NYTTIG "OPPFRISKNING" OM HK OG DREIEMOMENT: (Av ACCN-medlem Torbjørn Lindstrøm torbjorn.lindstrom@halden.net (Motorteknisk Fagskoleutdannelse), med sitater fra boken "On modifying small-block chevy engines" av en av USA's mest anerkjente motortrimmere, John Lingenfelter). Trenger du friske opp litt om disse to begrepene, vite litt mer, eller har du kanskje misforstått litt i alle år; da vil jeg her prøve (på en forhåpentlig lettforklart måte) å gi deg en "a-ha"-opplevelse som også kan bli et verdifullt tips ved bil eller motor-valg: HVA ER EGENTLIG DREIEMOMENT: Dreiemoment er en kraft/trykk som kan dreie rundt et sentrum (Med kraft menes hele trykket/kraften i løpet av sirkel-bevegelsen). Et godt eksempel: Dersom du tråkker på en sykkelpedal, da utøver du en kraft/dreiemoment som kan få pedalen til å dreie rundt pedal-krankens sentrum, altså på samme måte som eksplosjons-kraften over stempelet kan få veivakselen til å dreie rundt. Dess mer kraft du har i pedal-tråkket (for motoren: dess større eksplosjons-kraft over stempelet i løpet av slaglengden), dess høyere dreiemoment. Og på samme måte som du får større kraft dersom pedal-"skaftet" er lengre, vil det også bli overført større kraft/dreiemoment til veiv-akselen om veiv-stangen er lengre (kraft x arm). Dreiemomentet i motoren er dermed ikke mer komplisert enn: Kraften/trykket/tyngden som forsøker å presse stempelet nedover X veivstang-lengde X antall sylindere Dreiemomentet er altså noe vi kan føle fysisk; dersom du prøver å holde igjen pedal-kranken når den begynner å bevege seg rundt pga. dreiemomentet som presser på, så vil du føle at du må bruke mer krefter for å kunne bremse den, dess høyere dreiemoment er. Om du f.eks. sykler i jevn tempo med likt pedaltrykk (dreiemoment), og så ønsker å øke hastigheten (akselerere) i samme gir, da er den eneste måten å akselerere på at du øker trykket/dreiemomentet på pedalen (stempelet). Tilsvarende: blir du liggende i f. eks 3 gir i en bil og ikke forandrer noe annen, så er den eneste måten å få den til å akselerere raskere over et bestemt hastighets/turtalls-område på, det å øke motor-dreiemomentet innenfor området. HVA ER EGENTLIG HK(HESTEKREFTER): Tenk deg at du har kjempesterk bein-muskulatur (høyt dreiemoment), og tråkkende på en sykkel er du så sterk at du klarer å sykle i 15 km/t med en 10 kg tilhenger bakpå oppover en slak bakke, men du er så "treg" (lavt turtall) at du ikke klarer å tråkke fortere rundt enn 20 km/t på flat vei og nedoverbakker i samme giret. Kameraten din derimot ( m. lik ett-gir-sykkel), har svakere bein-muskulatur (lavere dr.-moment), og klarer ikke sykle fortere enn 10 km/t. i bakken med det tunge lasset, men er så kjapp i pedaltråkket (høyere turtall) at han suser forbi med 30 km/t på hver flate og nedoverbakke (som det i dette tilfellet er mange av), og etter noen mil vil han komme lenge før deg i mål (pga. av flere HK som vi skal forklare mer litt senere). Men akselererer dere likt (< 20 km/t) vil alltid du med høyere dr.-moment vinne. I bilens barndom rundt århundreskiftet var bilen for det meste et leketøy for rikfolk, og bil-løp i form av landeveis-løp over mange dager og store distanser var noe som begeistret og henrykte folk, og som bilprodusentene ofte brukte som salgsreklame. I begynnelsen var det vanlig med åpne klasser, dvs. du kunne stille med omtrent så stor motor som helst, og ofte dukket det opp biler med de reneste "monster-motorene" som hadde dreiemoment i massevis, men som var store tunge, gav bilene dårligere kjøre-egenskaper, utsatte chassis for store belastninger, og som var så trege at maks turtall ofte lå på rundt 1500 o/m. Racer-konstruktørene begynte derfor å bli mer interessert i mindre, lettere motorer som selv om de ikke hadde rekord-dreiemoment, i steden nådde maks-turtall vesentlig høyere (f. eks "hele" 3000 o/m) og resulterte i mindre lettere biler. Dermed kunne det også la seg gjøre å øke dreiemomentet til bakhjulene ved å legge inn (numerisk høyere) utvekslinger, og samtidig øke hastigheten noe innenfor flere gir; bilen kunne i da også ligge i høyere topphastighet, noe som på lange dags-etapper med store flater og nedoverbakker var ensbetydende med å komme først i mål (og pga. den "lavere" utvekslingen kunne de beholde et brukbart dreiemoment også ved lavere turtall, og tapte derfor heller ikke så mye selv i de bratte bakkene). Følgelig ble det altså veldig viktig for motorkonstruktørene at deres motor ikke bare var "råsterk" (hadde høyt dreiemoment) men at den også samtidig var raskt, dvs. kunne oppnå et høyt maks-turtall (lavere utvekslinger og høye hastigheter mulig). (Man fikk nå behov for å få et mål som samtidig klarer å vise hvor fort dreiemomentet klarer å få motoren å svinge rundt (altså også hvor høyt turtall den kunne oppnå)). Men hvordan skulle man vise/måle dette på en best mulig måte; jo (sa en "luring"), hvorfor ikke rett og slett ta dreiemoment-kurven (trukket gjennom avmerkede punkter ved stigende turtall), og så lage en ny kurve (annen skala) som går ut fra den samme dreiemomentkurven, men som man X (ganger) med det stigende turtallet (altså kompenserer med en turtalls-faktor (altså dreiemoment X turtall = HK (Effekten)). HK-kurven vil da alltid følge dreiemoment-kurven på den måten at når dreiemoment-kurven stiger og synker, så vil HK-kurven også gjøre det, men den stiger raskere, og synker langsommere pga. at den blir X (ganget) med den stigende turtalls-faktoren (multiplikatoren), og selve kurven er hold i en annen skala som gjør at den kan av-leses høyere opp i de fleste typer felles-kurve-diagram. Man kan derfor si at HK (effekten) er en ren "teoretisk" verdi som er resultatet (produktet) av det man får når man tar det "fysiske" dreiemomentet og X (ganger) med et bestemt turtall (dvs. hvor mange ganger motoren dreier rundt pr. min, eller "motor-hastigheten"). (Eller man kan si at HK er et total-mål for både motorens kraft og hastighet sett under ett, markert ved forskjellige motorhastigheter (turtall)). Fordi en motor som regel har forskjellig dreiemoment ved ulike turtall, vil både dreiemoment og HK-kurven ha forskjellige "fjelltopp-punkter", og der hvor de største befinner seg, det er DER hvor motor/bil-produsenter liker å "skryte" for å overbevise deg hvor god motoren er: de reklamerer med motorens MAKS-dreiemoment, og MAKS-HK ("pøser" man f.eks. på med masse turtall så vil omtrent alltid m. HK stige). (Kunne man få selv en "gressklipper-motor" på 10 hk. v/3000 o/m til å "snurre" fort nok, så vil det automatisk bety masse hk., ved 12 000 o/m (teoretisk) ville det jo ha hatt ca. 40 hk !, men dreiemomentet ville da ha vært flyttet så lang opp at den knapt ville ha hatt kraft nok til å klippe et gress-strå ved 3000 o/m !). Så når du leser at bilen du tenker kjøpe har f.eks. 105 HK (v/5800 o/m.) så betyr det ikke annet enn at KUN ved nøyaktig det høyeste topp-punktet de klarer å måle på HK-kurven, f.eks. nøyaktig når turtelleren viser 5800 o/m., kun DA (og verken før eller etter dette punktet), så har motoren 105 HK (altså omtrent bare i et "øyeblink" av noen hundredels-sekund, f. eks når øyet ditt akkurat registrerer at speedometernåla har passerer f.eks. 80 i 2. gir ved 5800 omdreininger (eks. Golf 1.6 L.). Siden du finner dreiemoment-kurven ved å dele/dividere HK-kurven med turtallet, så vil maks-dreiemoment ligge lavere (og kurven har annen skala med lavere stigning enn HK-kurven), i overnevnte eksempel ved f.eks. nøyaktig 4500 o/m-punktet. SAMMENHENGEN DREIEMOMENT, HK, OG "HVERDAGS-AKSELERASJON": La oss nå se bort fra alle andre faktorer som påvirker en bils akselerasjon (vekt, girkasse-utveksling, bakaksel-utveksling, hjuldiameter, dekk-friksjon, luftmotstand, osv.), og kun konsentrere oss om selve motorens karakteristikk, og hva som da er det viktigste mht. en god "hverdags-akselerasjon". (Med "hverdags-akselerasjon" definerer vi for eksempel den akselerasjonen vi opplever når vi ligger i et bestemt gir (f.eks. 3. gir) i ca. 50 og tråkker til maks. og/eller minst halvt gasspådrag for å akselerere ved f. eks en forbikjøring, eller vil "imponere" passasjerer med følelsen av skikkelig akselerasjon (det å føle å bli trykket skikkelig bakover i sete-ryggen)). I løpet av denne akselerasjonen/forbikjøringen så du på turtelleren at motoren jobbet i området ca. 2000 - 4500 o/m, og du merker deg at det er i dette turtallsområdet du som oftest foretar forbikjøringer, både i dette giret, og i event. øvrige gir (hastighets-områder). Det er et poeng å merke seg at enkelte som gjerne har turtallsvillige mindre motorer i sine bruksbiler (gjerne med topp-effekten ved rundt 6000 o/m) veldig sjelden passerer ca. 4000-4500, da motoren i en god del biler "hyler og lager et sånn hekkans leven" (noen henderlige untak finnes) at man både blir redd for å vekke oppsikt som "grise-kjører", eller frykter at diverse dyrbare deler i "innmaten" skal takke for seg når som helst, eller bli nedslitte på null-tid. Alt dette indikerer i hvilket turtalls-område du vil føle/få størst nytte-effekt av å få forbedret akselerasjon; for det er jo liten "vits" i masse akselerasjons-potensiale i turtalls-områder som du omtrent aldri bruker, eller hva ?. Det du i dette tilfelle trenger er altså en motor som har størst mulig dreiemoment-kurve i turtalls-områder fra "bunnen", og opp til ca. 4500 o/m (dvs. fra ca. 1000 - 4500 o/m), for da får du akselerasjonen hvor du mest trenger det i praksis. (Om du ser på HK-kurven i dette området så er det like greit, men jeg liker personlig å holde meg til dreiemoment-kurven da den er det mer "fysiske" uttrykket for kraft). "Gyldne" sitater fra John Lingenfelter: "What you feel when you hit the trottle isn't horsepower, it's torque. Torque is what accelerates a car. In fact, horsepower is merely torque over time (rpm). Increasing torque in a streetable rpm range, between 2500 - 4500, will turn a "lazy" street car into a "stormer". Always maximize power within the rpm-band where the engine spends its most time". TIPS: Vurderer du ny bil/motor på bakgrunn av alt dette, så bør du følgelig se på (f. eks) dreiemoment-kurven (eller HK-kurven) mellom ca. 1000-4500. Nærmere bestemt er det totale arealet/områder under dette dreiemoment-kurve-området (eller HK-kurve-området) som utgjør det totale akselerasjons-potensiale som du er på jakt etter for "hverdags-akselerasjon"; så dess høyere kurven er mellom f.eks. 1000-4500 o/m, dess bedre potensial har motoren for god akselerasjon der hvor DU har bruk for det. Nå får du (som ikke har sett det fra før) sikkert også den virkelig store "a-ha"-opplevelsen; nemlig at du i alle år kanskje har latt deg "lure" av bilselgernes "reklame-jippo" (med opprinnelse fra bilbarndommens race-baserte reklame) som har fått deg til å kanskje vurdere/velge (og kanskje betale mer) for en 2 L. bil/motor som har f.eks. 130 HK v/6000 framfor en annen som "bare" hadde 100 HK v/4800 ! ? Dersom du i steden hadde sett på dreiemoment-kurven i brosjyren (og at vi forutsetter at bilene er noenlunde like ellers mht. de viktigste faktorer som påvirker akselerasjonen), så hadde sannsynligvis bilen (nedkammet) til "bare" 100 HK merkbart større areal/område under kurven mellom 1000-4000 o/m, og altså faktisk ha akselerert raskere i nettopp det området som er av størst interesse for deg ! NB VIKTIG !: Det er altså det totale arealet under dreiemoment, eller HK-kurven innenfor et bestemt turtalls-område som viser hvor godt potensiale motoren har for å akselerere bilen i dette bestemte området; det er også en fordel at kurven er mest mulig flat/jevn, da dette medfører en tilsvarende jevnere akselerasjons-utvikling. Det viser seg (hvis vi ser bort fra de seneste motorer med variabel kamaksel-styring), at det ofte har vært fristende for bilprodusentene å foreta en økning av maks-HK (som "reklame-jippo"), ved å nesten bare foreta en ren "kam-trimming", dvs. man har fått frem den økte topp-effekten ved å sette inn en kam med lengre åpnings/lukkings-tider, og dette har ført til at hovedtyngden av dreiemomentet har blitt flyttet fra lavere og midlere turtall til områder på øvre del av turtals-skalaen (som du kanskje omtrent aldri benytter ! ?). Pga. noe høyere ventil-løft har man kanskje fått en smule høyere dreiemoment (f. eks 5 %) f.eks. fra 3500-5000, og motoren har dreiet til høyere turtall slik at maks-effekten har blitt høyere; MEN "straffen" er ofte at man har fått redusert (flyttet vekk) mye av dreiemomentet mellom 1000-3500 (kanskje 20 %), og totalt fått dårligere dreiemoment (og akselerasjon) fra 1000-4000; dvs. der hvor vi altså helst ønsker det. (Og det blir jo temmelig verdiløst for deg at motoren da har "hele" 130 HK kun ved et lite punkt, kun et "hundre-dels-øyeblink" ved hele 6000 o/m, ikke sant ! ?). For å si det rett ut: opplysningen om antall maks-HK på en motor (altså topp-effekten) sier ofte VELDIG LITE om det akselerasjons-potensialet motoren har for "hverdags-akselerasjon" (slik vi her har definert og som folk flest har mest nytteverdi av). PS: merk at vi nå snakker om selve motorens akselerasjons-potensiale, for det som som regel skjer ved kam-trimming for høye turtall, er at man samtidig utnytter det økte turtallsområder for skifte til vesentlig høyere numeriske gir/bak-akselutvekslinger, og derved likevel kan oppnå høyere dreiemoment (og akselerasjons-kraft) på bakhjula, med dette betyr jo at man utfører tilleggs-trimming utenom selve motoren ("gir-trimming"). Ellers forekommer mye "kunstig puste-hjelp" som kompressor/turbo, som vil få selv en mindre motor virke som en større, fordi eksplosjons-trykket (kraften) over stemplene kan bli langt større. Det er derfor ikke så merkelig at f.eks mange turbo-diesler blir uventet akselerasjons-raske mht. "hverdags-akselerasjon"; for de har som regel et overraskende høyt dreiemoment i området ca. 1000-(3000,3500). For vanlige "suge-motorer" gjelder imidlertid at dess mer sylinder-volum (boring x slaglengde) motoren har, dess mer potensial for dreiemoment ("no-substitute-for-cubic-inches"), og dess mer akselerasjons-kraft vil den i de fleste tilfeller ha. Med så stor motor-volum som 5 - 7,5 L. (i noen tilfeller hele 7, 7 - 8,2 L.), som særlig mange U.S. V-8 motorer har, så er det faktisk mulig å få til unntak fra "regelen" om at "kam-trimming" ødelegger for mye i f.eks. området 1000-4000 o/m, for det skal ganske radikale kamtider til for at det skal bli direkte "dårlig" akselerasjons-potensiale igjen med så mye motor-volum dersom man sammenligner med mye mindre motorer. Men uansett så ville man kunne fått enda mer kraft i "hverdags-området" på samme stort-volum-motorer med mildere kam-tider og andre matchende komponenter. Man ville miste %-vis omtrent like mye i "vårt" turtalls-område som mindre motorer om man flytter hovedtyngden av dreiemomentet lengre opp, og dermed mister man selvsagt også langt større "mengde" kraft i forhold til en mindre motor (det blir som ved lik skatte-% for liten og stor lønning), den "rike" vil miste langt mer (så her er det kanskje en "dyd" å være "gjerrig" selv med en større "Amcar"-motor ?). HÅPER "OPPFRISKNINGEN" VAR LITT NYTTIG ? (Oppfølgings-artikkel: "Råd og tips" om trimming for "hverdags-akselerasjon"). Mange hilsen: Torbjørn Lindstrøm torbjorn.lindstrom@halden.net