Tehnika: Športni izpušni sistemi

Sodobni športni izpušni sistemi so vse prej kot preprost komplet zakrivljenih cevi. V njih se skriva ogromno znanja, visoke tehnologije in sodobnih materialov.

26. 1. 2010

Po znanje in dragocene informacije, ki so nam bile v pomoč pri spoznavanju bistva dobrega športnega izpuha, se nam ni bilo treba odpraviti zelo daleč, saj imamo na domačih tleh vodilnega proizvajalca športnih izpušnih sistemov na svetu.

Pri Akrapoviču so nam namreč posebej za bralce Avto magazina nekoliko odgrnili zaveso, ki sicer zakriva vpogled v male skrivnosti velikih mojstrov uglaševanja motorjev z notranjim zgorevanjem.

Prvo pravilo, ki se ga vedno držijo, je, da mora izpuh, ki ga naredijo, izboljšati motorne zmogljivosti, kar jim uspe z optimizacijo pretoka izpušnih plinov. Drugo pravilo je, da izboljšajo zvok, ki prihaja iz izpušnih cevi, tretje pa, da prihranijo pri masi.

Dr. Tomaž Bučar, vodja razvoja izpušnih sistemov za serijske avtomobile in motocikle, je opisal korake, ki jih opravijo od začetka do konca razvoja športnega izpušnega sistema.

Ko dobijo avtomobil v razvojni oddelek, se najprej odločijo, kaj bodo na njem postorili, kakšne možnosti izboljšav sploh omogoča glede na konfiguracijo in zasnovo originalnega izpuha in ne nazadnje za kakšne namene se bo izpuh nato uporabljal. Ali gre za tip vozila, ki ga vozniki uporabljajo izključno na dirkališčih ali na cesti ali pa morda kar za kombinacija obojega.

Na osnovi teh ugotovitev so vsi naslednji koraki podrejeni končnim ciljem: torej ali izdelati popolnoma odprt izpuh in se ne ukvarjati s homologacijami in z okoljevarstvenimi zahtevami ali ravno obratno. Cilj je seveda pridobiti čim več zmogljivosti iz agregata, a ob tem ostati v mejah, ki jih določajo predpisi za vožnjo v cestnem prometu.

Pravilo je, da je prav slednje sisteme najtežje narediti dobre, saj gre vedno za iskanje kompromisov med več parametri, ki se med seboj izključujejo.

Včasih so dovolj že kakovostni športni katalizatorji. Ti so namreč v primerjavi z običajnimi (mnogo cenejšimi) katalizatorji, ki so vgrajeni v serijski avtomobile, ekološko gledano enako učinkoviti, a visoko pretočni in ne dušijo oziroma motijo v tolikšni meri pretoka izpušnih plinov.

Pri Akrapoviču za homologirane izpuhe uporabljajo športne katalizatorje z gostoto celic od 15 celic na cm2 do v nekaterih primerih 60 celic na cm2.

Pomemben korak naredijo v oddelku meritev, saj s prenosno 3D-kamero posnamejo originalni izpuh z okolico in s tem pridobijo digitalizirani tridimenzionalni računalniški model tega sistema. Na podlagi tega modela jasno vidijo, kje imajo še prostor za izboljšave in predvsem, kje so prostorske omejitve.

Zatem sledita računalniška obdelava in izdelava fizičnega prototipa iz 'plastike', ki ga izdelajo s pomočjo 3D-tiskalnika, naprave za hitro izdelavo prototipov.

Šele po preverjanju pozicij na avtomobilu s pomočjo tega plastičnega modela nadaljujejo prvo prototipno fazo. Tu rokodelski mojstri v prototipni delavnici izdelajo prve kose, ki gredo že na preizkus na dinamometru. Na njem ob vedno konstantnih parametrih merijo moč, navor, pretok plinov, temperature, zastojne tlake in glasnost ter izpuste škodljivih snovi.

Da imajo med seboj primerljive podatke, zrak, ki ga z velikimi ventilatorji usmerjajo v avtomobil tudi s hitrostjo do 160 km/h, pozimi ogrevajo, poleti pa hladijo. Vedno namreč poskušajo čim natančneje ponazoriti realno stanje. Torej, ko merijo moč in navor, se avtomobil na velikih 'valjarjih' obnaša, kot da se pelje po ravni cesti, s tem da to pri njih poteka v nekakšnem vetrovniku.

Na podlagi pridobljenih rezultatov izberejo najboljši prototip, ki služi kot referenčni model za izdelavo izpušnega sistema v proizvodnji.

Posebno poglavje so seveda tudi materiali, ki se uporabljajo za izdelavo izpušnih sistemov.

Medtem ko konkurenca večinoma ponuja le izdelke iz nerjavnega jekla, so pri Akrapoviču podobno kot pred skoraj 13 leti v motociklizem zdaj množično uvedli titan tudi v avtomobilizem.

Titan oziroma njegove posebne legure so namreč material, ki je zaradi svojih lastnosti idealen za športne izpušne sisteme. Je namreč kar za 40 odstotkov lažji od nerjavnega jekla, a obenem bistveno trdnejši in izredno odporen proti oksidaciji pri visokih temperaturah.

To omogoča uporabo tankostenske titanove pločevine, kar dodatno pripomore k zmanjševanju mase. Debeline, ki jih uporabljajo, se gibljejo med 0, 9 in 1, 2 milimetra, odvisno od potreb in zahtev posameznih avtomobilov.

A so šli še korak dlje; na trgu namreč obstaja več vrst titanove zlitine, in če 'navadni' titan začne izgubljati svoje mehanske lastnosti in strukturo pri 400 °C, lahko Akrapovičev titan prenese obremenitve tudi do 1.000 °C. Vse to je sad skupnega razvoja z dobavitelji surovine iz Japonske in ZDA.

Uspelo nam je izvedeti, da podoben titan, kot ga uporabljajo za izpuhe, agencija NASA uporablja za rezervoarje utekočinjenega kisika v svojih raketah in raketoplanih.

Mimogrede, cevi iz titana in nerjavnega jekla izdelajo kar sami, saj lahko le tako dobijo ustrezno kakovost polizdelkov in možnost izbire med različnimi premeri cevi.

Cevi na CNC-strojih ukrivijo, narežejo na ustrezne velikosti in jih nato po ročnem ali avtomatiziranem TIG-postopku zvarijo v celoto.

A zgodbe pri materialih še ni konec. Ker premorejo tudi svojo lastno livarno, kjer ulivajo lastni industrijski odpad (ali po domače, predelajo svoj odpadni titan), določene kose kar ulijejo. Običajno gre za dele, ki so temperaturno in mehansko najbolj obremenjeni, recimo ventili v izpuhih in prirobnice oziroma prvi del izpušnih kolektorjev.

Uvajajo pa še dodaten material, tudi novost v tej industriji, ki pa je v fazi zaključnih preizkušanj. Gre namreč za ogljikova vlakna ali natančneje za zaključne izhode iz posebnega predimpregniranega karbona, ki je že prepojen s smolo in mora v hladilnici počakati na nadaljnjo predelavo.

Ta posebna utrjevalna smola namreč reagira pri sobni temperaturi, nakar se dokončno utrdi v vakuumskem avtoklavu. Material in postopek sta seveda skrbno varovana, saj trenutno še nihče na svetu nima takšnega končnega izdelka, ki bi bil tako odporen proti temperaturi, abraziji in UV-žarkom.

Prav izhodi pri avtomobilskem izpuhu so namreč izredno izpostavljeni omenjenim zunanjim vplivom, obenem pa so tudi ogledalo kakovosti samega izpuha, saj je edini del, ki se na avtomobilu res vidi.

In za konec še majhna skrivnost: kako priti do tega žlahtnega zvoka, po katerem slovijo prav izpušni sistemi Akrapovič? ! Ta se skriva tudi v obliki in dizajnu dušilcev. Serijski izpuhi imajo namreč za dušenje zvoka prekatne dušilce, v katerih se zvok duši z refleksijo, za zvok pa je značilno, da je v višjem frekvenčnem območju.

No, ti pa imajo v dušilcih namesto prekatov dušilne (absorpcijske) materiale, ki odstranijo visoke frekvence in s tem poudarijo nizke frekvence oziroma basovski zvok, ki pa je bistveno bolj prijazen in športen.

In še odgovor na vprašanje, v katero smer gre razvoj. Kot pravijo, je prihodnost v aktivnih izpuhih z ventili. Torej če vam ne bo do športne vožnje, se bo izpuh obnašal po 'umirjenem' programu, s pritiskom na gumb pa boste lahko izbrali živahnejši, bolj športen značaj.

Simfonijo v 'Akrapovičevem' molu, skratka.

Slavko Petrovčič, foto: Akrapovič

Na spletnih straneh Adria Media Ljubljana uporabljamo piškotke z namenom zagotavljanja spletne storitve, oglasnih sistemov in funkcionalnosti, ki jih brez njih ne bi mogli nuditi.

Z nadaljnjo uporabo spletnih mest soglašate z uporabo piškotkov.
Če piškotkov ne želite, jih lahko onemogočite v nastavitvah

zapri