Ο τομέας των βελτιώσεων αναμφισβήτητα έχει εισβάλει πλέον στην ζωή όσων ασχολούνται με την αυτοκίνηση. Στην πραγματικότητα ο όρος ΄βελτίωση΄ δεν αντιπροσωπεύει την ουσία του πράγματος. Δόκιμος όρος είναι η λέξη ΄τροποποίηση΄ και μάλιστα τροποποίηση με βάση την επιθυμία του ενδιαφερόμενου.

Όπως έχουμε άλλωστε αναφέρει και στο παρελθόν, όταν μία εταιρία αποφασίζει τη παραγωγή κάποιου οχήματος λαμβάνει υπ’ όψη της πολύ συγκεκριμένα στοιχεία με απώτερο σκοπό πάντα την μεγιστοποίηση του κέρδους της και φυσικά την διατήρηση της εικόνας της προς το ευρύ καταναλωτικό κοινό.

Τι γίνεται όταν όμως ο ιδιοκτήτης έχει τις δικές του απαιτήσεις για το όχημα που πρόκειται να αποκτήσει; Η δυνατότητα παραγγελίας οχημάτων συγκεκριμένων χαρακτηριστικών ανήκει σε ανθρώπους που ζουν στην άπω ανατολή, φορούν σαρίκι και κοιμούνται πάνω στο πενήντα της εκατό των συνολικών κοιτασμάτων πετρελαίου της γης… Όταν λοιπόν οι απαιτήσεις του καταναλωτή δεν ικανοποιούνται πλήρως από την ίδια την εταιρία παραγωγής, αυτός έχει σαν μονόδρομο το να καταφεύγει στα εξειδικευμένα συνεργεία (τα οποία συνεχώς αυξάνονται προσφέροντας παράλληλα λύσεις που πριν από μερικά χρόνια μόνο επίσημοι οίκοι του εξωτερικού μπορούσαν να πραγματοποιήσουν).

Ας ξεκινήσουμε την αναφορά μας στις βελτιώσεις από την καρδιά του αυτοκινήτου, τον κινητήρα. Το ερώτημα που περνάει άμεσα από το μυαλό οποιουδήποτε ακούει την φράση ΄βελτίωση κινητήρα΄ είναι πάντα το ίδιο. Ατμοσφαιρικό ή turbo ; (για τις περιπτώσεις των ατμοσφαιρικών κινητήρων που είναι και η πλειοψηφία της αγοράς) Η απάντηση επιδέχεται δυσθεώρητα μεγάλες αναλύσεις που πρέπει να αγγίξουν τα έγκατα της θεωρητικής και πραγματικής λειτουργίας των δύο αυτών κατασκευαστικών λύσεων. Δεν πρέπει να μας διαφεύγει ακόμη ότι σημαντική πλευρά του θέματος είναι και η οικονομοτεχνική. Πόσα χρήματα κερδίζω αλλά και πόσο είναι ικανοποιημένος ο πελάτης με βάση τα χρήματα που ξοδεύει.

Για βελτιώσεις της τάξεως του 10-20%, για οικονομικούς πάντα λόγους, η οδός που πρέπει να επιλέγεται στις περισσότερες των περιπτώσεων είναι η ατμοσφαιρική, με την οποία θα ασχοληθούμε σ’αυτή τη σειρά άρθρων. Η διαδικασία σε αυτή την περίπτωση είναι λίγο πολύ γνωστή όμως το αποτέλεσμα συχνά απογοητεύει.

Πρώτο στοιχείο επέμβασης είναι η βελτίωση της αναπνοής του κινητήρα. Μιλώντας για αναπνοή ας φέρουμε το παράδειγμα των αθλητών που ασχολούνται με την ελεύθερη κατάδυση. Πριν την μεγάλη βουτιά, για την επίτευξη του μέγιστου των επιδόσεων, οι πνεύμονες του αθλητή πρέπει να πληρωθούν με την μεγαλύτερη δυνατή ποσότητα αέρα. Πρώτη κίνηση έτσι είναι μια δυνατή εκπνοή και δεύτερη στη συνέχεια μια καλή εισπνοή. Αυτή η διαδικασία τηρείται ούτως ώστε με την δυνατή εκπνοή να αποβάλλεται όλο σχεδόν το διοξείδιο του άνθρακα που παραμένει από την προηγούμενη αναπνοή στους πνεύμονες. Τώρα όλος τους ο όγκος είναι σε θέση να γεμίσει με φρέσκο ατμοσφαιρικό αέρα για την επίτευξη της μέγιστης επίδοσης. Επιστέφοντας τώρα από τους ανθρώπους στις μηχανές επαληθεύεται ο ίδιος ακριβώς μηχανισμός. Όσο και αν πασχίζουμε να κάνουμε τον κινητήρα να εισπνεύσει μεγαλύτερες μάζες αέρα με σκούπες ή "φαράσια", αν προηγουμένως δεν έχουμε διασφαλίσει την άνετη αποβολή των καυσαερίων, τα κέρδη που θα λάβουμε θα είναι πολύ μικρά. Αδιαμφισβήτητα όσο μικρή ή μεγάλη πρόκειται να είναι η έκταση της μετατροπής πρώτο στοιχείο που πρέπει να επέμβουμε είναι το σύστημα εξαγωγής. Το σύστημα αυτό αν και φαινομενικά απλό έχει σοβαρή επίδραση στις καμπύλες ισχύος και ροπής των σύγχρονων κινητήρων.

Το σύστημα εξαγωγής μπορούμε να το διαιρέσουμε σε τέσσερα επί μέρους στοιχεία:

1. Την πολλαπλή εξαγωγής (χταπόδι) 2. Τον καταλυτικό μετατροπέα 3. Τις διατάξεις περιορισμού του θορύβου (σιγαστήρες) 4. Τις σωληνώσεις

Στα πρώτα στάδια του συστήματος αμέσως μετά την κυλινδροκεφαλή, παλμικά κύματα καυσαερίων που οφείλονται στην περιοδική λειτουργία των εμβολοφόρων κινητήρων, ταξιδεύουν γρήγορα περιμένοντας κάποιον αξιόλογο τεχνικό να τα τιθασεύσει για χάρη της καλής αναπνοής του κινητήρα. 

Το μέσο για την επίτευξη αυτού του στόχου είναι η πολλαπλή εξαγωγής. Η λύσεις που υπάρχουν για τετρακύλινδρους κινητήρες είναι η πολλαπλή 4-1 και το χταπόδι 4-2-1. Το σύστημα 4-1 (οι τέσσερις σωλήνες εξαγωγής ενώνονται σε έναν) λειτουργεί σωστά σε πολύστροφους κινητήρες πέραν του ορίου των 8000rpm. Βέβαια 4-1 κατασκευασμένα από χυτοσίδηρο, συναντάμε και σε κινητήρες χαμηλής απόδοσης και προϋπολογισμού αφού έτσι περιορίζεται το κόστος παραγωγής. Σε αυτή την περίπτωση οι πολλαπλές έχουν εξαιρετικά μικρό μήκος περιορίζοντας σημαντικά την απόδοση του κινητήρα. Επίσης κοντά συστήματα 4-1 φέρουν οι περισσότεροι κινητήρες turbo για χωροταξικούς και θερμοδυναμικούς λόγους.  

Στην αρχή της προηγούμενη παραγράφου αναφερθήκαμε σε παλμικά κύματα καυσαερίων που παράγονται από την λειτουργία των εμβολοφόρων M.E.K. Πως τελικά ένα χταπόδι 4-2-1 μπορεί να τα εκμεταλλευτεί ώστε να βελτιωθεί ο βαθμός πλήρωσης του κινητήρα σε αέρα; Οι πολλαπλές αυτές ενώνουν την εξαγωγή του πρώτου με την εξαγωγή του τέταρτου κυλίνδρου και την εξαγωγή του δεύτερου με την αυτή του τρίτου. Στην συνέχεια οι δύο σωλήνες ενώνονται μεταξύ τους καταλήγοντας στον κύριο αγωγό της εξάτμισης .

Για την κατανόηση της αρχής λειτουργίας ας υποθέσουμε ότι κάθε κύλινδρος μετά από ένα κύκλο λειτουργίας δεν βγάζει καυσαέρια αλλά σφαίρες που έχουν την ίδια ακριβώς διάμετρο με τις σωληνώσεις του χταποδιού. Οι σφαίρες μπορούν κατά αυτόν τον τρόπο να στεγανοποιούν τις σωληνώσεις ενώ παράλληλα κινούνται μέσα σε αυτές. Η σειρά ανάφλεξης όπως γνωρίζουμε είναι 1-3-4-2. Ξεκινάμε την περιγραφή με τον κύλινδρο Νο1 ο οποίος αφού ολοκληρώσει την εκτόνωση απελευθερώνει από την βαλβίδα εξαγωγής μια σφαίρα προς τον σωλήνα της εξαγωγής. Στην συνέχεια η βαλβίδα κλείνει. Η σφαίρα κινείται γρήγορα προς την εξάτμιση ενώ ταυτόχρονα στο πίσω μέρος της δημιουργεί κύμα υποπίεσης λόγω της κλειστής βαλβίδας εξαγωγής. Φανταστείτε μια ιατρική σύριγγα που ενώ έχουμε τοποθετήσει το δάχτυλό μας στην οπή εξόδου (την βαλβίδα εξαγωγής στην περίπτωση του κινητήρα) προσπαθούμε να τραβήξουμε το βάκτρο της προς τα έξω. Επειδή η δύναμή μας είναι αρκετά μεγάλη το βάκτρο θα κινηθεί αλλά στον χώρο πίσω από το έμβολο της σύριγγας θα δημιουργηθούν έντονες συνθήκες υποπίεσης. Με σωστό σχεδιασμό του χταποδιού μπορούμε να εκμεταλλευθούμε αυτό το κύμα υποπίεσης ώστε να ρουφήξει τα καυσαέρια-σφαίρα που θα δημιουργηθούν από την λειτουργία του επόμενου κυλίνδρου Νο3! . Κάτι τέτοιο συνεπάγεται με πολύ καλή απόπλυση του κυλίνδρου οπότε και αυξημένης δυνατότητας αναρρόφησης αέρα. Η παραπάνω διαδικασία επαναλαμβάνεται συνεχώς για όλους τους κυλίνδρους.

Γ.ΓΕΩΡΓΑΤΟΣ