Μπορείς να ξεχωρίσεις έναν κινητήρα από τον ήχο;

Ξεκινάμε από τα βασικά, και όταν λέμε βασικά εννοούμε το να μπορεί ο καθένας εύκολα να ξεχωρίσει από τον ήχο αν πρόκειται για υπερτροφοδούμενο κινητήρα ή «φυσικής αναπνοής». Ποια είναι, όμως, τα χαρακτηριστικά του ήχου ενός turbo κινητήρα και τι τα προκαλεί; Ξεκινάμε από το γνωστό «σφύριγμα» (πφσσσς) σε συνθήκες υψηλού φορτίου και σχετικά υψηλές στροφές λειτουργίας. Είναι εύκολα αντιληπτός και προέρχεται από την υψηλή ταχύτητα περιστροφής της φτερωτής και την αναρρόφηση αυξημένης ποσότητας αέρα από το περιβάλλον.

Το δεύτερο βασικό χαρακτηριστικό του ήχου των τούρμπο κινητήρων εντοπίζεται στο απότομο κλείσιμο της πεταλούδας του γκαζιού. Υπεύθυνη γι` αυτόν τον όμορφο ήχο είναι η βαλβίδα εκτόνωσης, κατά κόσμο, σκάστρα. Όταν σε συνθήκες υψηλού φορτίου ο οδηγός αφήσει απότομα το πεντάλ του γκαζιού, τείνει να δημιουργηθεί υπερπίεση στο κύκλωμα παροχής αέρα, αλλά η βαλβίδα εκτόνωσης βρίσκεται κοντά στην πεταλούδα γκαζιού και απελευθερώνει τον συμπιεσμένο αέρα δημιουργώντας έναν όμορφο ήχο, ειδικά αν ανήκει στην κατηγορία βαλβίδων ανοιχτού τύπου (τσαφφφφ).
 

Σίγουρα έχετε παρατηρήσει ότι ο ήχος ενός κινητήρα σχετίζεται με το πλήθος των κυλίνδρων και τις στροφές λειτουργίας. Γιατί, όμως, ένας V6 ακούγεται διαφορετικά από έναν V10; Η απάντηση είναι απλή και με μία φράση ονομάζεται «συχνότητα αναφλέξεων»! Το ηχητικό κύμα που αντιλαμβανόμαστε από τη λειτουργία ενός κινητήρα εξαρτάται άμεσα από τη συχνότητα των αναφλέξεων ανά μονάδα χρόνου.

Είναι εύκολα αντιληπτό ότι για να περιστραφεί ένας στροφαλοφόρος άξονας με συχνότητα ενός Hz πρέπει να λειτουργεί στις 60 σ.α.λ., άρα στις 3.600 σ.α.λ. έχουμε 60 Hz. Αυτό που μας ενδιαφέρει για τον ήχο, όμως, είναι η συχνότητα των αναφλέξεων. Στην περίπτωση ενός εξακύλινδρου τετράχρονου κινητήρα έχουμε έξι αναφλέξεις ανά δύο περιστροφές του στροφαλοφόρου, συνεπώς τρεις αναφλέξεις ανά μία περιστροφή στροφάλου. Είναι εύκολα κατανοητό, λοιπόν, ότι στις 3.600 σ.α.λ. έχουμε 60x3=180 Hz. Αυτή είναι η συχνότητα που αντιλαμβανόμαστε και, όπως είναι λογικό, αυξάνεται αναλογικά με τις στροφές λειτουργίας και το πλήθος των κυλίνδρων.

Από εκεί και πέρα, οι συνθήκες κάτω από τις οποίες γίνεται η ανάφλεξη (σχέση συμπίεσης κτλ), αλλά και ο τρόπος υλοποίησης των συστημάτων εισαγωγής-εξαγωγής, μεταβάλλουν την ένταση του ήχου. Το μόνο σίγουρο είναι ότι όσο περισσότεροι είναι οι κύλινδροι και όσο υψηλότερα βρίσκεται το όριο περιστροφής, τόσο πιο υψηλή θα είναι η συχνότητα του ήχου που αντιλαμβανόμαστε. 

Μπορεί ο ήχος δύο σύγχρονων υπερτροφοδοτούμενων τετρακύλινδρων κινητήρων να είναι σχεδόν ίδιος, αλλά στους κινητήρες με περισσότερους κυλίνδρους υπάρχει ένα στοιχείο που διαφοροποιεί σε μεγάλο βαθμό τον ήχο και σχετίζεται με τον στροφαλοφόρο άξονα. Έχετε ακούσει ποτέ τον «εκκωφαντικό» ήχο του V8 μίας Ferrari 360 Stradale; Δεν έχει καμία σχέση με τον ήχο που παράγουν αντίστοιχοι κινητήρες και η αιτία βρίσκεται στην flat-plane αρχιτεκτονική του στροφαλοφόρου άξονα. Το κύριο χαρακτηριστικό αυτών των στροφάλων είναι ότι η πλάγια όψη εκτείνεται στο επίπεδο, εξ` ου και η ονομασία «flat». Αντίθετα στην πλειονότητα των σύγχρονων κινητήρων, η προβολή της πλάγιας όψης του στροφαλοφόρου άξονα σχηματίζει έναν σταυρό, γι` αυτό έχει καθιερωθεί η ονομασία «cross-plane». Τι σχέση έχουν, όμως, όλα αυτά με τον ήχο που παράγει εν τέλει ο κινητήρας; Οι «flat-plane» στρόφαλοι είναι μικρότεροι σε μέγεθος, είναι ελαφρύτεροι μιας και δεν φέρουν αντικραδασμικούς άξονες και, αναμφισβήτητα, μπορούν να στροφάρουν περισσότερο, γεγονός που, σε συνδυασμό με την ύπαρξη δονήσεων, δημιουργεί έναν ξεχωριστό ήχο με αγωνιστικές καταβολές.