A költségmérnök szabadságra megy

2010.05.26. 08:27
Lajosbá erősen vakarja a fejét, mikor meglátja. A tulaj meg akkor, mikor meghallja az árát. Pedig nem véletlen, hogy olyan lett a leömlő, amilyen.

A válság végét mindenféle szakértők próbálják előre jelezni, pedig nem kéne mást tenniük, mint meglátogatni egy-két nagyobb autógyár álláshirdetésekkel foglalkozó weblapját. Ha nincs állás, válság van, ha van, akkor nincs.

Így tettem én is néhány hete, s érdekes módon a bajor motorgyárban minden második-harmadik pozícióba úgynevezett költségmérnököt kerestek. Ő lehet az az ember, aki beosztja a kosztpénzt, és megmondja a rendes mérnöknek, hogy a turbó márpedig százhuszonnyolc euróba kerül legföljebb, aztán oldd meg, ahogy tudod.

Amikor a költségmérnök két hétre szabadságra megy (és viszi magával a kontrollingos kiscsajt is), akkor jön el a rendes mérnök ideje. És akkor születnek a gyönyörű, egyedülálló, briliáns mérnöki megoldások – kerül, amibe kerül.

Egy ilyen alkalommal szakíthattak például azzal a gyakorlatilag egyeduralkodó tradícióval, hogy a V motorok a friss levegőt a két hengersor között szívják, a kipufogógázok pedig a motor két oldalán, hengersoronként külön távoznak. Józan paraszti ésszel is belátható, hogy az akár ezer fok körüli hőmérsékletű gázok által felforrósodott leömlőnek jobb helye van kívül, mint belül, ahol a környező alkatrészekre káros lehet a két hengersor között megrekedt hő.

Feltöltött motoroknál, ahol a gyorsabb gázreakció érdekében gyakran hengersoronként külön-külön turbó nyomja a levegőt, bonyolódik a helyzet. A V8-as motorok klasszikus, leginkább elterjedt gyújtási sorrendje az egyenletes járás érdekében 1-5-4-8-6-3-7-2, ami (alapesetben) kilencven főtengely-fokonként jelent egy-egy munkaütemet, illetve – és számunkra most ez az érdekes – egy-egy kipufogást. Az azonos hengersorhoz tartozó, a gyújtási sorrendben egymás után következő hengerek kipufogása így térben és időben is kellemetlenül közel kerül egymáshoz.

Amikor a 6-os henger megkezdi a kipufogást, a gyújtási sorrendben közvetlenül előtte levő 8-as henger szelepe még nyitva van. A leömlőn végigsöprő nyomáshullám így ebben (és csak ebben) a hengerben akadályozza a gázcserét. Hasonló a helyzet a másik oldalon az 1-es és a 2-es henger viszonyában: mindkét hengersoron találunk a négy között egy-egy mostohagyereket, akinek minden alkalommal keresztbe tesz egy másik, így a hengerek közötti „munkamegosztás” soha nem lehet egyenletes. Kis túlzással hat ló húzza a szekeret, két másik pedig – mivel nem jut neki elég levegő – a túlélésért küzd. Ebből a konstrukcióból így, ebben a formában nem lehet kihozni többet.

Mivel a költségmérnök épp szabadságon volt, a rendes mérnökök olyat tettek, amire csak nagyon ritkán van lehetőségük az autógyárban: alapjaiban áttervezték az egészet úgy, hogy jó legyen. Így került a kipufogórendszer a két hengersor közé és így nemesedett a leömlő egyszerű, rozsdás öntvényből megdöbbentően összetett és drága alkatrésszé. A cél egyértelmű és világos volt: a gyújtási sorrendben egymástól lehető legtávolabb levő hengerek kipufogógázait kell összefogni, mert ezek zavarják a legkevésbé egymást. Közös csőbe került hát az 1/6, az 5/3, a 4/7 és a 8/2 hengerpárok kivezetése, hiszen ezek munkaütemei között egy teljes főtengelyfordulat eltelik. A négy közös cső közül a gyújtási sorrend szerint legtávolabbiakat pedig újfent párosítva vezetik egy-egy twin scroll turbóhoz. 1/6 és 4/7 hajtja az egyiket, 5/3 és 8/2 a másikat. Az egymással kapcsolatban álló hengerek között tehát mindig180 fok a fáziseltolás, ami garancia a hengerek egyenletes terhelésére.

Twin scroll

Az egymásba érő kipufogóütemek miatti teljesítményveszteség régóta foglalkoztatja a konstruktőröket. A probléma négyhengeres motoroknál ugyanúgy fennáll, mint nagyobb társaiknál. 1-3-4-2 gyújtási sorrend mellett a 4-es henger belepofázik a 3-as, az 1-es pedig a 2-es működésébe. Nem véletlen, hogy a versenygépeken gyakran külön-külön csődarabok merednek a külvilág felé, vagy például 4/2/1 rendszerű kipufogóval próbálják minimalizálni az egyes hengerek közötti kölcsönhatást. Egy ilyen, meglehetősen hosszú leömlő végére biggyesztett turbó viszont túlságosan messze kerülne az éltető, forró gázok forrásától, aminek teljesítményveszteség és nagyobb turbólyuk lenne a következménye.

A twin scroll turbók tervezői azzal vágták át a kipufogók gordiuszi csomóját, hogy az egymással haragban levő hengerek gázait elkülönítve vezették a turbinakerékhez. A turbinaházban kialakított két külön, csigaalakú járatból kilépő gázok közvetlenül a turbinakerékre áramlanak, így a leömlőre való visszahatásuk elhanyagolhatóan kicsi.

Ez egyrészt meglepően jó dinamikát és alig érezhető turbólyukat eredményez, másrészt lehetőséget ad a motor tervezőinek a kipufogószelep későbbi zárásával a töltetcsere további javítására, ami néhány százalékos fogyasztáscsökkenésben jelentkezik. Nem egy olcsó móka, de még mindig kevesebbe kerül, mint két (vényócnál négy) külön turbó, így nem csoda, hogy a BMW mellett egyre több gyártó (Pl.: Opel, Hyundai) sportosabb motorjaiban is terjed az alkalmazása. És ahogy a müncheniek és az ingolstadtiak bensőséges viszonyát ismerjük, talán a válaszcsapás sem várat oly soká magára.

A cél szentesíti az eszközt. Az eszköz pedig ezúttal egy 42 darabból hegesztett, brutális kipufogócsonk. A hőszigetelés miatt kettősfalú leömlő külső héja 2 mm vastag hőálló acélból készül, míg a kipufogógázokkal közvetlenül érintkező csöveket nikkelötvözetből gyártják. Az elképesztő, ezer fok fölötti hőmérsékletet is elérő kipufogógázok hatására jelentkező termikus feszültségeket az egymásba csúsztatott csövek elmozdulása egyenlíti ki. A belső csőrendszer tehát nem száz százalékig gáztömör: a 0,1 mm-es illesztéseknél elszökő gázokat a külső héj tartja távol a környezettől.

A nikkelcsöveket a bonyolult forma miatt IHU-eljárással alakítják – kerül, amibe kerül. Ennek során a formába helyezett csövet nagynyomású vízzel gyakorlatilag „felfújják”, így az felveszi a körülötte levő forma alakját. A hengerfejhez csatlakozó flancsnit kovácsolják, bizonyos csőszakaszokat vákuumos finomöntéssel készítenek. A 42 különálló darabot védőgázas hegesztéssel rögzítik – már ahol hozzáférnek. Ahol nem, ott lézerrel. Azoknál az illesztéseknél pedig, ahova a komplex forma miatt a lézer sem ér el, nikkelbázisú forraszanyagot használnak, miközben az egész nyolclábú pókot vákuumkemencében melengetik.

Az alkatrész kiskereskedelmi árát kétszázezer forint fölé saccoljuk.

Szavazzon!

  • 1191
    Turbó + kompresszor
  • 898
    No replacement for displacement
  • 783
    Turbó
  • 327
    Kompresszor

De a legkifinomultabb konstrukció és a legprecízebb gyártástechnológia mellett is ott sorakoznak a kérdések. Valóban minden alkatrész kibírja-e hosszú távon a V motor közepén az eszement hőterhelést? Valóban végeznek-e a chiptunerek hosszú távú flottateszteket, mielőtt belepiszkálnak a gyári beállításokba? A halántékát vagy a tarkóját vakarja-e meg Lajosbá, mikor az első BMW X6M-et betolják a műhelyébe azzal, hogy meg kéne hegeszteni, mert a márkaszervizben félmillióért cserélnék a leömlőt? Csupa-csupa kérdőjel...

Egyetért? Vitatkozna vele? Véleményét elmondaná másoknak is?

Tegye meg a publikáció blogposztján!