerülhetnek kétségek a magas terhelés mellett.
Termikus terhelés és hűtés
Mégis, az első számú közellenség nem a mechanikai, hanem a termikus terhelés. A dízelmotor egyébként is kényes erre, hiszen magas hőfokon alapuló kompressziógyújtása van, a töltőnyomás növelésével, több tüzelőanyag adagolásával a termikus terhelés nő. Amennyiben a motort csúcsra járatjuk, a maximális terhelést kapja, akkor a gyári hűtés biztos, hogy nem lesz elegendő. A hűtés úgy van méretezve, hogy a gyári teljesítményű motor maximális terhelésen és extrém külső hőmérsékletnél, akár bekapcsolt klímával sem forrhat meg. A mi motorunk azonban nem gyári, tehát ha elkezdjük ostorozni, egyre nagyobb teljesítmény leadására sarkallni, akkor hamar eljutunk oda, hogy a dugattyúnk megolvad, a hengerfejünk megreped.
Károsanyag-kibocsátás és jogi szempontok
Azt is meg kell említsük, hogy a károsanyag-kibocsátás szempontjából a korom az egyetlen, ami a dízelmotor esetében szemmel látható, de a szén-monoxid és a nitrogén-oxidok is jelen vannak. Az égés minősége, hőfoka ezt is befolyásolja, és nagyon ritka az az eset, amikor a nagyobb teljesítményű motor azonos kibocsátási értékekkel rendelkezik, mint a kisebb teljesítményű gyári testvére. Gondoljunk csak a neves dízel tuningolókra, alig 10-15%-ot tesznek rá egy-egy modellre, azonban a károsanyag-emissziójuk így is kategórián belül marad.
Az igazsághoz azonban az is hozzátartozik, hogy a járművön bárminemű, az emissziós rendszerébe történő beavatkozás engedélyköteles, így a chiptuning és a hardveres átalakítás sem engedélyezett. Ezt mindenkinek szem előtt kell tartani. A szigorodó szabályok miatt ami még 10 évvel ezelőtt elfogadott volt, az ma már tiltott, ahogy egy chiptuningos ismerősünk mondta, nem lenne büszke azokra az autókra, amelyekre 10 évvel ezelőtt írt programot.
Nem célunk a környezetre gyakorolt hatás vizsgálata, mi akkor tekintjük magunkat sikeresnek, hogy ha a tuningolt autó tudja azt a környezetvédelmi normát, amit tuning nélkül tudnia kell. Az EURO2-esből nem lesz EURO4-es, de ha okosan módosítjuk, akkor a környezetvédelmi paraméterek nem romlanak látványosan, nem húzunk koromcsíkot és nem ködölünk folyamatosan.
tags: #vezérműtengely #tuning #dízel #információk