Porting głowicy. W drodze do perfekcji

Można zastanawiać się, dlaczego producenci nie stosują portingu już w wydaniu fabrycznym? Sprawa jest bardzo prosta – odlew nie wymaga specjalnej obróbki kanałów, co zwyczajnie obniża koszty produkcji. Zrobienie portingu oznaczałoby konieczność zainstalowania głowicy na kolejną, precyzyjną maszynę i poświęcenie godziny na dopracowanie każdego najmniejszego szczegółu. A to kosztuje. Wyjątkiem potwierdzającym regułę jest silnik w BMW M 1000 RR, ale w tym przypadku możemy śmiało mówić o praktycznie wyczynowym motocyklu oferowanym w cywilnej sprzedaży.

Optymalny kształt

W przypadku tuningu nowoczesnych, sportowych motocykli chodzi głównie o skorygowanie błędów fabrycznych i delikatną modyfikację kształtu i średnicy kanałów. Wbrew pozorom, nie jest tak, jak myślą początkujący tunerzy, że im większa „japa”, tym lepiej. Kształt kanałów jest korygowany tak, by dolot był jak najprostszy i pozbawiony załamań. Jednocześnie musi być zachowana odpowiednia wartość ciśnienia w kolektorze dolotowym, co ma bardzo duży wpływ na parametry pracy silnika.

Im nowszy i szybszy motocykl, tym mniejsze pole do popisu ma tuner zajmujący się portingiem. W starych silnikach jest wręcz odwrotnie.

Nie na lustro!

Wiele osób błędnie rozumie, jakie zadanie na spełniać porting głowicy. Z takimi problemami, wiele lat temu spotkali się inżynierowie projektujący silniki wyścigowe do pojazdów Formuły 1. Idealnie gładkie kanały dolotowe okazały się niewypałem, gdyż na ich ściankach skraplało się paliwo. Paradoksalnie, brak zawirowań (przepływ laminarny) i zbyt szybki przepływ mieszanki wcale nie są zjawiskiem korzystnym. Paliwo ma bardzo krótką drogę, by zmieszać się z powietrzem, a po chwili spalić w cylindrze. Konieczne okazało się zwiększenie powierzchni kolektora i odpowiednie jej ukształtowanie.
Mogą być to na przykład poprzeczne rysy, podobne do śladów honowania na cylindrze. Tam chodzi utrzymanie oleju, a w naszym przypadku tworzą się turbulencje, które zapobiegają skraplaniu paliwa na ściance kanału dolotowego. Dzisiaj dostępne są narzędzia, które pozwalają to zrobić znacznie bardziej skutecznie.

Co ma golf do portingu?

Obecnie stosowane są głównie dwie metody portingu. Pierwszą są wspomniane już nierówności na ściankach kanału dolotowego. Ale nie zawsze są one poprzeczne. W BMW M 1000 RR układają się one w kształt spirali, co pomaga w odpowiednim zawirowaniu mieszanki tuż przed wpadnięciem do komory spalania. Drugą metodą jest stworzenie na ściankach kolektora dolotowego powierzchni wyglądającej jak piłeczka golfowa – umieszczone obok siebie zagłębienia powodują powstawanie zawirowań poprawiających mieszanie się paliwa z powietrzem, a także zmniejszają opory przepływu. Rozwiązanie to daje najlepsze efekty w układach gaźnikowych, choć z powodzeniem jest stosowane także we współczesnych jednostkach z wtryskiem paliwa. Co ciekawe, powierzchnia tych zagłębień nadal nie jest idealnie gładka. Gdy przejedzie się palcem albo zaświeci latarką, to czuć i widać delikatną, porowatą strukturę.

Porting głowicy jest tylko jednym z punktów kompleksowego tuningu silnika. Dopiero po zgraniu wszystkich elementów mamy konkretny przyrost mocy.

Bardzo mało miejsca

Porting w nowoczesnych silnikach sportowych motocykli nie wymaga większych zmian w obrębie zaworów i gniazd zaworowych. Przyczyna jest prozaiczna. W głowicach przeważnie już nie mamy miejsca, żeby zamontować większe zawory. Praktycznie każdy litrowy motocykl klasy superbike dysponuje mocą powyżej 200 KM, co oznacza bardzo duże wysilenie jednostki napędowej. Poza tym, zawory w nowoczesnych motocyklach sportowych są tytanowe, więc technologia ich wytwarzania nie jest taka prosta jak w przypadku stalowych.

Testy przepływu

Rzeczą, o której w Polsce mało kto słyszał, jest Flow Bench, czyli testowanie przepływu powietrza przez kanały dolotowe na stanowisku pomiarowym. Jak to działa? Powietrze jest zasysane strony komory spalania, przy odpowiednio uchylonych zaworach dolotowych. Pomiary podciśnienia w kanałach pozwalają nie tylko pokazać efekty całej pracy, ale też porównać wartości pomiędzy poszczególnymi cylindrami (powinny być one identyczne). Co ważne, nie chodzi tutaj o to, by podciśnienie było jak najmniejsze. Ma ono być optymalne, dobrane tak, by mieszanka w idealnych warunkach spalała się w cylindrze i wędrowała do również odpowiednio skrojonego wydechu.

Teoretycznie podstawy tuningu są proste, ale jeśli wchodzimy na poziom Mistrzostw Świata, a mowa tu o litrowych jednostkach osiągających 16 000 obr./min, to ważny jest każdy szczegół. Sam porting nie da zadowalających efektów, jeśli pozostałe elementy układanki będą zaniedbane.

Hamownia powie prawdę

Przed i po każdej operacji tuningowej motocykl trafia na hamownię. Zarówno ja, jak i klient chcemy wiedzieć, czy tam pojawiły się dwa konie więcej, czy może 20. Najmocniejszy silnik wolnossący, jaki zrobiłem, to jest M 1000 RR, gdzie po tuningu ma on 212 KM na kole (co daje przyrost 15 KM). Oprócz portingu mamy w nim tytanowe korbowody, precyzyjnie ustawione wałki rozrządu, dobrze dobrany wydech i mapa paliwa. W mniej wysilonych „cywilnych” motocyklach, czego przykładem może być Suzuki GSX-R 1000 sprzed kilku lat, dobrze zrobioną głowicą można uzyskać dodatkowo około 7-8 KM.

Porting można robić ręcznie, a także z zastosowaniem najnowszych, pięciopolowych obrabiarek sterowanych numerycznie.

Zabytki – pole do popisu

Jestem pasjonatem zabytkowych motocykli i czasami tuninguje wiekowe jednostki. Za granicą wielu starszych panów nadal ściga klasykami i poddaje je poważnym przeróbkom. W przypadku takich silników rzeczywiście włożenie większego zaworu, połączone z odpowiednim portingiem daje świetne efekty. Nie oszukujmy się, jakość wykonania jednostek sprzed kilkudziesięciu lat pozostawia wiele do życzenia. Jest jednak jedno „ale” – nie ma tu pola do nawet najmniejszej pomyłki. Nierzadko silniki są unikatowe i nie możemy uszkodzonej części po prostu zastąpić nową z półki. Ja bardzo lubię tego typu wyzwania, choć zawsze jest przy tym pewne ryzyko i dreszczyk emocji.

Obrabiarki CNC – oszczędność czasu

Do zrobienia portingu można korzystać z narzędzi ręcznych, ale coraz częściej w użyciu jest pięciopłaszczyznowa obrabiarka CNC. Do wielu modeli mamy gotowe programy, czasami samodzielnie skanuje się głowicę i tworzy odpowiedni program optymalny do danego podzespołu. Zawsze musimy poświęcić dużo czasu na „pierwszą” głowicę, ale każda następna to już czysta formalność. W ciągu godziny mamy idealnie obrobione kanały ze 100% powtarzalnością. Śmiało można powiedzieć, że nowa technologia pozwala tunerowi na 10 razy więcej niż 20 lat temu. Niestety silniki pozwalają na bardzo mało, bo już są tak wyżyłowane.

W przypadku silników motocykli zabytkowych rzadko kiedy korzysta się z tego typu udogodnień. W ich przypadku pozostaje stara szkoła, czyli obrabianie kanałów z pomocą ręcznych narzędzi.

Aby nie przesadzić

W przypadku starych silników zazwyczaj mamy bardzo duże naddatki materiału, który możemy zeszlifować. W nowoczesnych silnikach często ścianki głowicy są bardzo cieniutkie. Istnieje więc ryzyko, że za bardzo osłabimy okolicę kanału olejowego czy wodnego. Na szczęście są przyrządy, które skanują głowicę i dzięki temu wiemy, jaką grubość ma ścianka. Staram się nie przekraczać bariery jednego milimetra.

Wzór „piłeczki golfowej” poprawia odparowanie paliwa, a także pozwala zwiększyć prędkość mieszanki wpadającej do cylindra.

Przepustnice bez większych zmian

Tutaj poprawia się tylko jakość spasowania króćców ssących z korpusami przepustnic i z głowicą. Samych przepustnic się nie poprawia. Po pierwsze, są one bardzo dokładnie wykonane, po drugie, nie ma miejsca na żadną ingerencję, gdyż same z siebie są już bardzo duże, jeżeli chodzi o wyścigowe motocykle. Kilka lat temu spore efekty dawało opuszczenie wtryskiwaczy w przepustnicach. Wyjmowaliśmy wtryskiwacz, patrzyliśmy, ile mamy miejsca, i na frezarkach modyfikowaliśmy gniazda wtryskiwaczy. W nowym M 1000 RR jest już tak ciasno, że nie ma gdzie tego wtryskiwacza niżej opuścić. Jedyne co robimy w zakresie przepustnic, to zmieniamy lejki dolotowe na wyścigowe. Zmieniając ich długość i kształt, jesteśmy w stanie wpłynąć na delikatną zmianę charakterystyki pracy silnika, w zależności od potrzeb.

Dobrze wydane pieniądze

Nie licząc kosztów wyjęcia i rozebrania silnika, porting jest jedną z tańszych metod tuningu. Dla przykładu zrobienie portingu na maszynie CNC w portugalskiej, renomowanej firmie kosztuje niecałe 1000 euro. W cenie mamy kompleksową obróbkę kanałów dolotowych i wydechowych, a także delikatną korektę komór spalania. Uważam, że jest to chyba dobry przelicznik euro na konia mechanicznego. Renomowani tunerzy mają gotowe programy do najpopularniejszych motocykli sportowych dostępnych na naszym rynku. W większości przypadków zlecenie takiej operacji daje dużo lepsze efekty, niż próby dokonania portingu ręcznymi narzędziami, chyba że ktoś siedzi długie lata w temacie i umie to robić.

Ucz się na swoim

Czy można zrobić porting w garażowych warunkach? Czemu nie, ale zachęcam do robienia tego na swoim motocyklu. W Internecie znajduje się wiele poradników, jedne lepsze, inne gorsze, ale można od tego zacząć. Nie nastawiałbym się na zmianę średnicy dolotu, tylko na poprawienie struktury powierzchni kanałów i ich spasowanie z króćcami i przepustnicą. Niestety trafia do mnie bardzo dużo motocykli, które po nieudanym tuningu mają tyle samo albo wręcz mniej koni, niż miały przed całą operacją. Ostatecznym potwierdzeniem, czy zmiany poszły w dobrą stronę, zawsze powinien być test na hamowni.

Tekst po raz pierwszy ukazał się w drukowanym wydaniu magazynu „Świat Motocykli” [11-12/2024]