Motortuning másképpen, 4. rész – Csupa erő!

Mielőtt SV-nk elemzését folytatnánk, egy kis kitérőt teszünk és áttekintjük, milyen lehetőségek állnak rendelkezésre a teljesí­tménymérés terén.

Egy fékpadi mérés során legtöbbünknek az eredményt a teljesí­tmény, vagy forgatónyomaték értékek jelentik. ím a motor „erőnléte” mellett, a kipufogógáz CO tartalma, vagy maradék oxigén tartalma (lambda érték), szintén érdekes lehet. Méghozzá azért, mert ezek azok a jellemzők, amelyek segí­tségével meghatározható, hogy az adott erőforrás a rendelkezésre álló tüzelőanyagot milyen hatékonysággal égeti el.

Régi megoldás: egy kötél és egy dob segí­tségével is készí­thető fékpad

 

 

 

A fékpadok két nagy csoportba sorolhatók: állandó terhelésűek, valamint tehetetlenségi elven működők. Az állandó terhelésűek működése során a mérendő erőforrás valamely tengelyét (pl. forgattyús vagy lánckerék) egy arra alkalmas fékberendezéssel lefékezik, miközben a motor által kifejtett teljesí­tmény hővé alakul. A fékberendezés a tengellyel együtt elfordulna, de egy kar vagy rúd segí­tségével ezt megakadályozzák. Ebben a rögzí­tőalkalmatosságban ébredő erőt (F) kell mérni. Ez történhet mechanikus mérőeszközzel (pl. mérleggel), de elektronizált világunkban az erőmérő cellák használata általános. Mivel a hajtótengely távolsága és az erőmérő közötti távolság ismert (r), í­gy a motor forgatónyomatéka szorzással meghatározható (M=Fí—r). A teljesí­tmény szintén szorzással számí­tható: a forgatónyomatékot kell a fordulatszámmal (helyesebben szögsebességgel) szorozni (P=Mí—ω).

Pálcás fékpad az í“budai Egyetemen

 

 

 

Az állandó terhelésű fékpadok passzí­v, vagy aktí­v működésűek lehetnek. A passzí­v fékpadok kizárólag a motor fékezésére alkalmasak. Ezek közül a legrégibb konstrukció a súrlódásos fék, amely lehet egy nagyobb tárcsafék, vagy egy dobon körülhurkolt kötél. A súrlódás jellege és az intenzí­v melegedés miatt ezek a fékek nem alkalmasak belsőégésű motorok fékezésére. Szintén régóta használt fékgép a ví­zfék. Ezek lehetnek részleges töltésűek (pl. pálcás, vagy tárcsás ví­zfék), ahol a fék belsejében lévő ví­z mennyiségével szabályozzák a fékerőt, vagy teljes töltésűek (örvénykamrás ví­zfék), amelyben egy belső terelőtárcsa elmozdí­tásával változtatják az örvénylés erősségét, ezáltal a kifejtett fékerőt. Mindkét esetben folyamatosan átfolyik a ví­z a gépen, í­gy nem tud felforrni.

 

Örvénykamrás ví­zfék elvi kialakí­tása és a benne kialakuló körgyűrű alakú örvénylés

 

 

 

A ví­zfékpadok hátránya, hogy csak bizonyos fordulatszám felett képesek megfelelő fékerőt produkálni. Ezt hidrosztatikus fékpad alkalmazásával lehet kiküszöbölni, amely nem más, mint egy hidraulika szivattyú. Erre a célra mezőgazdasági, vagy ipari gépek hidraulika szivattyúi tökéletesen megfelelnek. Mivel a kifolyó ágat fojtják és az olaj zárt körben áramlik, ezért hűteni kell, nehogy felforrjon.

 

 

Örvényáramú fékgép két, belső hűtésű tárcsával

 

 

 

Passzí­v fékpad még az örvényáramú fék is, amelyet „civilben” teherautók tartósfékjeiként szoktak alkalmazni. Ebben elektromágnesek között egy (vagy több) belső hűtésű tárcsa forog. A fékerő az álló tekercseken átfolyó áram erősségével pontosan vezérelhető. Az előbb emlí­tett hidraulikus fékgépekkel szemben működése egyszerűbben automatizálható, ezért a görgős fékpadok ideális kiegészí­tője.
A legutóbbi idők fejlesztése a mágneses elven működő nyomatékmérés. A mérő egységet a lánckerék tengely belsejébe dugják be. Ezzel a módszerrel a legnagyobb teljesí­tményű drag motorok valós idejű mérése is lehetséges.

 

 

Drag bike-okon alkalmazott mágneses elven működő nyomatékmérő elhelyezkedése…

 

 

 

Abban az esetben, ha pontos képet szeretnénk kapni az erőforrás belső súrlódásáról, aktí­v fékgépet kell használni, amely nemcsak fékezni, de hajtani is tudja a motort. Erre a célra egyen és váltakozó áramú motorok használhatók. Ezek a legdrágább fékgépek, de egyben a legpontosabb mérést teszik lehetővé. Sőt, alkalmas kapcsolással az egyébként hővé alakí­tott motorteljesí­tményt az elektromos hálózatba vissza lehet táplálni.
Az eddig bemutatott teljesí­tménymérő eszközök csak kiszerelt motor mérésére alkalmasak. Viszont görgős teljesí­tménymérő-pad használatával a teljes jármű keréken mért teljesí­tménye határozható meg. Némely konstrukció hátránya, hogy a kerék és görgő között fellépő csúszást nem mérik, hanem számí­tási formulával veszik figyelembe. A legtöbb ilyen jellegű fékpad lehetőséget biztosí­t a motor belső súrlódásának meghatározására.

 

 

…és az 1440 LE-s Top Fuel drag, amelyen a rendszert kifejlesztették

 

 

 

A működés elve egyszerű: adott tömegű és átmérőjű görgő megforgatásához valamekkora forgatónyomatékra van szükség. Ha a súrlódástól eltekintünk (csapágyak stb.), akkor állandó értékű forgatónyomaték pillanatról pillanatra egyre gyorsuló forgásra kényszerí­ti a görgőt. Minél nagyobb a tömeg és az átmérő, annál nagyobb forgatónyomatékra van szükség egy bizonyos fordulatszám-változás eléréséhez. Megfordí­tva a dolgot: ha a keréken ébredő forgató nyomatékot akarjuk megtudni, akkor a görgő tehetetlenségi jellemzőjét össze kell szorozni a görgő fordulatszám-változásának mértékével (szöggyorsulásával). Ha ezt beszorozzuk a pillanatnyi fordulatszámmal (helyesebben szögsebességgel), akkor a keréken mért teljesí­tményt kapjuk eredményül. A mérés tehát egyszerű, akár házilag is megépí­thető egy ilyen fékpad. „Mindössze” két problémát kell megoldani: a görgő megfelelő megmunkálását (250-500 kg) és a kalibrációt. Ezek kis gondolkodással leküzdhető feladatok, amit az is mutat, hogy ilyen fékpad sikerrel működik Magyarországon.
Fontos megemlí­teni, hogy a legnépszerűbb fékpad márka által mért értékek kb. 10-15%-al magasabbak a valós teljesí­tménynél. Ez egyáltalán nem probléma, egészen addig, amí­g minden esetben ugyanazon a fékpadon mérjük a motort. A gond akkor kezdőik, ha a baráti társaságban vita kerekedik a lóerők számáról és egy másik gyártmányú fékpadon is megmérik a gépet…

 

Elektromos fékgép és hosszú távú versenyautó motorjának (Audi R18) „forró egymásra találása”

 

 

 

Egyébként a görgős fékpadok elsősorban nem számértékek előállí­tásra hivatottak, hanem az egyes változtatások közötti különbség megmutatására, vagy bizonyos javí­tások után az elvégzett munka biztonságos, vagyis nem közúi ellenőrzésére. Nem is lehet ez másként, hiszen az erőforrás forgattyús tengelyén meghatározandó teljesí­tménye a mérés előtt előbb áthalad fogaskerekeken, csapágyakon, láncon, kerékcsapágyazáson, gumi szilenteken és végül a gumiabroncs felületén. Mindegyik alkatrész vagy alkatrész csoport minősége jelentős hatással bí­r a mért értékre. Az egymást követő tesztek során ezek állandó értéken tartása biztosí­tja, hogy a mérések a lehető legpontosabb képet nyújtsák a javí­tás, módosí­tás eredményéről.
Cikksorozatunk főszereplőjét, a 650-es SV-t gyakorlati okokból szintén görgős fékpadon vizsgáltuk. Mint az eddigi cikkekből kiderült, most is igyekeztünk kicsit jobban elmélyedni a technikai megoldások elemzésében. Éppen ezért olyan berendezést használtunk, amely a teljesí­tmény és forgatónyomaték adatok mellett az erőforrás további jellemzőit is méri. Hiszen az í­gy „levett ujjlenyomat” jelenti azt a „mintát”, amelynek a számí­tógépen felépí­tendő modellnek meg kell majd felelnie. Nyomozati eredményeinket sorozatunk következő részében mutatjuk be.

Görgős teljesí­tménymérő fékpad. Bizonyos modellek a ram-air rendszer működéséhez szükséges menetszelet is előállí­tják