Vespa és Lambretta forgattyús tengelyek
Kurblitengelyek: Általános
Több teljesítmény a nagyobb nyomaték és/vagy a nagyobb sebesség révén? A teljesítmény egyenlő a nyomaték és a nyomaték leadási sebesség szorzatával. Hogyan érnek el ekkora teljesítményt a versenymotorok? Ez csak a nyomaték vagy a fordulatszám növelésével lehetséges.
P=Md * (r)
P = Teljesítmény (kW)
Md = Nyomaték (Nm)
(r) = Sebesség (rad/s)
Ha ezt a képletet a robogóddal akarod újraszámolni, akkor is közös nevezőre kell hoznod a mértékegységeket. A képlet akkor érvényes, ha a sebességet a nem hagyományos rad/s dimenzióban adjuk meg. Tudni kell, hogy egy perc az egy perc. Tudni kell, hogy egy perc 60 másodperc, egy fordulat pedig 6,28 rad. Ha feltételezzük, hogy a maximális nyomaték 15 Nm 6000-es fordulatszámon, akkor a teljesítmény itt:
P = 15 Nm * 6000 rpm * 1 perc/60 s * 6,28 = 9420 Nm/s
1 Nm/s = 1 Watt, 1000 Watt = 1 kilowatt, tehát az itt leírt Vespa motor teljesítménye 9,4 kW *1,36 = 12,8 LE 6000 fordulat/perc fordulatszámon.
A nyomaték többé-kevésbé az elmozdulásból adódik. A nyomatéknak fix felső határai vannak, mert a legjobb esetben a teljes henger térfogata megtelhet friss benzin-levegő keverékkel, és dugattyúütésenként elégethető (turbófeltöltés, nevetőgáz vagy hasonló nélkül). Mindössze annyit tehetünk, hogy minden alkatrész jól illeszkedik egymáshoz, hogy a lehető legnagyobb mértékben töltse ki a hengert, és hogy a hengerűrtartalom a lehető legnagyobb legyen. Ez pedig csak nagyobb lökettérfogattal és nagyobb furattal érhető el. A nagyobb löket a hosszú löketű tengelyekből, a nagyobb furat a tuninghengerekből származik. A nyomatékkibocsátás sebessége a másik változó, amellyel növelhető a teljesítmény. Ha ez megduplázódik, akkor a teljesítmény is megduplázódik. A versenymotorok azért pörögnek ilyen magas fordulatszámon, mert több henger töltetet kell elégetniük ugyanannyi idő alatt.
Fontos, hogy a motort minél magasabb fordulatszámra állítsuk, könnyebb súlyok és keményebb ellennyomó rugók alkalmazásával, mert egy nagy fordulatszámú motor fordulatszám-tartományában alig találunk erőt.
A kurblihálók - a megfelelő típus
A hengerek optimális feltöltéséhez nagy fordulatszámon a keveréknek a lehető leggyorsabban kell átáramlania a túlfolyónyílásokon, és ez akkor működik a legjobban, ha a túlfolyónyílások megnyitásakor a forgattyúházban a lehető legnagyobb a nyomás. Mivel ez a nyomás annál nagyobb, minél kisebb a forgattyúház térfogatának aránya a felső és az alsó dugattyúállás között, a holt térfogatot (a forgattyúházban lévő levegő térfogatát) igyekszünk a lehető legkisebbre csökkenteni. Ezt többek között a forgattyús tengelyek teljes forgattyústengellyel rendelkező forgattyús tengelyeivel érik el, amelyek a lehető legnagyobb mértékben kitöltik a forgattyúsházat. Azonban túlzásba lehet vinni a holt tér megszüntetését, mert van egy optimális előtömörítési szint. Ha ezt túllépi, negatív hatások érvényesülnek, és a motor teljesítménye ahelyett, hogy növekedne, csökken. A tömör orrtengelyen kívül számos más tengelytípus is rendelkezésre áll a tuningszektorban, amelyek mindegyike egy bizonyos célra optimalizált.
Az áramlásoptimalizált ajak- és harang- (vagy gomba-) tengelyek - a tömör peremtengely továbbfejlesztéseként - közvetlen vagy membrános szívócsővel ellátott motorokhoz alkalmasak. Az orcák alakja nem akadályozza szükségtelenül a beáramló gázáramlást, és nagyobb hasznos burkolati térfogatot hoz létre. Az előtömörítés így kissé csökken, több friss gáz áramolhat be, és nagyobb töltöttségi fok érhető el. Ez a kölcsönhatás szélesebb fordulatszám-tartományt tesz lehetővé, és az elérhető teljesítmény növekszik.
Forgószelepek és forgattyús szelepek
A forgószelepesek viszont szívesen használnak versenyszelepes vagy hosszú lökettérfogatú tengelyeket. A jelentősen hosszabb szívási idő mellett, ami pozitív hatással van a töltés mértékére, a versenytengelyek áramvonalasított és polírozott forgattyústengelyekkel is rendelkeznek, amelyek csökkentik a turbulenciát és az elakadást. A forgólapátos motorokhoz készült újabb versenyhajlattyúknak is ugyanazok az előnyei, mint a membránhajlattyúknak.
A kiváló minőségű tengelyeket a finom kiegyensúlyozás (lásd alább "Teljes egyensúly") és a nagyfokú koncentricitás - azaz nincs "kopogás" az egyik irányban - jellemzi (= irányított tengely). Ez különösen simává teszi őket.
A polírozott orcák vagy összekötőrudak kisebb áramlási ellenállást biztosítanak.
A csúcskategóriás kismotorok számára 87 mm átmérőjű (az eredeti 82 mm helyett) forgattyús tengelyeket kínálnak. Ezek nagyobb biztonságot nyújtanak a csavarodás ellen, mivel több anyag van a csap fölött, és így a présméret nagyobbra választható. A forgattyúsházat azonban 88 mm-re kell csavarni.
Teljes egyensúly
Amikor a "kiegyensúlyozott" kifejezést használjuk, az "12 óránál kiegyensúlyozottat" vagy "statikusan kiegyensúlyozottat" jelent. A csatlakozó rúdszem 12 óránál (felül) kileng, amikor a tengely szabadon és vízszintesen van felfüggesztve. Minden forgó tömeg 100 %-ban kiegyensúlyozott a kiegyensúlyozó furatok segítségével. A dugattyúk, gyűrűk, csapok stb. a "visszafordítható" transzlációs tömegek. Sajnos az egész rendszer soha nem lehet 100%-ban kiegyensúlyozott, ezért nincsenek rezgésmentes 1 hengeres motorok. Ez a holtpontok gyorsulásával és lassulásával, valamint a tömegek közti excentricitással függ össze.
A dinamikus kiegyensúlyozás azt jelentené, hogy az egész rendszert, beleértve a dugattyúkat és a tengelyeket is, kiegyensúlyozzák. Sajnos ez az erőfeszítés a gyakorlatban nem megvalósítható. Valójában a dugattyú és a tengely egyensúlyát próbáljuk jól kiegyensúlyozni, amit az "egyensúlyi tényező" ír le. A forgó és a lengő (transzlációs) tömegek súlyarányát írja le. A tapasztalat azt mutatja, hogy a 40 % körüli érték jó eredményt ad.
A NIK kiegyensúlyozó állvány jó eszköz az egyensúly ellenőrzésére és beállítására. NIK kiegyensúlyozó állvány.
A stroke
A hosszabb löket a forgattyústengely forgástengelyétől távolabbra helyezett forgattyúcsap segítségével érhető el. Ez a hatás például egy excentrikus csap segítségével is elérhető. 1 mm-rel nagyobb távolság a tengelytől 2 mm-rel nagyobb löketet jelent. A dugattyú ezután 1 mm-rel a felső holtponton túlra és 1 mm-rel az alsó holtpont alá mozog. Annak érdekében, hogy a dugattyú ne ütközzön a fejhez, 1 mm-rel vastagabb láb- vagy fejtömítést kell felszerelni. Ezenkívül a dugattyúszoknyát alul kissé meg kell rövidíteni, hogy az alsó holtponton ne ütközzön a házba. Az időzítés mindenképpen változni fog.
Kompenzáció lábtömítéssel: a kipufogási idők hosszabbak, a túlfolyási idők jelentősen hosszabbak. Ha a kipufogót is kissé megemelik marással, a motor magasabb fordulatszámra optimalizálódik.
Kompenzáció a fejtömítéssel: A kipufogási és a túlfolyási idő csak kissé hosszabb - a túlfolyási idő azonban jobban változik, mint a kipufogási idő (=kevesebb előürítés). Optimalizálás a nagyobb nyomatékhoz közepes fordulatszámon.
Kurblitengelyek: Nagyobb furat vagy nagyobb löket?
A hosszú löket a drágább, de a teljesítménynövekedés szempontjából a jobb módszer a lökettérfogat növelésére, mivel az 5%-kal nagyobb lökettérfogat (ami 5%-kal nagyobb lökettérfogattal érhető el) 5%-kal nagyobb négyzetmilliméternyi ablakfelületet jelent, ha az időzítés változatlan marad. Tehát az elmozdulás és az ablakfelület ugyanolyan arányban nő. Ezzel szemben a furat megváltoztatásával 5%-kal nagyobb lökettérfogat (ami 2,46%-kal nagyobb furattal érhető el, mivel a furat négyzetre van állítva a lökettérfogat számításánál) csak 2,46%-kal nagyobb ablakfelületet érhet el. Ez az oka annak is, hogy a Grand Prix nagyteljesítményű kétütemű motorok többnyire négyüteműek (a lökettérfogat és a furat aránya nagyjából azonos).
Nekünk, robogósoknak azonban a szabványos motorok alapján kell tuningolnunk, és nem választhatjuk meg szabadon a lökettérfogatot és a lökettérfogat-búr arányt. Több furat könnyen és olcsón elérhető a hengerek cseréjével, ezért ez a legelterjedtebb módszer. Még akkor is, ha ez sajnos csak egy rövid löketű motort eredményez.
Nagyon hosszú kipufogógáz- és túlfolyási időzítés és ezáltal nagy teljesítmény azonban csak a dugattyúút növelésével érhető el. A forgattyúház körüli csavarkötés azonban szűk határokat szab a lehetséges további lökethossznak, és a házat meg kell munkálni, azaz ki kell orsózni, hogy az átmérőben elegendő hely legyen a hosszú lökethosszú tengely számára. Mivel a 20 m/s-os kritikus dugattyúsebességet excentrikus, hosszú löketű tengelyek esetén lehet elérni, a karburátor és a gyújtás beállításait is rendkívül pontosan kell beállítani. Ha azonban veszi a fáradságot, és a hengerek időzítését is optimálisan állítja be, akkor egy nagyon erős motorral jutalmazzák, és 40 LE/40 Nm feletti teljesítmény is lehetséges.
Mire van szüksége egy alacsony rezgésszámú forgattyútengelynek?
A forgattyús tengely jelentősen befolyásolja, hogy a motor milyen erősen rezeg. Az erős rezgések nemcsak a menetkomfortra vannak negatív hatással, hanem a robogó egyes alkatrészeinek tartósságát és nem utolsósorban a motor teljesítményét is befolyásolják.
A forgattyús tengely alacsony rezgésszámú működéséhez több tényező is fontos:
Aforgattyústengely beállítása: A forgattyútengelynek mindig teljesen egyenesen kell futnia a csapágyak között. A két forgattyúhíd a forgattyúcsapon keresztül kapcsolódik egymáshoz. Ha a forgattyús tengely ennél a csatlakozásnál elcsavarodik, rezgések lépnek fel.
Akülönösen jó minőségű forgattyús tengelyeket, mint például a SIP Performance tengelyeket, kézzel nagyon pontosan igazítják.
Kiegyensúlyozási helyzet: A forgattyús tengelynek a lengő tömegek (dugattyúk stb.) ellensúlyával kell rendelkeznie. Ez azt jelenti, hogy a csapágyfelületeken nyugvó, összeszereletlen forgattyús tengely az ellensúly körül fog lengni. A forgattyús tengely legnehezebb pontja lefelé mutat. Ahhoz, hogy ez a súlypont hasznos ellensúlyt jelentsen a dugattyú mozgásával szemben, a forgattyúcsapnak 12 óránál vagy (ha a forgattyús tengely az óramutató járásával megegyező irányban forog) 1 óránál kell lennie.
Sok Vespa versenykormányt durván megmunkáltak, hogy több helyet biztosítsanak a friss gáznak a szívócsőben. Ez gyakran az ellensúly ferdüléséhez vezetett. Egy jó modern tengely a megmunkálás vagy a kiegyensúlyozó súlyok alakjával kompenzálja ezt a ferdeséget.
Egyensúlyi tényező: A forgattyús tengely által a dugattyúhoz helyezett ellensúlynak meg kell felelnie a dugattyú súlyának. Ennek a súlynak az ideális tényezőjét százalékban kifejezve egyensúlyi tényezőnek nevezzük. Az, hogy egy motor esetében mi az ideális egyensúlyi tényező, ismét sok más tényezőtől függ. Például a henger pozíciója.
A probléma az, hogy nincs egyetlen abszolút helyes egyensúlyi tényező. Minden gyártónak megvan a saját filozófiája. Ezenkívül minden gyártó más-más dugattyúsúlyt használ az egyensúlyi tényező meghatározásához. Általában a saját termékeik, amelyekhez a forgattyús tengelyt tervezték.
Mit jelent a "finoman kiegyensúlyozott" kifejezés?
Afinoman kiegyensúlyozottvalójában nem egyértelmű technikai kifejezés. Ez inkább egy köznyelvi kifejezés a különösen jól kiegyensúlyozott forgattyús tengelyre. Ennek ellenére úgy döntöttünk, hogy ezt a kifejezést a forgattyús tengelyre vonatkozó információként használjuk.
A "finoman kiegyensúlyozott" kifejezést olyan forgattyús tengelyek leírására használjuk, amelyek mindhárom fenti pontnak megfelelnek:
Ezek különösen precízen vannak összehangolva.
12 vagy 1 óránál egyensúlyoznak.
A gyártó bizonyos egyensúlyi tényezőt épített be a tervezésbe.
Sajnos ez nem garancia arra, hogy az adott tengely kiegyensúlyozása tökéletesen illeszkedik a tervezett motorhoz. De ez egy egyértelmű minőségi jellemző, ami nagyban növeli a zökkenőmentes motorozás valószínűségét.
A csatlakozó rúd
A hosszabb csuklópálca nem változtatja meg a löketet, de a hengert ennek megfelelően meg kell emelni. A hosszabb csuklópálca előnye, hogy a félütemnél kevésbé dől el, és így a dugattyú kisebb oldalirányú erőt fejt ki a hengerfalra, ami kisebb súrlódást eredményez. Ennek az előnynek azonban drasztikusan nagyobb forgattyúház térfogat az ára: A lábpecsét belső pereme által körülvett terület magasságának szorzatával nő.
Az időzítés is változik a hosszú összekötőrúddal. Azonban csak kis mértékben, mert a dugattyú emelési görbéje némileg megváltozik.
Mivel a forgattyústengelyeket a forgórúdcsap tartja össze, kívánatos, hogy a két tengelycsap csavarodásának megakadályozása érdekében a lehető legnagyobb legyen a tömörítési méret. A csuklócsapszeget, amelyen a csuklórúd és a csapágy ül, nagy nyomással a tengely két orcájába nyomják. Ha az orsók furatai túl nagyok, vagy a csap átmérője túl kicsi, a sajtolt kapcsolat nem tud elegendő szilárdságot kifejteni, és megadja magát. Ez súlyos motorkárosodáshoz vezethet. Emiatt a nagyobb teljesítményű motorok csatlakozórúd-csapágyait gyakran hegesztik az orsókhoz, hogy eleve megakadályozzák a csavarodást.
Különbséget teszünk a szabványos és a csiszolt lapátos, áramlásoptimalizált csuklópálcák között.
A csatlakozó rúd hosszát mindig a középső szemtől a középső szemig kell mérni. A csúcskategóriás kismotorok számára például a POLINI speciális tengelyei 97 mm helyett 102 mm-es hajtórúdhosszúságúak.
A régebbi Vespa modelleken a súrlódás minimalizálása érdekében sárgaréz perselyeket használtak a hajtórúdcsapágyakhoz. A keverék magas olajtartalma és a nagyon alacsony motorfordulatszám miatt a múltban megbízhatóan lehetett motorozni. Mivel azonban a modern motorok nagyobb fordulatszámot érnek el, és kevesebb olajat adagolnak, manapság általában tűcsapágyakat használnak a csatlakozó rúd felső és alsó részén. Ezek nagyobb sebességet is kibírnak, és a versenytengelyek esetében további kenőnyílásokon vagy -nyílásokon keresztül keveréket is kapnak. Ez megbízhatóan megvédi a csapágyat a "száraz", túl melegedő és a dugattyúcsapon vagy a csapszegcsapon megtapadó csapágyat. A kiváló minőségű ezüst csapágyaknál a csapágybetétet ezüstözik, ami kisebb súrlódást és kopást eredményez, és így hosszabb élettartamot biztosít.
Smallframe: Kúp, csapágy és olajtömítéses ülés
A Smallframe forgattyús tengelyek három különböző változatban kaphatók:
A régebbi kisméretű modellek (V50/PV/ET3) alapfelszereltségként egy "hegyes" kúppal ellátott forgattyús tengellyel vannak felszerelve (Ø 19 mm-es olajtömítés, Ø 20 mm-es csapágyfelület), amelyen a ventilátor kereke ül. Ez azonban nem különösebben strapabíró, ezért már enyhe hangolással is leválhat.
Ezzel szemben az utódmodell kúpja sokkal stabilabb: a PK XL forgattyús tengelye tompább kúppal rendelkezik, 20 mm-es olajtömítéses üléssel (a csapágyülés Ø-je változatlan marad), amely nemcsak minden tuningcélra optimálisan alkalmas, hanem ideális alapot jelent az elektronikus gyújtásra való átálláshoz is. Az 51 mm-es lökethosszúságú tengelyek (eredetileg a PK125XL/ETS-ekbe szereltek) a legstabilabb kialakításúak, tovább erősített olajtömítés-üléssel (24 mm) és 25 mm-es csapágyüléssel. Tökéletes az ambiciózus tuning projektekhez. Ezek azonban csak az eredeti V50 és PK50 házakba építhetők be, átalakító csapágyazással és olajtömítéssel együtt.
Röviden, háromféle olajtömítés- és kétféle csapágyülésméret létezik a kisméretű Vespákon.
Kurblitengelyek és Lambretta
Az 1-3 LIS/SX/TV DL/GP sorozat szabványos tengelyei 58 mm-es lökhosszúságúak és 107-es csatlakozórúddal rendelkeznek. Csak a TV175 alapfelszereltségként 116 mm-es csatlakozórúddal rendelkezik.
Lehetőség van 110 mm-es forgattyústengely beépítésére a 107 mm-es forgattyústengely helyett. Ennek eredményeként a motor egyenletesebben fog működni. Ebben az esetben a hosszabb csuklópálcát 3 mm-es lábtömítéssel kell kompenzálni. A 107 és 110 mm közötti különbség azonban nagyon kicsi. Jobb, ha 116 mm-es forgattyústengelyre alakítjuk át a forgattyústengelyt. A hosszabb csuklópálca ideálisan kompenzálható egy alacsonyabb sűrítési magasságú dugattyúval. A legtöbb Lambretta hengerhez az eredeti 39 mm-es dugattyúk helyett 30 mm-es sűrítési magasságú dugattyúk kaphatók. Ily módon a simaság tekintetében valódi javulás érhető tetten.
A tuningszektorban különbséget lehet tenni a versenytengelyek és a hosszútávú tengelyek között. Mivel a Lambretta motorok közvetlenül a hengerbe szívják a levegőt, a forgattyústengely alakját nem befolyásolják a forgattyúházba történő szívás követelményei. A versenytengelyeket különösen rugalmas anyagok, kiváló minőségű csapágyak, speciális csatlakozó rudak, különleges kiegyensúlyozás vagy súly jellemzi. A hosszú ütésű tengelyek számos változatban kaphatók. A 60 mm-es löketek messze a legnépszerűbbek, mivel a 60 mm-es tengelyek általában a ház módosítása nélkül beépíthetők. A 60 mm-nél nagyobb lökettérfogatú, hosszú lökettérfogatú tengelyek nagyobb átmérőjű forgattyúsházat igényelnek.
A Vespával ellentétben a Lambretta kúpja csak két, egymással cserélhető változatban kapható. A nagy, 25 mm-es kúp (közvetlenül az olajtömítés után mérve) eredetileg csak a DL/GP motorban volt. Az összes többi modell kis kúpja 21 mm-re keskenyedik közvetlenül az olajtömítés ülése után. Maximális terhelésnél vagy nagy sebességnél azonban hatalmas erők hatnak a teljes kúpra, amelyeket a 21 mm-es kúp keskeny csúcsa nem mindig képes megbízhatóan elviselni. Alapvetően ugyanez érvényes itt is: Minél vastagabb a kúp, annál stabilabb és annál alkalmasabb a hangolásra. A kúptól függően természetesen szükség van a megfelelő ventilátorkerékre is.
