A kompresszor élt, él, és élni fog!

2021.12.03. 13:06

Az ezres utcai sportmotorok teljesítménye eléri a 200 lóerőt. Erre joggal lehetnek büszkék a motorosok, hiszen utcai autóban alig találni olyat, ami hasonló literteljesítményre lenne képes. Mégis érdemes talán megemlékezni róla, hogy hasonlót már több mint nyolcvan éve is kivettek motorkerékpárból – egy közúti járműben először éppen száz éve bevetett csodálatos szerkezetnek, a kompresszornak köszönhetően.

Egy literből kétszáz lóerő. Ha ez elhangzik, gondolom mindenkinek egy soros, négyhengeres sportmotor jelenik meg a szemei előtt. A teljesség igénye nélkül és ízlés szerint egy BMW S 1000 RR, egy Honda CBR1000RR, egy Kawasaki ZX-10R, vagy akár egy MV Agusta Brutale. Ezek többnyire fordulatszámból hozzák brutális teljesítményüket, a piros zóna határa általában 13 000-14 000/perc. Lehet másképp is, példa erre a Kawasaki Z H2, amely már 11 000/percnél tudja a 200 lóerőt, 137 Nm-es nyomatéka pedig 8 500/percnél jelentkezik. Mindezt hogyan? Egy régi találmánnyal, a kompresszorral megtámogatva, ami már korábban is hasonló literteljesítményhez segített motorokat.

Az a bizonyos korábbi korszak száz éve kezdődött, amikor elkezdett magához térni az élet. Az első világháború szörnyűségei és nélkülözései után az emberek már vágytak a szórakozásra, amibe a sportok, köztük a motorsportok is beletartoztak. A háború a sok rossz mellett azonban technikai haladást is hozott. A repülőgépmotorok közül már sok készült felülvezérléssel, és épp száz éve emelkedett levegőbe először repülőgép turbófeltöltésű motorral. A repülésben hamar rájöttek a feltöltés jelentőségére, mert a magasság növekedésével ritkuló levegő miatt csökkent a motorok teljesítménye, és ez korlátozta a további emelkedést – erre volt hatásos gyógyír a feltöltés. A turbót azonban megfelelő anyagok hiányában csak két évtizeddel később sikerült tömegesen munkára fogni, a kompresszor azonban már akkor kínálta magát a feladatra. És nemcsak a levegőben!

A teljesítmény növelésére a földön is igény mutatkozott, részben a motorsportban, de az ekkor egyre nagyobb divattá váló rekordhajhászásban is. A teljesítmény növelésének jól bevált módja a lökettérfogat növelése, a sebességi rekordokra törő autókba ezért építettek be ekkor 20-30 literes lökettérfogatú, V12-es repülőgép motorokat. Az akkor született szörnyetegek ma találkozók és fesztiválok ünnepelt sztárjai. Igen ám, de mi van akkor, ha például a verseny- vagy rekordfelállítási szabályzat korlátozza a lökettérfogatot? Az nem lehet több 500, vagy ezer köbcentinél? A motorba bejutó levegő mennyiségét akkor is növelni kellene valahogy, hogy azzal több üzemanyagot lehessen elégetni, aminek végeredménye a nagyobb teljesítmény. A feladatra szinte kínálta magát a kor technikai színvonalán is megvalósítható kompresszor.

Az autókon 1921 őszén először bevetett szerkezetet a motorosok is hamar felfedezték, és ők is rápörögtek a teljesítményhajhászásra. A különbség az, hogy míg az autóknál szinte kizárólag négyütemű motorokat töltöttek föl, a motoroknál a kétüteműek is szót kértek. Az eltérő működésmód pedig teljesen eltérő feltöltési módot eredményezett. Míg a négyütemű motoroknál a Roots fúvó és a csúszólapátos kompresszor vált népszerűvé, a kétüteműeknél a dugattyús feltöltés követelt helyet magának.

A kétütemű motorok feltöltését egy olyan márka erőltette, amely kizárólag kétüteműekre építette a karrierjét. Ez volt a szászországi Zschopauban működő DKW. A város neve biztosan sokaknak ismerős, a második világháború után ennek a gyárnak az utódjában készültek az MZ motorkerékpárok.

A DKW 1923-ban, a kezdetek kezdetén, egy hengerrel párosította a kompresszort oly módon, hogy a rendes dugattyúhoz képest kétharmaddal nagyobb átmérőjű töltődugattyú - 180 fokos elékelése miatt - a dugattyúval ellentétesen mozgott. Így ha a dugattyú éppen felfelé tartott, akkor felette ugyanúgy sűrített, mint minden rendes kétütemű motor. Alatta szintén a megszokott módon a friss keverék ömlött a forgattyúsházba, csakhogy sokkal intenzívebben, mint a hagyományos kétüteműekben, mert a lefelé mozgó töltődugattyú is egyre csak növelte a szívóteret. Amikor viszont a gyújtást követően az égő gázok lefelé tolták a dugattyút, a töltődugattyú – vele ellentétesen – fölfelé indult. A hagyományos kétüteműekhez képest így nagyobb nyomásra sűrítette elő a beszívott keveréket, így amikor a dugattyú éle kinyitotta a felömlőt, a keverék intenzívebben tolult a hengerbe, egyfajta feltöltést megvalósítva.

A DKW ARe 175-ös versenymotor teljesítménye elérte a 12, a hasonló rendszerű Ore 250-esé a 17 lóerőt. Ez ma megmosolyogtatónak tűnik, de talán érdemes megemlíteni, hogy akkoriban ekkora lökettérfogatokból tíznél kevesebb lóerőt vettek ki. A literteljesítmény egyébként egyformán 68 LE, ami ahhoz képest figyelemre méltó, hogy még jóval utána is a 40 LE/liter volt az általános adat, és autóban még pár évvel ezelőtt is kapható volt olyan szívómotor, ami e körüli értéket produkált. Egy ARe 175-ös egyébként Magyarországra is elkerült. Zboray Ferenc versenyzett vele, és az akkori sajtó úgy jellemezte, hogy a DKW a menetteljesítményeivel leiskolázta a mezőnyt, még nagyobb lökettérfogatú gépeket is maga mögé utasított.

Apró probléma, hogy amint a kétüteműeknél szokás, a felömlővel egyidejűleg a kipufogónyílás is nyitott, így a feltöltés egy része rajta keresztül veszendőbe ment. Annyira, hogy kompresszoros használatra alkalmatlannak tartották az Adolf Schnürle által akkortájt szabadalmaztatott, ám később, főként a DKW szabadalmi védelme után világszerte egyeduralkodóként alkalmazott hurkos öblítést. (Ilyet találunk minden kétütemű szoci motorban is, a Csepeltől kezdve a Danuvián, a Pannónián, a Jawákon keresztül az MZ-ig.) Úgy vélték ugyanis, hogy a lapos dugattyú miatt olyan nagyra nőnek a veszteségek, hogy az egész feltöltősdi nem éri meg. Maradtak tehát a tarajos dugattyúnál, amelynél egyértelműnek tekintették a légáramlást.

Mivel a felömlő és a kipufogónyílás a tarajos dugattyús kétüteműnél is egyszerre nyitott, méghozzá úgy, a kipufogó előbb nyit kicsivel és később zár, ezért annál is nagyok a veszteségek. Van azonban olyan kétütemű rendszer, ami ügyesebben nyitja-zárja a réseket: a kettős, vagy ikerdugattyús motor. Ennél a forgásirány megfelelő megválasztásával a kipufogónyílás korábban nyit, mint a felömlő, és egyúttal korábban is zár. Ezáltal lehetőség nyílik arra, hogy a még nyitott felömlőn keresztül úgy nyomuljon keverék a hengerbe, hogy annak már nincs módja távozni a kipufogónyíláson.

A Puch-féle villás hajtókaros rendszer helyett jobban bevált az Arnold Zoller által szabadalmaztatott villás kettős hajtórudas megoldás (ilyen volt a Csepel 250 U-ban is), amit a német mérnök ráadásul a róla elnevezett csúszólapátos feltöltővel töltött fel. A DKW csak a főtengely megoldását vette át Zollertől, a feltöltést viszont kezdetben ismét dugattyúra bízta, ami elvében ugyanúgy végezte a feltöltést, mint a 175-ösben. A különbség az elrendezésben volt, a töltődugattyú nem függőlegesen lefelé, hanem vízszintesen előrefelé dolgozott.

A kettős, vagy ikerdugattyús rendszer versenycélra nagyon bejött a DKW-nak (még Man szigeti TT-t is nyertek vele), ami a fejlesztésekkel párhuzamosan egyre növekvő teljesítményben is visszatükröződött. A magán versenyzők által megvásárolható verzió teljesítménye 25 lóerő volt, ami 100 lóerős literteljesítménynek felelt meg. A versenyváltozatok 30, majd végül, 1939-re már 40 lóerőt adtak le. Ennek az utolsó változatnak a motorja azonban már kéthengeres volt, összesen tehát négy dugattyúval, a feltöltést pedig csúszólapátos kompresszorra cserélték. A 160 lóerős literteljesítmény azonban ma sem hangzik rosszul. Az más kérdés, hogy a jellegzetes hangú kompresszoros DKW-k 100 kilométeren 15-20 liter keveréket égettek el, ezért is került rájuk hatalmas, közel 50 literes benzintartály.

A kétüteműeknél még érdemes lehet megemlékezni az NSU második világháború utáni rekordkísérleteiről. Akkoriban a motorozás Nyugat-Európában már hanyatlásnak indult (jött az autókorszak), a főként motorokat gyártó NSU ezért új világrekordokkal próbált némi hírverést csinálni. Mivel egyik sikerterméke az 50 köbcentis Quickly volt, ezért a féldecis osztályban is belevágtak a feladatba. A kis kétütemű motor teljesítményét Wankel feltöltővel (ha a Wankel motort kívülről hajtjuk, kompresszorként működik) növelték 13 lóerőre, ami 260 lóerős literteljesítmények felel meg. Arnold Baumm a hajtást szivar formájú karosszériába csomagolta, aminek olyan kicsi volt a légellenállása, hogy a szerény teljesítmény ellenére 196 km/órás sebességi rekordot állított fel a legendás Bonneville-i sós síkságon.

Annyira talán érdekes lehet kitérni, hogy a második világháború előtt és közvetlenül utána a kétüteműeknél is mennyire a feltöltésben, vagyis a lélegeztetés oldalán látták a nagy teljesítmény elérésének zálogát, a kipufogó oldallal nem nagyon foglalkoztak. Kicsit talán ez is jelzi, hogy a kétütemű motor működése rafináltabb, és kevésbé átlátható a négyüteműnél, ahol a szelepek által dirigált négy ütem eléggé egyértelművé teszi a motor működését. Lemodellezni azt, hogy hogyan lengenek a gázok a kétütemű motor forgattyúsházában szíváskor, mit csinál a keverék felömléskor, és főként hogyan lehet a kipufogás közbeni veszteségeket csökkenteni, csak évtizedek munkájával jöttek rá. Ennek eredménye lett szívó oldalon a forgótárcsás és membránvezérlés, kipufogóoldalon pedig a power szelep és főként a legnagyobb varázslat, a rezonátor. Arra rájönni, hogy a kipufogóban olyan gázhullámokat lehet és kell előidézni, ami visszalendülve meggátolja a friss gázok kiáramlását, egészen zseniális gondolat. Meg is lett az eredménye, kisebb lökettérfogatú versenymotoroknál pár éven belül megközelítették vele a 400 lóerős literteljesítményt.

A fő csapásirányt azonban a második világháború előtt és után a négyüteműek jelentették. Míg a kétüteműek kompresszorosítása szinte kizárólag a DKW privilégiuma volt, addig feltöltött négyüteműeket készítettek Németországon kívül nagy számban Angliában és Olaszországban is. Feltöltőként kizárólag forgólapátos Roots fúvókat és csúszólapátos kompresszorokat használtak egyre növekvő töltőnyomással.

Eleinte az angolok mutattak fel látványos eredményeket, mint például Joe Wright, aki ezres, kompresszoros OEC-Temple Jap motorján 1930-ban 240 km/órás sebességi világrekordot állított fel. Később azonban a németek vették át a kezdeményezést, és nem csak a rekordok felállításában, hanem a versenypályákon és a lóerők hajszolásában is. A legmesszebb a BMW vitte. 1935 és 1939 között gyártott 500 Kompressor, illetve hivatalosan RS 255 Kompressor nevű motorjuk 493 köbcentis lökettérfogatból, királytengelyes OHC vezérléssel és csúszólapátos kompresszoros feltöltéssel 8 000/perces fordulatnál 108 lóerőt adott le - ami 216 lóerős literteljesítménynek felel meg. A BMW RS 255-össel Georg Meier 1938-ban Európa Bajnokságot nyert, majd az angolok nagy bánatára 1939-ben a Man szigeti TT-t senior kategóriájában is elhódította a győzelmet.

A háború kitörése megakasztotta a fejlődést, de utána éppúgy előkerültek a négyütemű fejlesztések, mint ahogy a kompresszoros DKW-k is újra felüvöltöttek a versenypályákon. A BMW mellé az NSU sorakozott fel riválisként, álló kéthengeres, dupla kompresszoros félliteres motort csatasorba állítva. A teljesítményszint körülbelül a háború előttinek felelt meg, az NSU 110 lóerőt hozott ki az 500 köbcentiből, ami 220 lóerős literteljesítmény. Ezzel azonban le is zárult egy korszak, a nemzetközi motorkerékpáros szövetség ugyanis 1950-ben betiltotta a kompresszor használatát versenypályákon. Jöhettek ugyanakkora lökettérfogattal a pörgős, akár négyhengeres négyüteműek, majd a technika fejlődésével a vijjogó kétüteműek – hogy pár évtizeddel később ők is átadják a helyüket az ezres négyüteműeknek.

A versenypályákról tehát kikoptak a kompresszorok, de a közutakon időnként feltűnnek mechanikus feltöltős motorok. Részben a tuningosok szerelnek előszeretettel lökettérfogatot pótló, a nyomatékot növelő kompresszort bármilyen motorra a féldecis Honda Cubtól kezdve a liter feletti nagyokig, de alkalmanként egyes gyárak is visszahozzák a feledés homályából. Ilyen volt például a Peugeot 125 JetForce robogója, amely kompresszorral töltve inkább a 250-esekre jellemző teljesítményt, 20 lóerőt nyújtott. Vagy kell jobb példa, mint az alig két éve bemutatott Kawasaki Z H2?



Hirdetésblokkolóval néznéd éppen a Totalbike, és ettől mi éhen halunk.

A TB olvasása ingyen van, de a működtetése nem: szerzőink és családjaik táplálkoznak, és ami fontosabb: rendszeresen tankolnak, pénzért.

Kérjük, engedélyezd a TB-n a hirdetések megjelenítését, vagy ellehetetleníted a működését annak, amit épp olvasni szeretnél.