TRIMNING - OCH VARFÖR DET BLIR MER EFFEKT!

Efter dryga 35 år i branschen, som ”trimmare” till såväl amatörer som fabriksstall tror jag mig ha skaffat så pass mycket erfarenhet att jag vågar mig på följande avsnitt. Det vänder sig till dig som inte är proffs - men är intresserad och vill förstå lite mer vad som sker, vad är det som får en motor att ge mer effekt än vad som redan finns. Dom flesta vet att en motor med två liters cylindervolym ger mer effekt än den som bara har en liters volym - med samma trimningsgrad. Varför är det så självklart då? Jo, motorn är egentligen en ”luftpump”, den förbränner syre tillsammans med bensin, och för det behövs luft - luft innehåller ju bland annat syre. Desto större ”pump” - desto mer kan den förbränna och ger därmed mer effekt.   Jan Carneborn heter jag som skriver detta, jag äger och driver ENEM. Företaget grundades i sin ursprungliga form 1949 som ett motorrenoveringsföretag, men har de senaste 35 åren allt mer kommit att jobba med motorsport och utveckling av motorer. Bilderna nedan är från en egen karriär på 60 och 70 talet, ett antal SAAB V4 och Ascona avverkades. Bästa placering var en andraplats totalt med Asconan i en EM deltävling i Tjeckoslovakien, efter Walther Röhl som senare blev världsmästare. Det gav erfarenhet att tävla men också insikt att jag var bättre på att bygga motorer till andra än att köra själv, och det kom sen att bli och är fortfarande mitt yrke, på det 37:e året 2004. Otaliga motorer och tusentals timmar i provbänk har givit erfarenhet och kunskap som kommer dig som kund tillgodo.

Turbo eller kompressor är egentligen luftpumpar som matar motorn med mer luft. Desto högre tryck - lika med större volym luft, desto mer effekt om bränsle och tändning anpassas. Men bensin då, kan man inte bara ge motorn mer bensin och därmed få högre effekt? Nej, det finns ett idealiskt blandningsförhållande mellan bensin och luft, ca 14 delar luft och en del bensin - du kan bara få mer effekt genom att ändra mängden bensin om inte detta stämmer. Slutsatsen blir alltså, för att motorn skall ge mer effekt måste dess förmåga att pumpa luft förbättras - och vi är därmed inne på ”trimmarens” roll. Vad är det då för åtgärder som förbättrar andningen på en motor? Cylindervolymen har vi redan nämnt, det är alltid ett säkert sätt men kan bli ganska kostsamt och är egentligen bara ett realistiskt alternativ om det inom motorfamiljen finns exempelvis vevaxlar med längre slaglängd som passar direkt i den befintliga motorn. Så är det med många av Opels motorer. Den ”gamla” CIH motorn på 2,0 liter kan du göra om till 2,2 liter genom att byta vevaxel och kolvar, för att få 2,4 liter måste du dessutom byta vevstakar.

På en tävlingsmotor försöker man alltid att få till så raka insugningskanaler som möjligt, en separat för varje cylinder. Insugningstrattar med stora radier förbättrar strömningen. Det allra mest exklusiva är att använda en s k slid istället, kanalen blir då helt öppen på full gas och luften störs inte av spjäll och spjällaxlar. Vidare använder man ibland två uppsättningar insprutare, en som sitter längre ”uppströms” och beroende på varvtal och lastläge varieras mängden bränsle från respektive uppsättning spridare för att uppnå max effekt.

Insugningsröret är en viktig komponent. Bilfabrikanten söker alltid den bästa kompromissen mellan önskad motorkaraktär, pris och utrymme, därför monterar han sällan ett system som ovan - men det finns undantag, BMW M3 eller Mercedes 2,3/2,5 16V är några. Målet är optimal prestanda och detsamma gäller ”trimmaren” - när inte ett eventuellt reglemente sätter stopp.   En motor med ett ”ormbo” till insugningsrör och bara ett spjällhus eller en enkel förgasare som enda inlopp för luften är alltid begränsad vad gäller möjligheterna att öka effekten. Ovanstående kan låta lite drastiskt, visst går det att åstadkomma moderata effekthöjningar med andra åtgärder, men möjligheterna är begränsade. Insprutningsmotorer då, dom har ju oftast separata kanaler för varje cylinder men bara ett spjäll? Det stämmer, men här använder man en s k plenumkammare, luften strömmar in en ”behållare” direkt efter spjället och respektive cylinder tar sin luft därifrån. Företaget Lexmaul har lagt ner mycket utvecklingsarbete på detta och tagit fram en serie insugningsrör till tre av Opels modeller där man utnyttjar dels möjligheten att utforma kanalerna lite gynnsammare, men det kanske viktigaste, man har anpassat plenumkammaren för att maximalt utnyttja den pulsation som alltid uppstår och kan på det sättet åstadkomma ett litet övertryck - knappt mätbart men ändå bättre än original.     Lexmauls insugningsrör till Opels 2.0/8V OHC motor ger 7-8 hk berorende på bättre utformade kanaler - och att man utnyttjat pulsationen i röret, man skapar ett svagt övertryck. Ett annat sätt förändra insugningsröret är en så kallad ”PowerCap” som ersätter Plenumkammaren (SFI boxen) på C20XE motorn. Den ger lite mer toppeffekt på bekostnad av lite bottendrag, helst tillsammans med ett K&N 57i kit.

2

 

Man tjänar på detta sätt ca 8-12 hk beroende på motortyp och varvtal. Avgassystemet, dess uppgift är att leda avgaserna ut ur motorn och släppa ut dem bakom bilen. Lika viktigt som att motorns inlopp är optimalt för att motorn skall ”andas” väl, lika viktigt är det att resterna från föregående förbränning - avgaserna - kommer ut, annars kan ju inte motorn fyllas på nytt till nästa förbränning. Vi talar normalt om avgasgrenrör, eventuell katalysator samt själva avgasröret under bilen. Avgasgrenröret ersätter vi ofta med ett ”extractorgrenrör” av den orsaken att dels är det oftast grövre invändigt och utformat med mjukare böjar vilket ger mindre motstånd Dessutom - och kanske det viktigaste - rörlängder och diametrar är avstämda och utprovade för optimal effekt, varje cylinder har i möjligaste mån en identisk avgaskanal. En bilfabrikant måste ta hänsyn till en massa faktorer som kanske inte är så intressanta för den som i första hand söker bättre prestanda. Det måste vara billigt, det måste vara så konstruerat att katalysatorn blir varm så fort som möjligt osv. Katalysator har vi vant oss vid sedan slutet på 80-talet och den är bra, den renar effektivt och tar om den är rätt dimensionerad väldigt lite effekt. I tävlingssammanhang använder man oftast en s k metallbunden katalysator (”racekat”), kärnan består av metall istället för porslin och tål därmed mer smällar och slag. Dessutom har dessa specialkatalysatorer bättre genomflöde, mindre motstånd. De är också dyrare... Avgasröret består ju även av ljuddämpare och konstruktionen av dessa ger möjligheter till effektvinster. Dämpare av s k ”friflödestyp”, - absorbtionsdämpare - har mindre motstånd än reflexionsdämpare (oftast original) vilket ger en viss effekthöjning. Även diametern på själva röret är av betydelse. Ett lite mer ”civilt” extractorgrenrör som ersätter originalet. Effektvinst ca 7-8 hk. Röret fungerar mycket bra även till mer trimmade motorer, vi använder dem ofta men brukar modifiera slutröret till en grövre dimension, 2.5” eller 3”. Går lika bra som de grova specialrören och ger jämnare effektkurva. Finns till de flesta Opel modeller, tillverkade i högvärdigt rostfritt material och har uttag för Lambdasond.

Ett typiskt extractorgrenrör till en tävlingsmotor - i det här fallet en Opel Astra GSi i ”kitcar” utförande. På en vanligt standardbil vore detta inte så bra - det är optimerat för högre varvtal, det tar mycket plats och är dyrt.

3


 

Kompressionsförhållandet är viktigt då du trimmar lite mer. Bränsle/luftblandningen skall ju komprimeras innan den antänds. Om du monterar en vassare kamaxel som håller insugningsventilen öppen längre blir trycket i cylindern lägre, det finns mindre tid att komprimera eftersom kompressionen inte kan börja förrän ventilen stängt. Tills dess kan blandningen pressas tillbaks upp i kanalen. Desto senare stängning, desto sämre kompressionstryck. För att motverka detta monterar man på lite vassare motorer högkompressionskolvar. De har en ”dom” (förhöjning) som minskar volymen ovanför kolven och därmed höjer kompressionsförhållandet. Samtidigt har de ventiluttag som ger utrymme för vassare kamaxlar. De är dessutom smidda, det gör dem starkare vilket behövs för att inte cylindertrycket skall få materialet mellan kolvringarna att brista och kompressionen därmed blåsa ner i vevhuset, något framförallt optimistiska turbotrimmare ofta råkar ut för...   Ett vanligt missförstånd, många förväxlar kompressionsförhållandet med kompressionstrycket, det man får på mätaren. Kompressionsförhållande är en teoretisk beräkning av skillnaden mellan den totala volymen ovanför kolven i undre respektive övre läge. Portning är ett vitt begrepp och egentligen en egen vetenskap. Återigen, det gäller att få in så mycket bränsle/luftblandning som möjligt att komprimera och förbränna. Det är ju expansionen av den varma gasen som pressar kolven neråt och driver motorn. Jag avstår från konkreta tips och råd vad gäller portning, det kräver sin man för att åstadkomma en förbättring. Generellt kan man säga att det gäller att bearbeta så att man får optimalt flöde i en så liten kanal som möjligt! Det är aerodynamik i den högre skolan. Mjuka radier och övergångar är aldrig fel, s k MIRA frästa ventilsäten

med radier och tunnare säten längre ut på ventilen förbättrar flödet. Utformningen av undersidan på ventiltallrikarna är viktig och den varierar beroende på vinkelförhållandet mellan ventil och kanal. Kanalens utformning bestämmer till viss del hur blandningen riktas in i förbränningsrummet och därmed hur evakueringen av förbrända gaser sker, förbränningsrummets utformning avgör till stor del hur lätt motorn kommer att ”spika” och därmed tvinga dig till att sänka tändningen för att inte förstöra motorn. Spikning är ju när blandningen självantänder av trycket/värmen och skapar en tryckvåg som krockar med den man själv bestämmer via tändstiftet. Mager blandning är en vanlig orsak till spikningar och mager blandning kan man ha punktvis utan att det som kommer i avgasröret indikerar att det är magert. Med väl utformade kanaler och förbränningsrum kan man hålla blandningen mer homogen och därmed undvika detta. Lämna portningen till folk som kan.

4

 

Kamaxeln är utan överdrift en av de allra viktigaste komponenterna i motorn. Det är den som bestämmer hur mycket ventilerna skall öppna - den bestämmer med andra ord det maximala flödet för den kanal/ventiler motorn har. Öppning och stängningstider bestämmer karaktären på motorn. På ENEM har vi specialiserat oss på utveckling och tillverkning av kamaxlar, vi beräknar profiler och levererar färdiga produkter. Inte bara till Opel som många tror, vi gör kamaxlar till de flesta Europeiska fabrikat och många av våra ”konkurenter” är våra kunder. Drygt hälften av allt vi producerar exporteras. Se avsnittet om kamaxlar. Få saker diskuterats väl så mycket bland motortrimmare som kamaxeln. Det är det mycket matematik och det krävs det dyrbar utrustning för att tillverka dem, och med det menas inte bara kostnaden för att tillverka, en stor del ligger på test och utprovning. Trots allt är det så, hur mycket datorer man än använder, de teoretiska beräkningarna måste testas i verkligheten för att se att man räknat rätt - och det är inte alltid det lyckas, ibland måste man revidera sina teorier och börja om. Med det vill jag säga, erfarenhet betyder mycket, ett ordentligt provrum är ett måste för att bekräfta teorin. På ENEM har vi lång erfarenhet, inte bara av ren tävlingsverksamhet utan även av vad vi kallar ”sport”, kamaxlar som förbättrar prestanda på standardbilar. I kapitlet om kamaxlar hittar du de typer vi har samt information om ventilfjädrar, lyftare osv.

En SAAB 93 sugmotor med torrsump. Motorn har ingen olja i tråget som på vanliga motorer, den finns i en tank som normalt står bak i bilen. Torrsumpspumpen suger upp oljan som kommer från vevaxel osv och skickar den till tanken bak. En annan sektion av pumpen hämtar olja från tanken och trycker den in i motorn, oftast via en oljekylare. När det fungerar som det ska blir det undertryck i vevhuset, inget mottryck för kolvarna att övervinna, ingen olja som sugs fast runt vevpartiet och hindrar. Du har tjänat lite effekt. Dessutom, och det är ett nog

så viktigt argument, du riskerar inte att bli utan oljetryck i kurvorna eller vid häftiga inbromsningar. Centrifugalkraften tvingar över oljan till ena sidan av tråget och motorn har svårt att suga upp olja, pick-upen sitter ju normalt mitt i tråget. Resultatet blir att motorn går torr på olja med haveri som följd. Skvalpplåtar är en lite enklare lösning, den eller de om det är mer invecklat monteras som skvalpskott i tråget, ibland med luckor som öppnas och stängs och på så sätt ser till att motorn får olja.

5

 

Överladdning - turbo eller kompressor är ett smart sätt att åstadkomma optimal fyllning i motorn. I princip är de bägge pumpar som har större kapacitet än motorns slagvolym, man får ett övertryck som ”lurar” motorn att tro den är större än vad den egentligen är.   En 2,0 liters motor som överladdas med 1,0 Bar har samma fyllning som en 4,0 liters motor - men ger inte dubbelt så mycket effekt. Bägge typerna av laddare kräver energi för att drivas. Dessutom blir insugningsluften varm vilket sänker effekten. Här är det kanske läge att rätta till ett vanligt missförstånd! Ofta får vi förfrågningar av typen ”jag har en trimmad sugmotor som ger 40 hk mer än original. Er kompressorsats ökar ju effekten med ca 60 hk, med en sådan borde jag väl få ca 100 hk plus”? Så enkelt är det inte, vi har fortfarande det här med luftkapaciteten. Med överladdning blir det ju laddarens kapacitet som bestämmer effekten, motorn kan inte få i sig mer luft än laddarens kapacitet, den blir en restriktor! De åtgärder man gjort för att öka ”sugmotorns” effekt betyder väldigt lite, mycket är till och med till det sämre.   • Bränslemängd och tändningskurva blir helt annorlunda på den överladdade motorn. Bränslemängden är ju hela tiden beroende på mängden luft för optimal förbränning (effekt). Detsamma gäller tändningen, den måste oftast sänkas för att motorn inte skall ”spika”, på sugmotorn har man oftast höjt den... Slutsatsen blir, bestäm redan från början vad du skall göra, det blir billigast! Kan man inte trimma överladdade motorer då?? Jovisst, bara man gör det på ett sätt som är lämpligt för den typen av motor. Höjning av laddtrycket ökar fyllningen i motorn - men höjer också temperaturen på insugningsluften. En större laddluftkylare är oftast en bra investering. Turbomotorer är väldigt effektiva inom ett relativt smalt varvtalsregister. En lämplig kamaxel förlänger registret, motorn ”räcker längre”. Kompressormotorn upplevs inte på samma sätt, den behåller karaktären av sugmotor med den stora skillnaden att den drar omedelbart från de allra lägsta varvtalen. Turbomotorn har ju som bekant alltid en liten fördröjning innan effekten kommer eftersom den drivs av avgaserna, det krävs belastning och avgastemperatur innan turbinen får fart och turbon börjar ladda, därefter kommer laddtrycket. Kompressorn drivs direkt av en rem på vevaxeln, den svarar omedelbart på gasen, luften komprimeras i kompressorn,

• Kompressionsförhållandet är det första, förmodligen har du höjt det. Om vi tar exemplet ovan, motorn har ju i princip samma fyllnad som en 4,0 liter motor - men förbränningsrummet är avsett för en 2,0 liters motor, du får enorma spikningsproblem (självantändning av bränslet) och det förstör motorn omgående. En överladdad motor kan inte ha samma kompressionsförhållande som en trimmad ”sugmotor”. Okay, det finns moderna motorer med s k ”lågtrycksturbos” som har hög kompression men det är i samband med en mängd anpassningar från fabrikanten.

• Nästa sak är kamaxeln, en överladdad motor kräver andra ventiltider med mindre ”overlap” för att fungera bra, ”sugmotorn” har oftast mer overlap om du monterat en trimkam.   ENEM:s kompletta kompressorsats till Omega/ Senator med 24V motorn, här i 4,0 utförande. Effekt 430 hk, vridmoment 600 Nm med 0,8 Bar laddtryck. Satsen i normalutförande ger 295 hk och 360 Nm, ”bolt on” för ca 28.000 + moms. Billigare går inte att få den effekten och vridmomentet.

6