Advertisement

 

Tune it: Κινητήρες World RX Rallycross 2018

Tune it: Κινητήρες World RX Rallycross 2018

Απεργιακό τεύχος αυτό το μήνα -ελέω Πρωτομαγιάς- και θα δούμε με λεπτομέρεια το καινούργιο 2λιτρο θηριάκι που εξέλιξαν οι Γάλλοι της Pipo Moteurs, τους οποίους είχαμε γνωρίσει σε παλιότερο τεύχος, πάλι για τη δουλειά τους σε μοτέρ ράλι. Κάτι παρόμοιο είναι και η δουλειά που θα δούμε τώρα. Τα τελευταία πέντε χρόνια μία ιδιαίτερη μορφή αγώνων έχει μεγάλη επιτυχία στον πολιτισμένο κόσμο (όχι βέβαια στο Ελλαδιστάν) και δεν είναι άλλη από το Rallycross. Η αρχική μεγάλη επιτυχία του θεσμού στην Αμερική σαν Global Rallycross Championship (GRC) ώθησε τη FIA να θεσπίσει, από το 2014, το Παγκόσμιο Πρωτάθλημα Rallycross ή World RX, όπως λέγεται …στα γρήγορα! Και τα δύο πρωταθλήματα έχουν από 12 αγώνες το χρόνο, με βασικές συμμετοχές των Peugeot, Ford, Audi και VW. Τα αυτοκίνητα στο Rallycross είναι τετρακίνητα που βασίζονται στα μοντέλα παραγωγής, με κανονισμούς GpA και GpN και έχουν παραχθεί πάνω από 2.500 μονάδες μέσα σε διάστημα 12 μηνών. Τα μοτέρ τους είναι 2λιτρα τούρμπο και μέχρι το 2015, τα GRC και World RX είχαν κοινές προδιαγραφές για χρήση μπλοκ και κεφαλών παραγωγής, αλλά ο αριθμός των μοτέρ και των ανταλλακτικών για κάθε σεζόν ήταν ελεύθερος. Είδε όμως η FIA ότι οι ομάδες με το πολύ χρήμα άλλαζαν τα μοτέρ σαν τα …σώβρακα, πράγμα που θεωρήθηκε άδικο πλεονέκτημα έναντι των …φτωχών ανταγωνιστών τους. Έτσι, έβγαλε καινούργιο φιρμάνι ότι το κάθε αυτοκίνητο θα μπορεί να αλλάζει μέχρι 3 μοτέρ καθ’ όλη τη διάρκεια της σεζόν και μιλάμε για 2λιτρα τούρμπο, 4κύλινδρα εν σειρά με στόμιο εισόδου (περιοριστή ή πνίχτη για τους μορφωμένους) εσωτερικής διαμέτρου 45mm. Τα μοτέρ, όμως, αυτά δεν χρειάζεται να βασίζονται σε κομμάτια παραγωγής! Υπάρχουν μερικοί περιορισμοί στις διαστάσεις και στο βάρος κάποιων εξαρτημάτων, όπως και στη χρήση εξωτικών υλικών, αλλά γενικότερα, ο σχεδιασμός του μοτέρ είναι ελεύθερος. Η δε τοποθέτηση του μοτέρ μπορεί να είναι διαμήκης ή εγκάρσια και με κλίση μέχρι 35ο από την κατακόρυφο. Αμέσως μόλις η FIA δημοσιοποίησε τους νέους κανονισμούς, η εταιρεία Pipo Moteurs, με έδρα την Γαλλική πόλη Valence, ξεκίνησε να σχεδιάζει το νέο της μοτέρ. Ο υπεύθυνος ανάπτυξης της εταιρείας είπε: «ενθουσιαστήκαμε με την ευκαιρία να σχεδιάσουμε ένα τελείως δικό μας μοτέρ, χωρίς να χρειάζεται να ξεκινήσουμε από κάποιο ήδη υπάρχον μοτέρ κάποιου κατασκευαστή. Αρχίσαμε με κάποιους στόχους απόδοσης, από τους οποίους βγάλαμε τις βασικές διαστάσεις και σχετικά γρήγορα φτάσαμε στην παραγωγή». Βασική προϋπόθεση ήταν να έχει το μοτέρ την απαιτούμενη διάρκεια ζωής για να βγάλει άνετα ολόκληρη τη σεζόν, κάτι που θα βοηθούσε τους πελάτες να ασχοληθούν με τη βελτίωση του σασί, των αναρτήσεων κλπ, χωρίς να σπαταλούν χρόνο για το μοτέρ και τα πιθανά του προβλήματα. Ο αρχικός σχεδιασμός ήταν να συμμετέχει η εταιρεία στο πρωτάθλημα του 2017, κόντρα σε άλλους καταξιωμένους κατασκευαστές, όπως είναι η Oreca (Γάλλοι κι’ αυτοί, που δίνουν τα μοτέρ στην Peugeot), η VW που φτιάχνει τα δικά της μοτέρ για το World RX και GRX, αλλά και τον -ακόμα άγνωστο (!)- προμηθευτή της Audi. Η δουλειά στα μοτέρ άρχισε το 2016 και πολύ γρήγορα η εταιρεία καπάρωσε πελάτες για αρκετά μοτέρ.

Κάποια τεχνικά στοιχεία μάστορα?             

Λοιπόν, μιλάμε για μοτέρ τούρμπο 1997cc, 4κύλινδρο εν σειρά και με εσωτερικές διαστάσεις (διάμετρος x διαδρομή) 85x88mm. Η εταιρεία χρησιμοποίησε την εμπειρία των 20 -και βάλε- χρόνων που έχει στο WRC για να καταλήξει σ’ αυτά τα νούμερα, τα οποία, όπως εξηγούν, είναι ο καλύτερος συνδυασμός για να πετύχουν τον άριστο συσχετισμό ροπής και ισχύος για το όριο των 8.500 στροφών. Φυσικά, με διάμετρο μεγαλύτερη των 85mm μπορούν να χρησιμοποιηθούν μεγαλύτερες βαλβίδες για μεγαλύτερη ογκομετρική απόδοση. Αλλά από την άλλη μεριά, το μεγαλύτερο έμβολο και ο θάλαμος καύσης δέχονται περισσότερη θερμότητα από την καύση, απαιτείται περισσότερη δουλειά από το σύστημα ψύξης και ταυτόχρονα, οι μεγαλύτερες θερμοκρασίες μειώνουν τα περιθώρια για έλεγχο της αυτανάφλεξης (πηράκια, πειράκια, πυράκια… ό,τι έχετε ευχαρίστηση, το γράφετε όπως θέλετε!) Και τώρα κρατηθείτε λίγο γιατί έρχεται πολύ χοντρό νούμερο… η πίεση που σηκώνει το εργαλείο είναι …4.5bar. Ναι, ναι, δεν είναι λάθος, 4.5bar απόλυτη πίεση! Αυτά να τα ακούτε εσείς οι τουρμπάτοι γκαζοφονιάδες, που ανεβάζετε 2μπαρα στα κουρδιστήρια σας και παθαίνετε …πριαπισμό! Με τέτοια, λοιπόν, πίεση δεν απασχολεί πια και τόσο πολύ η ογκομετρική απόδοση, αλλά η διάμετρος των 85mm βρέθηκε ιδανική για τις απαιτήσεις των μηχανικών. Όταν άρχισαν να σχεδιάζουν το μοτέρ, θέλησαν να χρησιμοποιήσουν το όριο των 35ο για να τοποθετηθεί εγκάρσια και με κλίση προς τα πίσω, για μετατόπιση του βάρους πιο πίσω και χαμηλότερα. Έτσι, δημιουργήθηκαν και ιδιαίτερες απαιτήσεις για τα υγρά του μοτέρ, τα λάδια και το ψυκτικό, που θα έπρεπε να κυκλοφορούν πλήρως και αποδοτικά στο κάθε κύκλωμα, κάτι που σε πρώτη ματιά δεν φαντάζει σαν πιθανό πρόβλημα. Μάλιστα, όταν στην αρχή του προγράμματος επιχείρησαν να δώσουν παρόμοια κλίση σε κάποιο μοτέρ παραγωγής για τις προκαταρκτικές δοκιμές, έγινε ο κακός χαμός με τα λάδια που δεν κατέβαιναν στο κάρτερ. Έτσι, ξεκίνησε ο σχεδιασμός με πρωταρχικό γνώμονα και αυτό το πρόβλημα. Από την αρχή του project, η Pipo συνεργάσθηκε στενά με τη Sadev, τον κατασκευαστή του σασμάν, ώστε να ταιριάξει απόλυτα με όλες τις ιδιαιτερότητες του μοτέρ. Από πολύ νωρίς ήταν γνωστό ότι πρόκειται για εγκάρσιο μοτέρ και με κλίση 35ο. Ο διαθέσιμος χώρος που έμενε για το σασμάν ήταν πολύ μικρός μετά την τοποθέτηση της τουρμπίνας και των σωληνώσεων. Μόλις τελείωσε το πρωτότυπο αυτοκίνητο με τα βασικά του τμήματα, το έστειλαν στη Sadev για να κάνουν τα δικά τους …μαγικά με το σασμάν και αυτοί έλυσαν το πρόβλημα με τον καλύτερο δυνατό τρόπο και με άριστη λειτουργικότητα. Από την αρχή, στόχος της Pipo ήταν να πουλήσουν το κινητήριο σύνολο (μοτέρ/σασμάν) σε οποιονδήποτε πιθανό πελάτη του πρωταθλήματος Rallycross, οπότε είχε μεγάλη σημασία ο μικρότερος δυνατός όγκος του συνόλου, για να μπορεί να τοποθετηθεί σε κάθε καρότσα που θα κάλυπτε την ομολογκασιόν.

Το μπλοκ  

Το μπλοκ είναι κατασκευασμένο από σκληρό, ελαφρύ κράμα αλουμινίου, από αυτά που χρησιμοποιούνται στις λεγόμενες αεροπορικές εφαρμογές. Οι κύλινδροι και το επάνω μέρος του μπλοκ είναι από ένα κομμάτι (billet για τους …επιστήμονες και μάλιστα -όπως λέει η Pipo- ανώτερο από το 7075) και από άλλο ένα κομμάτι είναι ο στροφαλοθάλαμος και το κάρτερ. Οι οδηγίες που δόθηκαν στο χυτήριο ήταν να έχει το υλικό τις ίδιες ακριβώς ιδιότητες σε όλα τα μέρη του και για να το πετύχουν, έχουν προβεί σε διαδοχικές θερμικές κατεργασίες κατά τη διάρκεια της χύτευσης και της ανόπτησης. Στο μηχανουργείο, τέλος, η δουλειά αρχίζει με ένα …τούβλο περίπου 100 κιλών, που μπαίνει στα μηχανήματα CNC για να καταλήξει τελικά στα …15kg! Έχει γίνει πρόβλεψη στα αρχικά σχέδια να μπορεί το μπλοκ να χρησιμοποιηθεί σαν 2λιτρο, αλλά και σαν 1600αρι στο WRC, WTCC ή άλλο πρωτάθλημα της επιλογής του πελάτη. Για το WRC, τα κέντρα των κυλίνδρων είναι κατ’ ελάχιστο στα 94mm και με διάμετρο 85mm, έχουμε 3mm πάχος σε κάθε κύλινδρο. Στο «δικό μας» μοτέρ, τα κέντρα είναι στα 96mm για περισσότερη ασφάλεια και αντοχή, αλλά και για περισσότερο χώρο για την κυκλοφορία του νερού. Ο κάθε κύλινδρος έχει πρεσσαριστό χιτώνιο με ειδική πρόβλεψη στεγανοποίησης με το καπάκι (4.5bar είναι αυτά…). Το νερό μπαίνει από το κάτω μέρος των κυλίνδρων και κινείται προς το καπάκι απ’ όπου φεύγει για το ψυγείο. Το κύκλωμα λειτουργεί με ηλεκτρική αντλία που κρίθηκε σαφώς πιο αποδοτική από μία κλασσική μηχανική. Λόγω του περιοριστή στις μηχανές αυτές, η «καμπύλη» ισχύος δεν είναι πια καμπύλη, αλλά είναι μάλλον μία ίσια, οριζόντια γραμμή. Γι’ αυτόν το λόγο χρειάζεται σταθερή ροή και ψύξη, καθότι τα χαρακτηριστικά διατηρούνται σταθερά σε όλο το φάσμα των στροφών. Σε μοτέρ που αλλάζει χαρακτηριστικά ισχύος με τις στροφές, απαιτείται αντλία ψύξης με μεταβλητή παροχή. Ένα άλλο πλεονέκτημα της ηλεκτρικής αντλίας είναι ότι μπορεί να λειτουργεί με μπαταρία και σβηστό μοτέρ, πράγμα που είναι καλό για τον έλεγχο της προοδευτικής συστολής των μετάλλων ύστερα από  αγώνα/ειδική διαδρομή. Η συγκεκριμένη αντλία καταναλώνει ρεύμα περίπου 30Α, οπότε η κατανάλωση δεν θεωρείται και τεράστια, αφού τα Rallycross διαρκούν μόνο κάπου 5-6 λεπτά της ώρας!

Καπάκι (κυλινδροκεφαλή στο …επιστημονικότερο)

Τα μπεκ στο μοτέρ βρίσκονται στους αυλούς -δεν έχει δηλαδή άμεσο ψεκασμό-, διότι οι μηχανικοί θεώρησαν ότι έτσι επιτυγχάνεται καλύτερος έλεγχος στο συγκεκριμένο τύπο αγώνα. Το κάθε σύστημα έχει τα δικά του συν και πλην ανάλογα με την εφαρμογή. Στον άμεσο ψεκασμό έχουμε μόνο ένα μπεκ ανά κύλινδρο, ενώ στον έμμεσο μπορούμε να έχουμε δύο και σε διαφορετικές θέσεις για καλύτερη απόδοση. Λόγω της μεγάλης ισχύος, χρειάζεται πολύ καύσιμο το θηρίο στα μεγάλα φορτία και με τα δύο μπεκ μπορούμε να έχουμε πολύ μικρό χρόνο ψεκασμού, ιδιαίτερα με το σύστημα AntiLag (ALS). Με διπλά μπεκ μπορούμε να έχουμε μικρή ροή σε χαμηλότερες στροφές/φορτίο και φουλ παροχή στα μεγάλα ζόρια. Δικαιολογείται έτσι η χρήση δύο μπεκ στην εισαγωγή αντί ενός για άμεσο ψεκασμό. Το προφίλ των αυλών εισαγωγής συνδυάζει σχεδιαστικά στοιχεία από έμμεσο ψεκασμό, με ομαλή μετάβαση σχεδόν μέχρι τον οδηγό της βαλβίδας και ένα «σκαλοπάτι» αμέσως πριν την είσοδο στο θάλαμο για επιτάχυνση του μείγματος και αποφυγή συσσώρευσης του μείγματος στη βαλβίδα… Όλα αυτά βέβαια βγήκαν από πολυάριθμες δοκιμές στο flowbench …ακούς Γιωργάρα απ’ το Γαλάτσι -κι’ας μην ήρθες για προβατίνα, προδότη! Στην Pipo Moteurs ψάχνονται από το 2010 για το καλύτερο σχέδιο αυλών σε καπάκια άμεσου ψεκασμού για το WRC και κατέληξαν στο καλύτερο δυνατό. Για το συγκεκριμένο μοτέρ, ο αρχικός σχεδιασμός έγινε με τη βοήθεια προγραμμάτων CAD, η κατασκευή μονοκύλινδρου πρωτοτύπου με CNC ύστερα από πολλές δοκιμές σε flowbench και τελευταίο φτιάχτηκε το πρωτότυπο για το δυναμόμετρο.  Οι 16 βαλβίδες έχουν γωνία μεταξύ εισαγωγής εξαγωγής 39ο. Η μικρή αυτή γωνία επιλέχθηκε για να μειώσει -κατά το δυνατόν- το εμβαδόν της επιφάνειας του θαλάμου καύσης και να περιορίσει τις θερμικές απώλειες, διατηρώντας την καλύτερη θέση για το μπουζί και επαρκή κυκλοφορία νερού γύρω από το θάλαμο. Διάμετρος βαλβίδων εισαγωγής 32.5 και εξαγωγής 28mm. Το μέγιστο βύθισμα βαλβίδων είναι 12mm από τους κανονισμούς. Οι εκκεντροφόροι βέβαια είναι δύο και λειτουργούν τις βαλβίδες με ποτηράκια, τα οποία είναι κυρτά (και όχι επίπεδα) στη λειτουργική τους επιφάνεια. Το γιατί, θα το διαβάσετε στο επόμενο τεύχος, μαζί με τις μεγάλες ζέστες, γιατί το παρακάναμε αυτό το μήνα!          

 

Αρθρογράφος