Red Shogun
well know member
- Δημοσιεύσεις
- 3.786
- Ηλικία
- 25
- Περιοχή
- Βόλος
- Μοτοσυκλέτα
-
Suzuki FL125
Suzuki V-Strom 650
- Όνομα
- Τάσος
- Περιοχή
- Βόλος
"Μα καλά, τι είναι αυτό το μαραφέτι; Αν το βγάλω λένε θα δίνει καλύτερο γκάζι..."
Ένας κινητήρας για να λειτουργήσει χρειάζεται δυο πράματα: καύσιμο και αέρα. Ο αέρας ωστόσο, δεν μπορεί απλά να περάσει "ανενόχλητος" μέσα στον κινητήρα μας. Κάπως πρέπει να καθαριστεί λοιπόν, μιας και οι σκόνες, τα μικρά σωματίδια και σκουπιδάκια μπορούν να προκαλέσουν φθορά στα μηχανικά μέρη. Έτσι λοιπόν δημιουργήθηκαν τα φιλτροκούτια!
(Το φιλτροκούτι, μιας Kawasaki Ninja 400)
Τι είναι όμως το φιλτροκούτι;
Το φιλτροκούτι, είναι ένας "κενός" θάλαμος τοποθετημένος στην εισαγωγή κινητήρων εσωτερικής καύσης. Οι παλαιότεροι κινητήρες, τραβούσαν αέρα απευθείας από το περιβάλλον, ξεχωριστά μέσω του κάθε καρμπυρατέρ. Με το φιλτροκούτι όμως, αυτή η πολυπλοκότητα "εξαφανίστηκε", μιας και ο αέρας πήγαινε απευθείας μέσα του και στην συνέχεια μέσω των σωλήνων εισαγωγής οδηγείται στα καρμπυρατέρ ή στα σώματα ψεκασμού, αν μιλάμε για EFI κινητήρα. Έτσι, το όχημα χρειάζεται μόνο ένα φίλτρο αέρα. Με λίγα λόγια, μας έκανε την ζωή λίγο πιο εύκολη.
Μια μικρή ιστορική αναδρομή
Τα παλιότερα φιλτροκούτια ήτανε πολύ απλοϊκά σαν κατασκευή. Ένα μαύρο κουτί με ένα φίλτρο κάπου εκεί μέσα κρυμμένο. Από την μια μεριά τραβάει αέρα, από την άλλη καταλήγει στην εισαγωγή του κινητήρα. Αυτή η κατασκευή, ήτανε αποτελεσματική απλά και μόνο στο να καθαρίζει τον αέρα και να προστατεύει τον κινητήρα. Να κρατάει κυρίως το φίλτρο αέρα, λίγο πιο καθαρό για λίγο περισσότερο. Είχε όμως δυο αρνητικά: 1) ήτανε ολίγον τι "φασαριόζικη" και 2) δεν άφηνε τον κινητήρα να αποδώσει στο μέγιστο του!
Αργότερα όμως, προς την δεκαετία του '70, η κυβέρνηση των ΗΠΑ εφάρμοσε αυστηρότερους νόμους όσον αφορά τον θόρυβο. Συνεπώς οι κατασκευαστές αντιλήφθηκαν, πως ο ήχος της εισαγωγής (όπως και της εξαγωγής), αποτελούσε πρόβλημα τους. Και έτσι άρχισαν να ψάχνουν τρόπους, για να "φιμώσουν" τόσο τον ήχο της εξαγωγής όσο και τον ήχο της εισαγωγής.
(Honda CRF450)
Η θεωρία της αντήχησης
Όπως ειπώθηκε και παραπάνω, οι κατασκευαστές έπρεπε να βρούνε τρόπο να βελτιώσουν τα φιλτροκούτια τους, τόσο για τον θόρυβο όσο και για την απόδοση. Ο ήχος δεν είναι τίποτα άλλο, πέρα από παλμοί πίεσης στον αέρα. Η βασική ιδέα είναι πως: όταν το πιστόνι οδηγείται στο κάτω νεκρό σημείο (ΚΝΣ), ρουφάει τον αέρα από το φιλτροκούτι, δημιουργώντας έναν παλμό χαμηλής πίεσης. Στην συνέχεια, μόλις η βαλβίδα εισαγωγής κλείσει, το φιλτροκούτι επιστρέφει ξανά στην ατμοσφαιρική πίεση. Αυτές οι εναλλαγές μεταξύ χαμηλής και υψηλής πίεσης, δημιουργούν θόρυβο. Και οι κατασκευαστές δεν το ήθελαν αυτό.
Έτσι λοιπόν, ακολούθησαν την φιλοσοφία των εξατμίσεων. Οι σιγαστήρες των εξατμίσεων, είναι ουσιαστικά μια σειρά από ανοιχτούς θαλάμους που ενώνονται μεταξύ τους, μέσω σωλήνων. Οι παλμοί καυσαερίων, "παγιδεύονται" μέσα στους θαλάμους και αναπηδούν μέσα τους. Στην συνέχεια πρέπει να εξαχθούν με χαμηλό ρυθμό μέσα από τους σωλήνες.
Η ίδια λογική μπορεί να εφαρμοστεί και στα φιλτροκούτια: χρειάζεται ένας αρκετά μεγάλος θάλαμος, για να κρατηθεί ο αέρας και στην συνέχεια ένας σωλήνας εισαγωγής, για να εισέλθει με έναν ελεγχόμενο ρυθμό, μέσα στον θάλαμο καύσης.
Στην περίπτωση αυτή, ο θάλαμος είναι το ίδιο το φιλτροκούτι και ο σωλήνας είναι το snorkel!
Οι σχεδιαστές κινητήρων το πέτυχαν, μέσω μηχανικής ρευστών και της αντήχησης Helmholtz (Helmholtz resonance ή αλλιώς και wind throb δηλαδή "παλμός αέρα"). Είναι το φαινόμενο, που ο αέρας συντονίζεται σε μια κοιλότητα, όπως για παράδειγμα όταν φυσάμε μέσα σε ένα άδειο μπουκάλι.
Τα πλεονεκτήματα των "μοντέρνων" φιλτροκουτιών
Ο συνδυασμός λοιπόν, ενός κουτιού και ενός σωλήνα αποτελεί ένα σύστημα αντήχησης. Ένα τέτοιο σύστημα είναι σχεδόν τέλειο, με μοναδικές απώλειες, αυτές της τριβής, η οποίες υπάρχουν σε όλα τα συστήματα και είναι μικρές. Αλλά στην συγκεκριμένη περίπτωση, αυτή είναι η μοναδική απώλεια.
Φανταστείτε πως κουνάτε ένα παιδάκι σε μια κούνια. Χρειάζεται λίγη προσπάθεια για να το κρατήσετε εν κινήσει, στην φυσική συχνότητα της κούνιας. Μια μικρή μόνο ώθηση είναι αρκετή. Τα μόνα "φρένα" είναι η μικρή αντίσταση του αέρα και όποια τριβή μπορεί να υπάρχει από τις αλυσίδες.
Συνεπώς, σε ένα καλά σχεδιασμένο φιλτροκούτι ο αέρας ρέει με σχεδόν μηδενική αντίσταση, αυτό είναι και το πλησιέστερο που μπορούμε να φτάσουμε στο να κατασκευάσουμε έναν υπεραγωγό αέρος.
Άμα πειράξω το φιλτροκούτι θα δω διαφορά στην απόδοση;
Οι πλέον σύγχρονοι κινητήρες, με επικάλυψη βαλβίδων (valve overlap), από την φύση τους έχουν ένα "κενό" ροπής στις ψηλές στροφές. Κυρίως μεταξύ του 1/3 και της μέσης, της κόκκινης περιοχής στο στροφόμετρο. Εάν το φιλτροκούτι της συγκεκριμένης μοτοσυκλέτας, έχει σχεδιαστεί (από το εργοστάσιο φυσικά), για να ελαχιστοποιήσει την αντίσταση του αέρα, τότε αυτό το κενό ροπής θα καλυφθεί, μέσω της ευκολότερης ροής. Μάλιστα, τα φιλτροκούτια ορισμένων μοτοσυκλετών υψηλών επιδόσεων, τροφοδοτούνται μέσω αγωγών, στην "μούρη" της μοτοσυκλέτας. Αυτή η αύξηση πίεσης, ωθεί περισσότερο αέρα στην εισαγωγή και έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της απόδοσης. Ορισμένες από αυτές τις μοτοσυκλέτες είναι η έκδοση SRAD της Suzuki GSXR750, Kawasaki ZX6R και ΖΧ9R, BMW S1000RR και άλλες.
Τυπικά όμως, τα φιλτροκούτια σχεδιάζονται με γνώμονα να ενισχύσουν την ιπποδύναμη στις μεσαίες στροφές. Προσφέρουν από λίγο ως καθόλου, στην μέγιστη ιπποδύναμη του κινητήρα.
Παλιότερα, όταν τα φιλτροκούτια δεν σχεδιάζονταν ως συστήματα αντήχησης, μια πολύ γνωστή πατέντα ήτανε το να ανοίξεις τρύπες πάνω τους για να αυξηθεί η ροή αέρα όσο ανεβαίνουν οι στροφές. Αυτό πλέον δεν ισχυεί, μιας και τα σύχρονα φιλτροκούτια μπορούν και αφήνουν πολύ περισσότερο αέρα να ρέει, από όσο θα χρησημοποιήσει ποτέ ο κινητήρας μας. Ακόμα και η ιδέα του να καταργήσει κάποιος το snorkel είναι πλέον αμφισβητήσιμη. Το να ανοίγεις πλέον τρύπες στο φιλτροκούτι, είναι σαν να ανοίγεις τρύπες σε ένα ηχείο, με σκοπό να ακούγεται περισσότερο ο ήχος της μουσικής που ακούς. Και ανάλογα, το να αφαιρέσεις το snorkel είναι σαν να αφαιρείς τις θύρες των ηχείων σου που βοηθάν στην ενίσχυση του μπάσου σε χαμηλές συχνότητες.
Συνεπώς, στην καλύτερη η μηχανή μας θα χάσει κάποια δύναμη στις χαμηλές και μεσαίες στροφές και θα κερδίσει κάτι απειροελάχιστο στις ψηλές. Όλα είναι κατασκευασμένα πλέον με ακρίβεια. Ακριβώς όσο πρέπει και όπως πρέπει για τον εκάστοτε κινητήρα, είτε είναι 125cc, είτε 250cc, είτε 600cc είτε 1000cc! Καταφέρνουν να διατηρούν την πρωταρχική τους λειτουργία (καθαρισμός αέρα), αλλά πλέον ενισχύουν και την δύναμη σε συγκεκριμένες στροφές.
Πηγές: https://www.calsci.com/motorcycleinfo/Airboxes.html
και https://en.wikipedia.org/wiki/Airbox
Ένας κινητήρας για να λειτουργήσει χρειάζεται δυο πράματα: καύσιμο και αέρα. Ο αέρας ωστόσο, δεν μπορεί απλά να περάσει "ανενόχλητος" μέσα στον κινητήρα μας. Κάπως πρέπει να καθαριστεί λοιπόν, μιας και οι σκόνες, τα μικρά σωματίδια και σκουπιδάκια μπορούν να προκαλέσουν φθορά στα μηχανικά μέρη. Έτσι λοιπόν δημιουργήθηκαν τα φιλτροκούτια!
(Το φιλτροκούτι, μιας Kawasaki Ninja 400)
Τι είναι όμως το φιλτροκούτι;
Το φιλτροκούτι, είναι ένας "κενός" θάλαμος τοποθετημένος στην εισαγωγή κινητήρων εσωτερικής καύσης. Οι παλαιότεροι κινητήρες, τραβούσαν αέρα απευθείας από το περιβάλλον, ξεχωριστά μέσω του κάθε καρμπυρατέρ. Με το φιλτροκούτι όμως, αυτή η πολυπλοκότητα "εξαφανίστηκε", μιας και ο αέρας πήγαινε απευθείας μέσα του και στην συνέχεια μέσω των σωλήνων εισαγωγής οδηγείται στα καρμπυρατέρ ή στα σώματα ψεκασμού, αν μιλάμε για EFI κινητήρα. Έτσι, το όχημα χρειάζεται μόνο ένα φίλτρο αέρα. Με λίγα λόγια, μας έκανε την ζωή λίγο πιο εύκολη.
Μια μικρή ιστορική αναδρομή
Τα παλιότερα φιλτροκούτια ήτανε πολύ απλοϊκά σαν κατασκευή. Ένα μαύρο κουτί με ένα φίλτρο κάπου εκεί μέσα κρυμμένο. Από την μια μεριά τραβάει αέρα, από την άλλη καταλήγει στην εισαγωγή του κινητήρα. Αυτή η κατασκευή, ήτανε αποτελεσματική απλά και μόνο στο να καθαρίζει τον αέρα και να προστατεύει τον κινητήρα. Να κρατάει κυρίως το φίλτρο αέρα, λίγο πιο καθαρό για λίγο περισσότερο. Είχε όμως δυο αρνητικά: 1) ήτανε ολίγον τι "φασαριόζικη" και 2) δεν άφηνε τον κινητήρα να αποδώσει στο μέγιστο του!
Αργότερα όμως, προς την δεκαετία του '70, η κυβέρνηση των ΗΠΑ εφάρμοσε αυστηρότερους νόμους όσον αφορά τον θόρυβο. Συνεπώς οι κατασκευαστές αντιλήφθηκαν, πως ο ήχος της εισαγωγής (όπως και της εξαγωγής), αποτελούσε πρόβλημα τους. Και έτσι άρχισαν να ψάχνουν τρόπους, για να "φιμώσουν" τόσο τον ήχο της εξαγωγής όσο και τον ήχο της εισαγωγής.
(Honda CRF450)
Η θεωρία της αντήχησης
Όπως ειπώθηκε και παραπάνω, οι κατασκευαστές έπρεπε να βρούνε τρόπο να βελτιώσουν τα φιλτροκούτια τους, τόσο για τον θόρυβο όσο και για την απόδοση. Ο ήχος δεν είναι τίποτα άλλο, πέρα από παλμοί πίεσης στον αέρα. Η βασική ιδέα είναι πως: όταν το πιστόνι οδηγείται στο κάτω νεκρό σημείο (ΚΝΣ), ρουφάει τον αέρα από το φιλτροκούτι, δημιουργώντας έναν παλμό χαμηλής πίεσης. Στην συνέχεια, μόλις η βαλβίδα εισαγωγής κλείσει, το φιλτροκούτι επιστρέφει ξανά στην ατμοσφαιρική πίεση. Αυτές οι εναλλαγές μεταξύ χαμηλής και υψηλής πίεσης, δημιουργούν θόρυβο. Και οι κατασκευαστές δεν το ήθελαν αυτό.
Έτσι λοιπόν, ακολούθησαν την φιλοσοφία των εξατμίσεων. Οι σιγαστήρες των εξατμίσεων, είναι ουσιαστικά μια σειρά από ανοιχτούς θαλάμους που ενώνονται μεταξύ τους, μέσω σωλήνων. Οι παλμοί καυσαερίων, "παγιδεύονται" μέσα στους θαλάμους και αναπηδούν μέσα τους. Στην συνέχεια πρέπει να εξαχθούν με χαμηλό ρυθμό μέσα από τους σωλήνες.
Η ίδια λογική μπορεί να εφαρμοστεί και στα φιλτροκούτια: χρειάζεται ένας αρκετά μεγάλος θάλαμος, για να κρατηθεί ο αέρας και στην συνέχεια ένας σωλήνας εισαγωγής, για να εισέλθει με έναν ελεγχόμενο ρυθμό, μέσα στον θάλαμο καύσης.
Στην περίπτωση αυτή, ο θάλαμος είναι το ίδιο το φιλτροκούτι και ο σωλήνας είναι το snorkel!
Οι σχεδιαστές κινητήρων το πέτυχαν, μέσω μηχανικής ρευστών και της αντήχησης Helmholtz (Helmholtz resonance ή αλλιώς και wind throb δηλαδή "παλμός αέρα"). Είναι το φαινόμενο, που ο αέρας συντονίζεται σε μια κοιλότητα, όπως για παράδειγμα όταν φυσάμε μέσα σε ένα άδειο μπουκάλι.
Τα πλεονεκτήματα των "μοντέρνων" φιλτροκουτιών
Ο συνδυασμός λοιπόν, ενός κουτιού και ενός σωλήνα αποτελεί ένα σύστημα αντήχησης. Ένα τέτοιο σύστημα είναι σχεδόν τέλειο, με μοναδικές απώλειες, αυτές της τριβής, η οποίες υπάρχουν σε όλα τα συστήματα και είναι μικρές. Αλλά στην συγκεκριμένη περίπτωση, αυτή είναι η μοναδική απώλεια.
Φανταστείτε πως κουνάτε ένα παιδάκι σε μια κούνια. Χρειάζεται λίγη προσπάθεια για να το κρατήσετε εν κινήσει, στην φυσική συχνότητα της κούνιας. Μια μικρή μόνο ώθηση είναι αρκετή. Τα μόνα "φρένα" είναι η μικρή αντίσταση του αέρα και όποια τριβή μπορεί να υπάρχει από τις αλυσίδες.
Συνεπώς, σε ένα καλά σχεδιασμένο φιλτροκούτι ο αέρας ρέει με σχεδόν μηδενική αντίσταση, αυτό είναι και το πλησιέστερο που μπορούμε να φτάσουμε στο να κατασκευάσουμε έναν υπεραγωγό αέρος.
Άμα πειράξω το φιλτροκούτι θα δω διαφορά στην απόδοση;
Οι πλέον σύγχρονοι κινητήρες, με επικάλυψη βαλβίδων (valve overlap), από την φύση τους έχουν ένα "κενό" ροπής στις ψηλές στροφές. Κυρίως μεταξύ του 1/3 και της μέσης, της κόκκινης περιοχής στο στροφόμετρο. Εάν το φιλτροκούτι της συγκεκριμένης μοτοσυκλέτας, έχει σχεδιαστεί (από το εργοστάσιο φυσικά), για να ελαχιστοποιήσει την αντίσταση του αέρα, τότε αυτό το κενό ροπής θα καλυφθεί, μέσω της ευκολότερης ροής. Μάλιστα, τα φιλτροκούτια ορισμένων μοτοσυκλετών υψηλών επιδόσεων, τροφοδοτούνται μέσω αγωγών, στην "μούρη" της μοτοσυκλέτας. Αυτή η αύξηση πίεσης, ωθεί περισσότερο αέρα στην εισαγωγή και έχει ως αποτέλεσμα την αύξηση της απόδοσης. Ορισμένες από αυτές τις μοτοσυκλέτες είναι η έκδοση SRAD της Suzuki GSXR750, Kawasaki ZX6R και ΖΧ9R, BMW S1000RR και άλλες.
Τυπικά όμως, τα φιλτροκούτια σχεδιάζονται με γνώμονα να ενισχύσουν την ιπποδύναμη στις μεσαίες στροφές. Προσφέρουν από λίγο ως καθόλου, στην μέγιστη ιπποδύναμη του κινητήρα.
Παλιότερα, όταν τα φιλτροκούτια δεν σχεδιάζονταν ως συστήματα αντήχησης, μια πολύ γνωστή πατέντα ήτανε το να ανοίξεις τρύπες πάνω τους για να αυξηθεί η ροή αέρα όσο ανεβαίνουν οι στροφές. Αυτό πλέον δεν ισχυεί, μιας και τα σύχρονα φιλτροκούτια μπορούν και αφήνουν πολύ περισσότερο αέρα να ρέει, από όσο θα χρησημοποιήσει ποτέ ο κινητήρας μας. Ακόμα και η ιδέα του να καταργήσει κάποιος το snorkel είναι πλέον αμφισβητήσιμη. Το να ανοίγεις πλέον τρύπες στο φιλτροκούτι, είναι σαν να ανοίγεις τρύπες σε ένα ηχείο, με σκοπό να ακούγεται περισσότερο ο ήχος της μουσικής που ακούς. Και ανάλογα, το να αφαιρέσεις το snorkel είναι σαν να αφαιρείς τις θύρες των ηχείων σου που βοηθάν στην ενίσχυση του μπάσου σε χαμηλές συχνότητες.
Συνεπώς, στην καλύτερη η μηχανή μας θα χάσει κάποια δύναμη στις χαμηλές και μεσαίες στροφές και θα κερδίσει κάτι απειροελάχιστο στις ψηλές. Όλα είναι κατασκευασμένα πλέον με ακρίβεια. Ακριβώς όσο πρέπει και όπως πρέπει για τον εκάστοτε κινητήρα, είτε είναι 125cc, είτε 250cc, είτε 600cc είτε 1000cc! Καταφέρνουν να διατηρούν την πρωταρχική τους λειτουργία (καθαρισμός αέρα), αλλά πλέον ενισχύουν και την δύναμη σε συγκεκριμένες στροφές.
Πηγές: https://www.calsci.com/motorcycleinfo/Airboxes.html
και https://en.wikipedia.org/wiki/Airbox
Τελευταία επεξεργασία:
