Aava kirjoitti:Ah. Ilmankos. Tuo on isoveljeni haaveauto, ja hänen kanssaan käytiin kerran aika syvällinen keskustelu auton moottoreista. Hän lisäksi kertoi, että Porchella on myös joku boxerimoottori (olikohan sen auton malli P. Boxter, ja ettei vaan muuten ollut se malli, jota valmistettiin Uudessa-Kaupungissa...?), jossa sylinterit on vaakatasossa erotuksena V-malliseen tai rivimoottoriin. Miksei tätäkään ole yleisessä käytössä? Vai onko patentti vielä voimassa... ? Kun muistaakseni tuon boxerimoottorin etuina oli se, että sen painopiste saadaan noita muita em. moottorityyppejä alemmaksi.
Aloitetaans tärkeimmästä, tyttönen. Sekä Porsche autovalmistajana että heidän mallinsa Boxster, kirjoitetaan s-kirjaimilla. Ja Uusikaupunki tulee yhteen ilman väliviivaa. :-p
Noin. Nyt kun tärkein on hoidettu, voidaan siirtyä niihin detaljeihin. Porsche käyttää bokserimoottoreita 911 ja boxster -malleissaan. Bokserimoottoreiden painopiste on tosiaan alhaisempi kuin rivimoottoreissa tai V-moottoreissa, mutta tässäkin on kyseessä ennemminkin mainoskikka kuin todellinen käytännön hyöty: Painopisteen laskun kannalta puhutaan muutamista senttimetreistä.
Sen sijaan bokserimoottori vaatii (toisin kuin rivimoottori), kaksi erillistä venttiilikoneistoa moottorin eri puolille, joka kasvattaa samalla moottorin painoa ja etenkin monimutkaisuutta. Bokserimoottori on rivimoottoria huomattavasti kalliimpi valmistaa. Lisäksi 4-sylinterisiä (suurin osahan moottoreistahan on nimenomaan 4-sylinterisiä) bokserimoottoreita vaivaa rivimoottoreihin verrattuna epätasaisempi ja voimantuotto. Siinä missä rivimoottorissa polttoaine syttyy jokaisessa sylinterissä vuorotellen tasan 1/4 aikavälein, bokserinelonen pamauttaa samassa ajassa 1/2 aikavälillä 2 sylinteriä kerrallaan, joka aiheuttaa värisevämmän käynnin ja epätasaisemman voimantuoton. Tämän vuoksi moottorin nimi onkin bokseri, eli vastaiskumoottori. Siinä kahdessa vastakkaisessa sylinterissä tapahtuu työtahti yhtäaikaisesti, vastakkaisen sylinterinsä peilikuvana. Tästä syntyy luonnollisesti enemmän rasitusta myös vauhtipyörälle ja voimansiirrolle.
Tämän jälkeen varmaan tuntuu aika hölmöltä että miksi bokserimoottoreita ylipäätänsä käytetään, jos niissä on niin paljon miinuksia rivimoottoreihin verrattuna? No, sen lähinnä teoreettisen painopiste-edun lisäksi suurin syy niiden käyttöön taitaa olla yksinkertaisesti ääni. Siinä missä normaalin henkilöauton rivimoottori kuulostaa tasaisenpehmeältä käyntitapansa vuoksi, bokserimoottori kuulostaa "miehekkään" epätasaiselta ja karhealta käynniltään tuon äsken selittämäni seikan vuoksi. Porschen bokserikutosen käyntiäänihän on suhteellisen legendaarinen automaailmassa, ja monien mielestä se pilaantui jo silloin, kun Porsche vaihtoi sen jäähdydyksen ilmajäähdytyksestä vesijäähdytykseen. Ja itse kuljen hieman samassa leirissä: Vanhojen ilmajäähdytteisten 911:n käyntiäänet ovat kyllä todella upeat. Toinen autovalmistaja joka vannoo vielä Porscheakin enemmän bokserimoottoreiden nimeen, on Subaru. Subaru tunnetaan myös vankkana nelivetoisuuden sanansaattajana. Bokserinelonen toimiikin epätasaisena voimantuottajana paremmin nelivedon yhteydessä.
Se miksi V-moottoreita taas tehdään, johtuu yksinkertaisesti kompaktista koosta. Toki V-moottorit ovat usein suurempia ja painavampia kuin rivimoottorit, mutta sylinterejäkin on useimmiten enemmän. V-moottorissa saadaan esimerkiksi 8 sylinteriä mahdutettua suurin piirtein samanpituiseen moottoritilaan kuin 4-sylinterisellä rivimoottorilla, koska siinä on kaksi nelisylinteristä riviä vierekkäin suhteellisen kompaktisti. Jos samat 8 sylinteriä laitettaisiin rivimuotoon, moottorista tulisi valtavan pitkä. Sen lisäksi kampiakselista tulisi niin pitkä, että se alkaisi helposti vääntymään jouselle mäntien aiheuttamien voimien alla.
1900-luvun alkupuolellahan näitä 8-sylinterisiä rivimoottoreita autoissa näkyikin, ja Cadillacilla oli jopa mammuttimainen V-16 -moottori. Näissä vanhoissa "gangsteriautoissahan" on aivan järkyttävän pitkät konepellit moottorityyppiensä vuoksi. Ongelmaksi muodostui kuitenkin etenkin rivikaseissa juuri se, että sekä kampiakseli että jopa moottorin lohkokin joutuivat ylipitkinä mutta kapeina konstruktioina vääntymään voimiensa alla ja moottoririkot olivatkin varsin yleisiä.
Ja mitä vaikutusta on sillä yleensäkään on, missä asennossa sylinterit ovat? Toimiiko männät jotenkin optimaalisemmin jossain tietyssä moottorityypissä? Ja jos nyt ajattelee auton mekaniikkaa, niin moottorin sylintereiden asennollahan on pakko olla ainakin jokin vaikutus kampiakseliin... ja jos jokin vaikuttaa kampiakseliin, silloin sen on pakko vaikuttaa myös nokka-akseliin ja siis venttiilien toimintaan... ?
Kuten tuossa jo ehdin selittämäänkin, koko ja konstruktion yksinkertaisuus ovat ne määräävimmät asiat siinä millaiseen sylinterimuotoon päädytään. Nykyaikaisen auton keulille 4-sylinteriä rivissä alkaa olemaan maksimi mitä sinne mahtuu. Myös 5 ja 6-sylinterisiä rivimoottoreita on jonkun verran liikenteessä, mutta niissä moottorit asennetaan yleensä joka tapauksessa pitkittäin, ja tilan kanssa alkaa syntyä todellisia ongelmia. Siksi V6-moottorit ovatkin huomattavasti yleisempiä kuin rivikutoset, ja rivikaseja ei henkilöautomaailmassa ole enää olemassakaan siinä missä V8-moottorit ovat varsin yleisiä urheiluautoissa ja isoissa edustusautoissa.
Kampiakselit ovat toki erilaisia V-moottoreissa kuin rivimoottoreissa, mutta ne vaan sorvaillaan hieman erilaisiksi, ja mäntien kiertokanget tulevat hieman eri astekulmin kiinni kampiakseliin kuin rivimoottorilla. Tähän vaikuttaa myös se, onko V-moottorin sylinteririvit missä kulmassa toisiinsa nähden. Yleisimmät käytettävät kulmat ovat 90 astetta ja ~60 astetta. Mitään ongelmaa tämä ei kuitenkaan tuota kampiakselien suunnittelussa. Siinä vaan otetaan asteet ja ajoitukset huomioon sorvatessa kampea vähän eri tavalla kuin rivimoottorissa, ja rakennetaan niille omansa. Tasapainotusta kampiakselit vaativat toki enemmän kuin vastaiskumoottoreissa, jossa vastakkaiset työtahdit kumoavat toistensa kineettiset, moottoria heiluttavat voimat. Nokka-akseleillehan taas menee tasaisesti pyörivää voimaa joko ketjulla tai hihnalla välitettynä, joten kampiakseli ei sinäänsä vaikuta nokka-akselin toimintaan. Toki nokka-akselikin sitten vain sorvataan venttiilinajoitusnystyröineen sillä tavalla, että venttiilit avautuvat ja sulkeutuvat kuten moottorin työtahdit vaativat.
Juttelin tästä etuvetoisuus-moottorin sijainti -teemasta vaan kerran erään taksikuskin kanssa. Ja hänen näkemyksensä oli, että suurin osa autoista on etuvetoisia ja että moottori on vetävien pyörien päällä. Enpä tod. osannut ajatella tätä massan hitaus ---> painonsiirtymä näkökohtaa. Plus että uskoin, että mies, joka työkseen ajaa autolla, varmasti niistä jotain tietäisikin.
Kyllähän suurin osa autoista on etuvetoisia ja etumoottorisia. Kyllä ukko siinä oli ihan oikeassa. Minä tuolla vain veistelin ettei niitä minun mielestäni voi oikein kutsua autoiksi, koska fysiikan lait eivät kohtele etuvetoisuutta kovin kauniisti jo edellä mainitun painonsiirtymän vuoksi + sen vuoksi että ylipäätänsä se ei ole kovinkaan toimiva ratkaisu laittaa samoja renkaita sekä välittämään voimaa että ohjaamaan autoa. Sutivat pyörät kun eivät ensinnäkään ohjaa, ja vetävät pyörät kun vaikuttavat myös ohjaukseen vedellen, kun niiden kautta ohjataan suuria voimia ulos. Etuvetonen auto on siis Ajajan kannalta ikävin mahdollinen vaihtoehto. Tämän vuoksi esimerkiksi "ajajien autona" tunnettu BMW ei ole vielä etuvetoista autoa hihnalta ulos sylkenyt, vaan takavetoisuuden nimeen vannotaan pyhästi, niinkuin kuuluukin.
Seuraava kysymyksesi onkin varmaan "Miksi etuvetoisia sitten on niin paljon?" johon yksinkertaisesti vastaus kuuluu, että siksi koska ovat halvempia valmistaa kuin takavetoset, ja niilläkin pääsee paikasta A paikkaan B, vaikka kukaan todellinen rattimies ei voikaan mielestäni tuntea muuta kuin tuskaa ja turhautumista etuvetoisen auton ratissa.
Mutta mitenkäs sitten automaatti- vs. manuaalivaihteisto pitkällä aikajänteellä? Jostain olen saanut käsityksen, että automaattivaihteisten autojen jälleenmyyntiarvo on manuaalivaihteisia parempi. Sietääkö siis automaattivaihteisto enemmän kulutusta vai mistä on kyse?
Kyse on siitä, että automaattivaihteistot ovat kohtuullisen harvinaisia, mutta kysyttyjä "luxury"-varusteita. Kun automaattivaihteistojen hinta oli markka-aikaan helposti jopa 10-20tmk manuaalivaihteisten päälle uusissa autoissa, niin aika monen mielestä se oli mukavuusvarusteesta liikaa uuden auton hinnan päälle. Varsinkin kuin siitä ei juuri omiaan saa pois enää autoa käytettynä myydessä. Siksi kysyntä on siis kovempaa käytettynä, koska automaatin saa käytännössä "ilmaiseksi" verrattuna siihen mitä se on uutena maksanut. Harva sitä myös siksi on autoonsa uutena varusteeksi valinnut. Mutta ajat muuttuvat, ja automaatit ovat yleistymässä ja halpenemassa. Ja eihän 2 tonnin lisävaruste ole tänä päivänä enää mitään verrattuna markka-ajan 12 tonnin lisävarusteeseen... :-p
Ja se samainen taksikuski kertoi (ajoi Mitsubishia), että ainakin japanilaisissa autoissa harvoin saa dieseliä automaattivaihteisena. Osaatko kertoa, miksi niiden yhdistelmä olisi huono?
Dieselin yhteydessä automaattivaihteisto on erittäin hyvä, jopa lähes pakollinen. Dieseleissä vaihtamistarve kasvaa koska moottorin käyntialue on paljon kapeampi kuin bensiinimoottoreissa. Siinä missä bensiinimootoreissa käyttökelpoinen kierrosalue on noin kuusinkertainen (1000-6000rpm), on se dieselmoottoreissa käytännössä ainoastaan noin 2,5-kertainen (1500-3750rpm). Lisäksi dieselin bensiinimoottoreita korkeampi vääntö taas edesauttaa automaattivaihteiston toiminnan jouhevuutta niin kauan kun moottorin käyntinopeus pysyy käyttökelpoisen kierrosalueen sisällä. Automaatti sopii siis dieseliin erinomaisen hyvin, kunhan vaihteita on tarpeeksi. Vanhanaikaisessa neliportaisessa automaatissa on turhan vähän erilaisia välityksiä dieselille, jolloin moottori helposti ajautuu käyttökelpoiselta kierrosalueeltaan ulos.
Tätä efektiä voit käytännössä kokeilla käyttämällä bensiinimoottorisella manuaalivaihteisella autolla ainoastaan vaihteita 1, 3 ja 5. Sitä huomaa aika nopeasti, että lisävaihteet tekisivät terää, vaikka bensiinimoottorin käyttökelpoinen kierrosalue onkin suhteellisen laaja. Efekti on siis paljon rajumpi noin 2,5-kertaisen käyttökierrosalueen omaavassa dieselissä kuin noin 6-kertaisen käyttökierrosalueen omaavassa bensakoneessa.
Japanilaiset eivät ole koskaan olleet mitään edelläkävijöitä automaattivaihteistojen eivätkä dieselmoottorien kanssa, joten niiden yhdistelmiäkin on heikoimmin saatavilla, mutta yleistyvät kovaa vauhtia. Normaalistihan japanilaisissa on totuttu näkemään ainoastaan lähinnä pieniä bensiinimoottoreita jotka eivät tuota paljoa vääntöä, joten mallistoissa olevat mahdolliset automaattivaihteistotkaan eivät ole suunniteltu kestämään dieselien suurempaa vääntöä. Sen vuoksi niitä ei sitten dieselien yhteyteen usein saakaan, vaikka sitä automaattia siihen 1.6 litraisen bensakoneen yhteyteen tarjottaisiinkin.
- on toimiva ratkaisu kaupungissa lyhyitä pätkiä ajellessa (mukulakivet, kanttarit, jalkoihin jäävät lapset&vanhukset). Mun näkökulmani on enempi tuota hc-osastoa, kun tulee pääosin fillaroitua työ- ja huvimatkat ympäri vuoden. 