• mc-avisa

Motorkonstruksjoner for dummies


Det enkleste ville jo være om det fantes bare én. Én motor, som passet i alle motorsykler. Slik er det jo ikke, som du vet. Man finner i stedet motorer med én, to, tre, fire eller seks, ja til og med åtte sylindre. Motorene er enten luft, olje eller vannavkjølt. Dessuten har man både to- og firetaktsmotorer. Som om ikke dette var nok, så deles motorene opp i typene rekkemotor, parallelltwin, V-motorer og boksermotorer.

Av: Tore Huseby.

Hovedfoto: Yamaha.

Alle størrelser finnes jo også. Motorer i ulike størrelser, fra 47 kubikks mopeder og opp til 2300 kubikks cruisere – ja, det finnes endatil en motorsykkel med 8200 kubikks motor å få kjøpt. Amerikansk, selvfølgelig. Den har det passende navnet Boss Hoss. Men, kan alle disse variantene virkelig være nødvendige? Og hvorfor har vi alle disse motortypene? Hvert av disse spørsmålene krever egentlig veldig lange svar, men i denne artikkelen er min intensjon å gjøre dette superkort, muligens noe mangelfullt, men likevel tilstrekkelig til at du kan delta i en diskusjon med det meste av motorsyklist-æren i behold. Og vil du vite mer, så har vi noe som kalles for bøker!

Motorstørrelsen:

Vi begynner med det enkleste, størrelsen: Det skal ca. 13 vektdeler luft til en vektdel bensin for å få til en grei og effektiv forbrenning. Luft er jo som kjent ganske lett. Det går ca. 700 liter luft til en liter bensin!

Det som bestemmer størrelsen på en motor, er altså dens evne til å suge i seg luft. Større motor suger mer luft, som igjen gjør at en kan brenne av mer drivstoff, som igjen medfører at motoren er sterkere.

Altså: Liten motor = svak, stor motor = sterk, fordi en stor motor omsetter mer bensin og luft til energi enn en liten motor kan klare.

Sylinderantallet:

Jo flere sylindere en motor har, jo jevnere og stillere går den. En flersylindret motor er også mer effektiv fordi den tåler høyere turtall. Dette igjen har med egenskapene til smøreoljen å gjøre. Når et stempel overstiger en viss hastighet, klarer nemlig ikke oljen lenger å smøre, men går varm og tar fyr. Det er det som hender når vi kaller det at en motors skjærer seg.

Dobles slaglenden, halveres derfor maksimalturtallet på motoren. En motor som tåler titusen omdreininger i minuttet, tåler altså bare femtusen hvis slaglengden dobles. En ulempe er at jo flere sylindere du har, jo flere motordeler blir det, jo høyere vekt og dermed dyrere vedlikehold og reparasjoner får du – hvis noe skulle skje.

Hvorfor det egentlig vibrerer: Viktige faktorer som får en motor til å vibrere mye: Få sylindere, stor motor, langt arbeidsslag, dårlig avbalansering av motoren, uheldig motorkonstruksjon, samtidig tenning på flere sylindere samt dårlig synkronisering av forgassere. Motsatt kan det sies at for å få en motor til å vibrere lite kan man: Avbalansere nøye, ha mange sylindere (flere jo større motoren er), ha kort slanglengde, synkronisere forgassere nøyaktig, fordele tenningsrekkefølgen fornuftig samt ha en heldig motorkonstruksjon. Problemet med motorer er altså at de vibrerer når de går. (Ja, vi sier jo at motoren går når den egentlig bare roterer) Noen motorer vibrerer mer enn andre, men hvorfor er det slik? Enkelt sagt kan det sies at jo større stempel og sylinder, jo mer vibrasjoner blir det. Årsaken til vibrasjonene er at stempelet i motoren uavlatelig beveger seg opp og ned i sylinderen med en hastighet på opp til mer enn 80 km/t midt i stempelbevegelsen, men med full stopp både øverst og nederst i slaget. Stempelet blir altså tvunget til å bråstoppe fra 80 til 0 km/t opptil 300 ganger pr. sekund i løpet av bare et par centimeters vei på en moderne motorsykkelmotor. (Eksempelet tilsvarer et turtall på 9.000 o/min.) Dette er naturlig nok lettere for et lett enn et tungt stempel. Prøv bare å bevege to lodd fort opp og ned, først et på fem kilo og så et på en halv kilo. Det blir tydelig hva som er lettest! Og dette bråstoppgreiene ville jo skape fryktelig mye spetakkel om det ikke var for at resten av motoren var utstyrt med finurlig utregnede motvekter for å utlikne alle disse «bråstoppene». Disse viktige motvektene, som vi finner som del av i selve veivakselen, er jo imidlertid dessverre der hele tiden hva enten stempelet beveger seg eller står stille. I praksis avbalanseres derfor en motor bare delvis, fordi en full avbalansering av stempelet ville føre til at selve motvektene ville få motoren til å vibrere når stempelet var midt i slaget. Noen motorer har i tillegg montert en balanseaksel, men også denne kan bare delvis balansere ut kreftene i motoren hva enten de kommer av et stempel som har stanset eller av motvekter som er «til overs» når stempelet er midt i arbeidsslaget.

Motortyper:

Den enkleste heldige motorkonstruksjonen er boksermotoren slik som i BMW. Der utlikner nemlig stemplene hverandre, begge er på topp og i bunnen samtidig, men de går motsatt og utlikner derfor hverandre fullstendig, og det er derfor bare ubalansen fra selve veivakselens forskyvning av rådetappene som merkes. Noe man ser ved å titte på en BMW-motor rett ovenfra – den ene sylinderen står litt foran den andre. Hadde stemplene hatt felles rådetapp, ville også det problemet vært løst!

Ulempen med BMW sine boksermotorer var tidligere at det var fysisk langt mellom forgasserne, noe som gjorde det komplisert å få til en stabil synkronisering av forgasserne. Denne ulempen forsvant i og med innføringen av innsprøytningssystemer.

Noe liknende, men ikke fullt så bra er rekketwinmotoren hvor stemplene går motsatt, dvs. at når det ene stempelet er på topp, så er det andre i bunn.

Moderne tresylindrede motorer har 120 grader mellom hver veivtapp, og er matematisk sett ikke så lette å balansere, men moderne datamaskiner har heldigvis langt på vei løst dette for oss. En sekssylindret motor er teknisk sett bare to tresylindrede motorer som er satt ved siden av hverandre.

Så har vi den vanlige firesylindrete rekkemotoren. Her er to stempler på topp når to er i bunnen. Disse balanserer hverandre, men da i samarbeid med vekter på veivakselen.

Endelig har vi V-twinmotoren. En «korrekt» utformet V-twinmotor er på 90 grader mellom sylindrene. Da kan den ene sylinderen langt på vei utlikne «motvektsfenomenet» på den andre sylinderen. Både Ducati og Moto Guzzi har løst dette bra. Andre merker med V-twinmotorer som Suzuki, Yamaha og Harley-Davidson har andre vinkler mellom sylindrene, og må derfor kompromisse noe mer med hensyn til avbalanseringen. Man kan også ha V-motorer med flere enn to sylindre. Honda Pan European har for eksempel V4-motor, noe som bare er en mer forfinet variant av V-twin.

Den mest krevende motoren å avbalansere, er også den enkleste, nemlig den ensylindrede motoren. Og jo større motoren er, jo mer vibrerer en slik ensylindret motor. Til gjengjeld er fordelen med en slik motor at den er ganske enkel å reparere.

Konklusjon motortyper for MC:

Motorsykler som ikke skal ha vibrasjoner, bør ha motorer med mange små sylindere, kort slaglengde, godt fordelt tenningsrekkefølge samt en smart motorkonstruksjon hvor de enkelte stemplene utlikner hverandre med tanke på vekt.

De mest komfortable tursyklene viser dette godt. Honda med sin firesylindrete V4-motor, eller sekssylindrete bokser som i Gold Wing-motoren. Gold Wing-motoren med sine seks sylindere er en svært forfinet variant av BMW sin tosylindrede boksermotor. BMW viser det samme fenomenet med sin boksermotor eller fire- og sekssylindrede rekkemotor. Mange sylindere satt sammen på en bestemt måte gir altså lite vibrasjoner – selv om motoren er stor og sterk.

Om du lurer på hvorfor Harley og andre fortsatt bruker sine enklere motorer også på sine typiske komfort/tursykler, så er svaret at en del kunder gjerne vil ha motorvibrasjoner – ikke slike små irriterende som i en liten firesylindret japansk sinnatagg, men skikkelig grov brumling som kjennes i mellomgolvet. Men selv disse motorene har i dag som regel en balanseaksel for å redusere vibrasjonsplagene. Og tenningsrekkefølgen og sylindervinkelen på 45 grader til en Harleymotor er spesiell. Dette, sammen med den lange slaglengden disse motorene har, gir et solid moment, altså rå kraft – allerede på ganske lave turtall.

To- og firetaktere:

Begrepene beskriver enkelt sagt virkemåten til motoren. En firetakts motor er både tyngre, mindre effektiv og består av langt flere deler enn en tosylindret motor. Imidlertid er den (for øyeblikket) mye renere, blant annet fordi en totaktsmotor må ha smøreoljen blandet inn i drivstoffet Årsaken til totakterens blå eksosrøyk er altså motoroljen – som kommer ut igjen. Det er likevel ikke usannsynlig at totakteren vil komme tilbake i en eller annen form – når problemene med den er løst.

Luft, olje og vannavkjøling:

Luftkjøling er superenkelt: Sørg for at mest mulig luft passerer motoren, og hjelp til ved at motoren har «kjøleribber», det vil si at flaten på motoren gjøres så stor som mulig. Kjøleluften hentes simpelthen fra fartsvinden som oppstår når du kjører. Ulempen ved denne kjøleformen er at alt som blir varmt på motoren må stå i fartsvinden, og dessuten at om du blir stående lenge i kø, risikerer du at motoren går så varm at den brenner seg fast og går i stykker. («skjærer seg»).

Oljekjøling er en supplering til luftkjøling. Inni motoren spyles olje med høyt trykk på innsiden av sylinderen under stempelet og bidrar til å kjøle ned motoren. Systemet har ingen ulemper, men krever et godt oljetrykk og en tilstrekkelig oljemengde for å fungere.

Vannavkjølt motor innebærer at avkjølt vann sirkulerer i kanaler i motoren og tar med seg overskuddsvarme ut til kjøleelementet (kalt radiatoren), før det returnerer til motoren igjen. Fordelen er at det er lett å avkjøle flersylindrete motorer hvor ikke alle sylindre kan stå ute i fartsvinden. Ulempen er vekten av alt kjøleutstyret som vannpumpen, radiatoren og selve kjølevannet innebærer. Det er også en større mulighet for at det oppstår lekkasjer mellom vann og oljesystemene i motoren, noe som medfører risiko for motorhavari.

Det er viktig å si at alle kjølesystemer komplementerer hverandre. Derfor vil også en vannavkjølt motor bli for varm om den ikke får kjøleluft under kjøringen.

Tenningsrekkefølge:

En ensylindret motor tenner kun på sin måte – og det er lite å forbedre. Så fort det blir mange sylindere, endrer derimot forholdet seg! Ved å bestemme tenningsrekkefølgen kan en fordele kraftpulsene på en måte som gjør at motoren vibrerer mindre. En tosylindret rekkemotor går derfor roligst og finest når stemplene roterer motsatt av hverandre og tenner annenhver gang. Man kan også ved hjelp av tenningen få motoren til å vibrere mer, om en ønsker dette.

Det mest typiske eksemplet på det siste kan vi finne hos Suzuki og Triumph. Begge disse produsentene har (eller har hatt) tosylindrede rekkemotorer hvor det er valgt å la den ene sylinderen tenne 90 grader etter den andre i stedet for at sylindrene tenner annenhver gang.

Ved dette oppnår man en særegen (les tøff) motorlyd som likner på 90 grader v-twinmotorer som for eksempel Ducati. Prisen man betaler er litt dårligere avbalansing, og dermed – i teorien – mer vibrasjoner. Noe Ducati selv ikke plages med fordi den jo faktisk er en ekte 90 graders V-twin.

Crossplanemotorer er det også noe som heter. Slike motorer er et resultat av datamaskiner som kan beregne det meste, samt at elektronisk tenning og innsprøytning gir ingeniørene mange muligheter til å oppnå bestemt lyd, moment eller ytelse.

Det som er gjort med en crossplanemotor er å redusere den tida motoren ikke yter noe kraft, en firetakter yter som kjent bare kraft i en av i alt fire takter. Trikset er at man forskyver to av fire veivtapper 90 grader, og da hver sin vei. Ingen stempler vil da være i topp samtidig, og noen av dødtidsperiodene i motoren vil da reduseres i forhold til en ordinær firesylindret motor. En kan nesten si at man får fordelene til en «dobbel» V-twin motor med hensyn til moment, uten at det tapes særlig mye kraft.

Nå vet du kanskje litt mer om de ulike motortypene og hvorfor de finnes?

#Nyhet

271 visninger
Annonseinnhold
120190723---mettzeler_MC Oslo.jpg
Web-banner-MC-Marine-apr20.gif
Gunderser-nettbanner-mar19-2020.gif

Bunn

Helite-april-2020.gif
MC-Huset_200x200_feb20.gif
198x198_MT-banner_apr.gif
OnlineMC1_NY.gif
Annonseinnhold
724x66_MC-avisa-no_ES_Suzuki_DL1050XT.gi
AMD-banner-mca-mar20.gif
Speed_Banner-mca-mar20.gif
Banner-Tiger900-mcavisa-724x66.jpg
120190723---mettzeler_MC Oslo.jpg
OnlineMC jan19 2.gif
Helite-april-2020.gif
MC-Huset_200x200_feb20.gif
198x198_MT-banner_feb.gif

© MC-avisa – E-post: post@mc-avisa.no

Adresse: MC-avisa, Box 3009, 4392 Sandnes

www.123mc.no: Kjøp og salg av motorsykkel.

Web-banner-MC-Marine-apr20.gif
Gunderser-nettbanner-mar19-2020.gif