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.

Αξιολόγηση προστασίας κιβωτίου από το λιπαντικό

Η δοκιμή FZG
Θάνο Αμβρ. Φελούκα
Από τον

Θάνο Αμβρ. Φελούκα

8/2/2018

Μέχρι στιγμής η πιο εξειδικευμένη σκέψη που υπάρχει για την αξιολόγηση ενός λιπαντικού στην προστασία του κιβωτίου, είναι να περνά τις προδιαγραφές JASO. Αν κάποιος γνωρίζει πως πρέπει να εξετάζει αν το λιπαντικό που θέλει να αγοράσει περνά τις προδιαγραφές JASO, τότε ανήκει ήδη στην μειοψηφία. Ακόμα πιο λίγοι βέβαια, είναι όσοι γνωρίζουν την δοκιμή FZG. Πρόκειται για μία μέτρηση που ανέπτυξε το Ινστιτούτο Μηχανικών Ερευνών FZG (Forschungsstelle für Zahnrader und Getriebebau) που ανήκει στο Πανεπιστήμιο του Μονάχου.

Στέλνοντάς μας η MOTUL την είδηση πως το σύνολο λιπαντικών της σειράς 7100 4Τ έχει βαθμολογηθεί με FLS>14 όπως άλλωστε και η 300V Factory Line, που φυσικά το περιμένει κανείς γιατί είναι η αγωνιστική της σειρά, ενώ η 5100 4T βαθμολογήθηκε με το επίσης αξιόλογο FLS=14, συνειδητοποιήσαμε πως βρισκόμασταν μπροστά σε ένα σημαντικό πρόβλημα. Λίγοι αναγνώστες ξέρουν τι σημαίνει FLS>14. Οπότε είναι μία ευκαιρία για μία γενικότερη ενημέρωση:

Η κλίμακα FLS, αντιστοιχεί στην δοκιμή FZG κι έχει υιοθετηθεί από τον ASTM (American Society for Testing and Materials) με την ονομασία D-5182, πρόκειται για μία κλίμακα που λειτουργεί σε 15 βαθμίδες: Από το ένα έως το 14 και μεγαλύτερο του 14… Η ανώτερη ποιοτική ένδειξη που μπορεί να έχει ένα λιπαντικό είναι >14 και η μικρότερη το 1. FLS σημαίνει “Failure Load Stage” κι αντιστοιχεί σε ένα στάδιο μέτρησης. Πιο συγκεκριμένα:

Η δοκιμή γίνεται σε ειδικά κατασκευασμένο για τον σκόπο, όργανο μέτρησης που περιστρέφει δύο γρανάζια που κατασκευάζονται πάντα με συγκεκριμένη προδιαγραφή ώστε να υπάρχει μέτρο σύγκρισης. Το όργανο αυτό, όπως φαίνεται και στις συνοδευτικές φωτογραφίες, περιστρέφει τα γρανάζια με 1450 στροφές ανά λεπτό, πράγμα που δεν ακούγεται υπερβολικό, αλλά είναι το φορτίο και η διάρκεια της δοκιμής εκείνα που παίζουν ρόλο.

η λειτουργία της μηχανής μέτρησης που ανέπτυξε το Ινστιτούτο Μηχανικών Ερευνών FZG

 

Κάθε εξεταζόμενο λιπαντικό, θερμαίνεται ακριβώς στους 90ο Κελσίου πριν την δοκιμή κι αμέσως μετά ξεκινούν κύκλοι μέτρησης, ένα FLS δηλαδή. Οι κύκλοι αυτοί αντιστοιχούν σε 21.700 περιστροφές των γραναζιών που πρακτικά σημαίνει περίπου 15 λεπτά λειτουργίας. Μετά από κάθε κύκλο τα γρανάζια ελέγχονται οπτικά για μικρο-ατέλειες και σε περίπτωση που δεν υπάρχει το παραμικρό, τότε συνεχίζουν σε ένα ακόμη κύκλο. Έτσι λοιπόν ένα λιπαντικό που άντεξε δέκα κύκλους, βαθμολογείται με FLS=10.

Σε περίπτωση που το λιπαντικό φτάσει τους 14 κύκλους χωρίς να αφήσει τα γρανάζια να πάθουν την παραμικρή φθορά, τότε υπερδιπλασιάζουν το φορτίο (714.2 Nm) και ολοκληρώνουν ακόμη έναν κύκλο. Σε περίπτωση που περάσει κι αυτή την δοκιμασία, τότε βαθμολογείται με FLS>14 την μέγιστη δυνατή βαθμολογία.

Ενδεικτικά, για να υπάρχει μέτρο σύγκρισης με τους κύκλους δοκιμής, μερικά φορτία που ασκούνται στα κιβώτια μοτοσυκλετών που είναι ξακουστές για την ροπή τους, και την αμεσότητα μετάδοσης είναι τα εξής:

Yamaha Vmax = 167 Nm

Kawasaki ZZR 1400 = 163 Nm

Suzuki Hayabusa = 155 Nm

Με βάση τα παραπάνω, η ένδειξη FLS>14 σημαίνει ότι το λιπαντικό που κρατάτε στα χέρια σας υπερκαλύπτει τις ανάγκες της μοτοσυκλέτας σας και φυσικά αποτελεί πλέον μία αξιολόγηση προστασίας, και όχι απλά μία προδιαγραφή καταλληλότητας, όπως είναι η JASO.

φωτογραφία της μηχανής για την δοκιμή FZG εν ώρα λειτουργίας

Η προδιαγραφή JASO ωστόσο δεν ορίζει συγκεκριμένα κριτήρια για την προστασία που κιβωτίου ταχυτήτων, πέραν της αντοχής του λιπαντικού σε υψηλές διατμητικές τάσεις, και χωρίζεται σε ξεχωριστές κατηγορίες για δίχρονους και τετράχρονους κινητήρες. Οι MA και MB (JASO MA/MB) είναι για τετράχρονους κινητήρες με ενιαίο σύστημα λίπανσης με την MB να χρησιμοποιείται όπου απαιτείται πιο χαμηλή τριβή. Αντίστοιχα για τους δίχρονους, οι σχετικές βαθμίδες της προδιαγραφής JASO είναι οι FA/FB/FC/FD με την FA και FB να διαφέρουν σε επίπεδο λιπαντικότητας και τις υπόλοιπες δύο να έχουν την ίδια λιπαντικότητα με την FB αλλά να διαφέρουν σε επίπεδο απορρυπαντικότητας με την FD να έχει το υψηλότερο. Οι προδιαγραφές JASO καθορίστηκαν από έξι οργανισμούς που έφτιαξαν μία γραμματεία:

Petroleum Association of Japan (PAJ)
Japan Automobile Manufacturers Association, Inc. (JAMA)
Society of Automotive Engineers of Japan, Inc. (JSAE)
Land Engine Manufacturers Association (LEMA)
Japan Lubricating Oil Society (JALOS)
Japan Boating Industry Association (JBIA)

και μέλη της είναι επίσης πολλοί κατασκευαστές λιπαντικών, και πανεπιστήμια.

Η JASO καθορίζει λοιπόν τις προδιαγραφές καταλληλότητας, αλλά έρχεται η δοκιμή FZG να αποδείξει εργαστηριακά σε πιο βαθμό προστατεύει κάθε λιπαντικό.

Επιπρόσθετα και με βάση τα παραπάνω, γίνεται ίσως ακόμα πιο κατανοητό πως τα λιπαντικά των μοτοσυκλετών διαφέρουν πολύ από εκείνα των αυτοκινήτων, για μία σειρά από λόγους που ξεκινούν από τις προδιαγραφές JASO και καταλήγουν στην δοκιμή FZG..