A magyar ipar remekei: A Pannónia P20 motorjának kifejlesztése
Ma már tudjuk, hogy a Pannónia egyik utolsó típusa volt a P20 típus, de amikor ezeket a motorokat kifejlesztették, még úgy tudták, lehet, megengedett számunkra, hogy ebben a kategóriában gyártsunk motorkerékpárokat. Aztán változott a helyzet…
Borítóképen: P20
Ha azt mondjuk, hogy a T5 P10 jelű Pannonia egyhengeres Pannónia 16 lóerős effektív motorteljesítmény leadására volt képes, míg a P20 23 lóerős volt, akkor ez elsőre nem is olyan nagy különbség. Ha viszont kiszámoljuk, hogy ez milyen literteljesítményt jelent (literteljesítmény: azt adja meg, hogy arányosan változatlan teljesítmény mellett mekkora teljesítményű lenne egy 1000 cm³-es motor), akkor elég komoly különbséget találunk:
Az egyhengeres T5 P10 literteljesítménye 64,8 LE, míg a P20 esetében ugyanezen érték 93,5 LE!
Ez bizony igen komoly érték, és ha jobban belegondolunk, egy mai modern autó – persze turbó nélküli! – motorjának literteljesítménye olyan 70 LE körül van (példaként a Hyundai i20 1.2 MPi Comfort 84 LE leadására képes motorját vettük), akkor azt mondhatjuk, hogy az 1968-tól gyártott P20-as teljesítménye bizony nem lebecsülendő!
Az más kérdés, hogy az autók erejét jócskán visszafogják a környezetvédelmi szabványok teljesítését szolgáló berendezések, és hogy ma már a legjobb utcai (!) sportmotorok literteljesítménye valahol 140 LE körül van (Suzuki GSX1300R Hayabusa – 2022), de ’68-ban minden tiszta mechanika volt, és persze az anyagminőségek, na meg a különféle ötvözetek tekintetében is jelentős különbségek vannak.
És persze említhetnénk a manapság igencsak elszabadult fordulatszámokat is, ami a P20 idejében egész egyszerűen elérhetetlen lett volna. Persze már akkoriban is igyekeztek a magasabb fordulatszámok elérésére, hiszen…
A magasabb fordulatszám annyit jelent, hogy a szívómotor egységnyi idő alatt több üzemanyagot és persze több levegőt képes „beszippantani”, így pedig értelemszerűen több erőt tud kifejteni.
De ez nem olyan egyszerű kérdés! A hengerszám növelésével ugyanis nagyobb fordulatszám elérésére van lehetőség, ugyanakkor az alkatrészek száma növekszik, ezzel pedig a meghibásodás veszélye is nő, akárcsak a költségek, hiszen egy helyett kettő, vagy több dugattyú kell, a forgattyústengely is sokkal bonyolultabb lesz, de több gyertya, hajtókar és minden egyéb is kell, amire a motor működéséhez szükség van.
Kováts Miklós a Járművek, mezőgazdasági gépek című kiadvány 1970. évi 9. számában négyzetes méretű – azaz furat és löket azonos – motorokra vonatkozóan a következőket állapítja meg. Azonos – jelen esetben – 250 cm³ névleges hengertérfogat esetén azonos dugattyú középsebesség mellett (12 m/perc) az egyhengeres 5.300-as, a kéthengeres 6.700-as, míg a négyhengeres 8.400-as fordulatszámra képes, miközben a teljesítmény 26, illetve 59 százalékkal emelkedik a két utóbbi hengerszámnál az egyhengereshez képest.
És ez a gondolat visszaköszön a P20 esetében, hiszen míg a P10 maximális fordulatszáma 5.400-nál adódik, addig a P20 esetében már 7.500 ugyanezen érték!
Ez bizony komoly előrelépés. De miért nem egyenesen négyhengeres motort építettek? Ennek oka a költségekben keresendő, na meg abban, hogy a magasabb fordulatszámok esetén fellép a csapágyterhelések tetemes növekedése, ami persze egy szintig megoldható, de megint csak jelentős költségnövekedést okoz!
Maradt tehát a kéthengeres megoldás, ami persze önmagában nem jelentett teljes megoldást, hiszen átalakították az égésteret is, és végül 56 mm furatátmérőt választottak annak érdekében, hogy a kívánt sűrítési arányokat elérjék. Ennek műszaki ismertetésétől eltekintünk, mert nagyon száraz téma, de a lényeg, hogy a gázcsere-folyamatok, az égéstér kialakítása, a termikus hatásfok, és a sűrítési viszonyok tekintetében is komoly fejlesztéseket hajtottak végre a kéthengeres motor kialakításához.
Nagyon fontos még, hogy a gázcsere-folyamatok bonyolultsága okán igen nehéz helyzetben voltak a mérnökök, ugyanis az elméleti modellek csak akkoriban kezdtek viszonyleg jó eredményeket adni (előtte nem voltak megfelelő leíró képletek a gázdinamikai folyamatokra), de végül sikerültek a számítások, és a gyakorlatban bevált szívócső és kipufogó oldali méretezés és kialakítás nagyon közeli volt a számított értékekhez. Ez annyit jelent, hogy sikerült megtalálni az ideálishoz az ideálishoz a lehető legjobban közelítő megoldást (ideális állapot nem feltétlenül létezik kétütemű motorok esetében).
Volt négyhengeres is…:
„Érdekes megfigyelni, hogy aránylag széles fordulatszám-tartományban (4500 — 6500 ford./perc) a ciklusonkénti töltés azonos fojtási értéken alig változik. Ez teszi lehetővé a motor nagyon jó nyomaték rugalmasságát, és ezáltal nagy gyorsító képességét” – írja a már idézett szerző.
Mit jelent ez? Nos azt, hogy a motor erőkifejtése egyenletes, nyomatéka viszonyleg széles fordulatszám-tartományban szinte változatlan. Ez pedig jól motorozhatóvá, kiszámíthatóvá teszi a gépet akkor is, ha meglehetősen erős.
„A kétütemű, kéthengeres konstrukciók egyik legnehezebb szerkesztési problémája a hengerenként külön egységet képező forgattyústengelyek kellő szilárdságú, egyszerűen szerelhető és a két forgattyútér között kielégítő tömítettséget biztosító összekötése. <…> A nagy dinamikus igénybevétel miatt a forgattyútárcsákat a tengelyvégekkel egy darabban kovácsolják, CrMo80 anyagból. <…> A forgattyústengely tárgyalásával kapcsolatban figyelmet érdemel az a konstrukciós megoldás, ami lehetővé tette az egész motorház egyetlen öntvényből történő kialakítását, ellentétben az egyhengeres típusoknál szokásos két, ill. a kéthengereseknél gyakori háromdarabos kialakítással.”
Sokak számára teljesen természetes módon a fentiek nem mondanak soka, de a lényeg abban áll, hogy forgattyústengely kialakítására, méretezésére és az anyagválasztásra is komoly hangsúlyt fektettek a mérnökök!
Volt azonban még egy igazán fontos tényező! A motornak bírnia kellett a magas hőterhelést, amivel kapcsolatban voltak problémák az egyhengeres konstrukció esetében. A kéthengeres kialakítás itt is sokat segített, mert a munkatér felületnövekedése mintegy 25 százalékos volt, de ezen túlmenően a hűtőbordák kialakítására is odafigyeltek, ugyanis kiderült, hogy az akkor már egyes típusokon alkalmazott széles bordázatú hengerforma nem feltétlenül előnyös, így egy kissé keskenyebb bordákat alkalmaztak.
A magas hőmérséklet azért okozott problémát, mert a dugattyútető deformitása következtében a henger és a dugattyú között megszűnhet a kenőképes olajfilm réteg (megszűnik a kenés!) és besülhet a motor, vagy olyan kopásokat szenved, ami miatt csökken ereje, füstöl, és komolyabb felújítást igényel.
Ezen túlmenően még különféle dugattyúgyűrűkkel kísérleteztek, hiszen a kísérleti példányoknál gyakori volt a szabványos gyűrűk rövid üzemidő utáni törése, ezért változtattak a gyűrűk kialakításán, ami meghozta a várt eredményt, és ezek az alkatrészek sem okoztak többé problémát.
Végül hozzávetőleg 7.000 darab P20 készült, de gyártása leállításának oka nem az volt, hogy nem felet meg, hanem a KGST specializáció jegyében hozott döntése. Ilyen módon – legalábbis a továbbiakra nézve elveszett az a tudás, amit a mérnökök a P20 motorjának megalkotásával szereztek.
