GTi vierailee: Martelius Exhaust

Martelius-Exhaust on lähes 40-vuotias kotimainen yritys, joka on erikoistunut pakosarjojen ja pakoputkistojen valmistukseen. GTi kävi Laitilassa tutustumassa yrityksen toimintaan hiukan pintaa syvemmältä.

LINKIT:

Artikkeli julkaistu GTi-Magazinen numerossa 04 / 2020.

Pakoputkistot ja pakosarjat ovat hyvin tärkeä ja olennainen osa, kun puhutaan autojen virittämisestä. Joillekin harrastajille putkisto on vain pakollinen osa voimanlisäyksessä, kun taas toisille tärkeintä on putkiston luoma äänimaailma. Olipa kyseessä kumpi tahansa, Martelius-Exhaust pystyy vastaamaan asiakkaan tarpeisiin vuosikymmenten kokemuksella. Tietotaitoa tästä talosta löytyy ja sen pystyy aistimaan, kun alkaa speksaamaan haluamaansa tuotetta pakosinfonioiden kapellimestarin Arto Marteliuksen kanssa.

LAPSUUDEN OLOSUHTEET

Istuimme alas Arton kanssa kuullaksemme, kuinka tähän päivään on tultu. Tarina on vähintään mielenkiintoinen, joten otathan tukevan asennon ja nautit kyydistä.

– Olen todennäköisesti altistunut lapsena moottorin pärinälle. Uskon, että kaltaisiani uhreja on paljon, ja olen varma että tauti on parantumaton. Halusin jo pienenä tietää, miten kaikki vempeleet toimivat.

Lapsuudenkodissani maalla oli työkaluja, mikä ei vielä 60-luvulla ollut kovin yleistä, ja meillä oli reilusti työtilaa ja monenlaisia härveleitä. Isäni ei koskaan estellyt, kun tein keksintöjäni, vaikka toiminnasta koitui huomattavia tarveainehävikkejä ynnä muita taloudellisia haittoja. Ehkä tästä lapsuusajan harrastuksesta jäi tapa huoltaa ja korjata itse kaikki omat ajoneuvoni.

Muistelen purkaneeni 11-vuotiaana joku pikkuvika tekosyynä uudenkarhean ruohonleikkurimme moottorin atomeiksi, jotta pääsin tutkimaan nokka-akselin ja voitelujärjestelmän toiminnan. Moponi, vuoden ’61 Pappatunturi, piti tietysti virittää kavereiden vauhtihirmujen päihittämiseksi, Arto muistelee.

Tämä selittänee Artolle ominaisen matalan kynnyksen ryhtyä kokeilemaan uusia asioita.

KOHTALON VIEMÄ

– Kiinnostus pakosarjoihin heräsi insinööriopiskelujen aikana osapuilleen 40 vuotta sitten.

Moottoritekniikan luennolla käsiteltiin ohimennen peltisarjan toimintaa. Moottorin perusasiat kun olivat siis jo tuolloin tuttuja, niin 4-tahtisen hengitykseen liittyvä tekniikka tuli tavallaan uutena asiana. Luennon anti ei ollut tässä kohtaa tyhjentävä, vaan herätti lähinnä mielenkiinnon.

Ekskursioretkellä vuonna 1981 Lontoossa törmäsin muun muassa autotekniikkaan erikoistuneeseen kirjakauppaan, josta löysin aihetta käsittelevää kirjallisuutta, ja näin kohtaloni oli sinetöity.

SYNTY

– Firman syntyminen ja kehitys on ollut sattumien summaa. Olin valmistumiseni jälkeen 80-luvun alussa töissä traktoreita maahantuovassa yrityksessä. Firmaan tuli tarve ulkoistaa työmäärältään pieni mutta vähän erikoisempi homma. Sille ei löytynyt tekijää, ja niinpä lupasin tehdä sen itse. Perustin sitä varten vuonna 1982 T:mi A. Martelius-nimisen firman, johon tuli hankittua mm. hitsausvälineitä.

Peltisarjojen valmistus alkoi ihan harrastuksesta. Toiminimi työvälineineen helpotti aloittamista. Mielenkiinto alaan oli jo olemassa ja autojen parissa puuhailu lietsoi intoa entisestään.

Ystäväni kertoi työpaikallaan olevasta koneesta, jolla taivuteltiin putkia laivoihin. En ollut sellaista nähnytkään, mutta perusidean kuultuani aloin tehdä piirustuksia putkentaivutuskoneesta. Jälkeenpäin ajatellen homma osoittaa täydellistä arvostelukyvyn puuttumista oman osaamisen suhteen.

Kone kuitenkin syntyi, ja sillä alkoi Ford Escortin peltisarjojen tuotanto. Design oli ensin vahvasti englantilaisten kirjojen oppien mukainen. Aika pian huomasin, että kirjoja kirjoittavat ne, jotka ovat hyviä kirjoittajia. Tulin siis todenneeksi, että oppimateriaaleissa oli säätötarpeita. Osa asiasta oli rautaista faktaa, mutta osa lööperiä.

Peltisarjojen valmistaminen toiminimen puitteissa oli joitakin vuosia vain hieno harrastus. Toiminimen oli tarkoituskin pysyä vain itapuuhasteluna, toki taloutta tukemassa. Tuotteet menivät pääasiassa ralliautoihin.

Arto Martelius ja mistä kaikki aikanaan alkoi, kilpa-auton peltipakosarja. Näitä on jokunen tehty neljäänkymmeneen vuoteen.
Martelius valmistaa erilaisia äänenvaimentimia myös mittatilaustyönä.

KEHITYS

– Alkuvaiheessa tuotantotila oli omakotitalomme autotalleissa. Putkikuorma saapui rekan nupissa, ja kuskin kanssa pudotettiin nippu rautakangilla lavan sivulta nurmikolle tai talvella lumihankeen. Siitä kannoin putket käsipelillä tallin perälle sakarahyllyyn. Sahaukset tein lihasvoimin rautasahalla. Taivutin toki oli sähköhydraulinen.

Minulla oli autourheilulehdissä ilmoituksia otsikolla: Pakosarjat / T:mi A.Martelius. Peltisarjani tunnettiin asiakkaiden keskuudessa Marteliuksen peltisarjoina. Myöhemmin toiminnan laajennuttua kokopäiväiseksi oli keksittävä nimi tuotemerkiksi. No, minun nimenihän siihen sitten vakiinnutettiin.

Päivätyö rajoitti omaa kapasiteettia, ja kysynnän kasvun takia setäni otti pakosarjojen myynnin useaksi vuodeksi omalle korjaamolleen.

Menekin yhä lisääntyessä varsinaista vapaa-aikaa ei enää jäänyt, ja vuonna 1988 siirryin kokopäiväiseksi yrittäjäksi. Firma muutettiin oikeisiin toimitiloihin ja ryhdyin myös työnantajaksi. Tuli myös otettua harppaus taivutuskapasiteettiin: hankin uuden tehdastekoisen puoliautiomaattisen taivutuskoneen.

Valikoimiin alkoi tulla myös pakoputkistoja, kaikki tietysti viritys- ja kilpakäyttöön. Vuoden 1991 lopulla aloitettiin viriputkistojen ohessa jenkkiautojen pakoputkistojen valmistus ja niihin liittyvien tavaroiden maahantuonti. Se toi taas yhden työpaikan lisää.

Melko jyrkkä muutos kysyntään tapahtui saman vuosikymmenen lopulla. Siihen mennessä kadulle menevien pakosarjojen ja -putkistojen kysyntä pysyi vanhoissa, yli 10 vuoden ikäisissä autoissa ja suppeassa merkkivalikoimassa. Sitten alkoi tulla tiedusteluja katuputkistoista aivan uusiin autoihin ja laajaan merkki- ja mallivalikoimaan. Itsellä ei ollut mahdollisuuksia tehdä nopeasti isoa määrää uusia tuotteita.Tuossa tilanteessa vuonna 1999 aloimme maahantuoda Supersprint- ja Simons- sporttiputkistoja.

Toinen huomionarvoinen piirre 2000-luvun alussa oli japanilaisten autojen suosion kasvu. Tuning-buumi oli syntymässä.

Vuonna 2004 rakennutettiin omat toimitilat. Uusien tilojen myötä lisääntyi kapasiteetti. Räätälöityjen pakosarjojen ja -putkistojen valmistamisesta tuli huomattava osa toimintaamme. Muutama vuosi sitten hommattiin lisää toimitilaa. Meillä on nyt valmistusta ja varastoa kahdessa paikassa. Tilaa on yhteensä n. 1 500 neliötä.

2018 kesällä ostimme ruotsalaisen JT-Tuningin tuotantovälineet ja tuotteet. Kyseessä on 3" pakoputkistot Saabin ja Volvon turbomalleihin. JT-tuotteet myydään lähes kokonaan ulkomaille.

TIIMITYÖTÄ

Martelius-Exhaust työllistää tällä hetkellä yhdeksän henkilöä.

Arton päivittäisiin tehtäviin kuuluu mm. tehtaan tuotannon pyörittäminen, siihen liittyvät ostot ja tuotesuunnittelu.

Markkinoinnin tehtävät ovat Markus Marteliuksen ja Lauri Kosken harteilla. Myynnin ja lähetykset hoitaa pääasiassa Lauri. Firman selkärankana toimiva Tuula hoitaa talouspuolen ja osallistuu pakettien lähetysrumbaan. Sekä konttorissa että tehtaan puolella toimitaan melko lailla tiimiperiaatteella.

– Meidän tuotannon tekijöillä onkin erittäin laaja osaaminen. Lähes kaikki työntekijät hallitsevat melkein kaikki koneilla tehtävät työt.

CNC-taivuttimelle tehdään ohjelma, jonka mukaan se osaa taivuttaa valmiin putken ilman rypyn ryppyä. Taivutuksen aikana putken sisällä kulkeva tuurna estää putken ryppyyn tai kurttuun menon.
Säädettävä Supertrapp-vaimennin, jossa ulostulokanavan päässä on kuppi, josta ääniaalto heijastuu paineaaltona takaisin putkeen. Pakokaasu ohjataan hajotuslevyjen väleistä säteittäin ulos. Käytetään useimmiten kupla-Volkkareissa ja moottoripyörissä.

MONIPUOLINEN KALUSTO

Yrityksen konekanta on firman kokoon nähden aika iso. Kun toimintaa on kahdessa paikassa, niin joitakin laitteita on tuplamäärä tarpeeseen nähden.

Pienemmät vempeleet poislukien kalustolistaus on kaiken kattava: 2 CNC-tuurnataivutuskonetta, yksi puoliautomaattinen taivutuskone, yksi tuurnaton taivutuskone, kaksi automaattista sahauslinjaa, viisi kylmäpyörösahaa, neljä vannesahaa, kuusi putken pään muokkauskonetta, viisi hydraulipuristinta, kolme putken pään hahlontakonetta, Mig-, Tig- ja kaasuhitsauskoneita, äänenvaimentimen vaipan valssauskone, hitsausautomaatti, neljä epäkeskoprässiä, sekä erittäin tärkeä on mittakone, jolla saadaan malliputkesta taivutuskaava nopeasti.

Useat koneet on valjastettu vain tiettyyn tehtävään. Osien valmistus kun on suurelta osalta pieniä sarjoja tai uniikkeja kappaleita, niin sillä eliminoidaan työkaluasetuksiin menevä aika.

CNC-taivutuskoneelle täytyy tehdä ohjelma erikseen joka kappaleelle. Tiedot saadaan piirustuksista, 3D-mallista tai mittaamalla malliputki mittakoneella. Mittakoneelle syötetään mitattavan putken halkaisija sekä taivutettavasta putkesta halkaisija ja taivutussäde. Malliputkesta mitataan vain kaksi pistettä jokaisesta suorasta osasta.

Laskentaohjelma muodostaa mitatuista pisteistä suorat ja sen jälkeen suorien leikkauspisteet. Näistä ja annetuista tiedoista ohjelma laskee lopullisen taivutuskaavan.

Putkikaavan tultua taivutuskoneelle sen kuvaa voidaan pyöritellä koneen ruudulla. Taivutuskoneen tietokoneella voidaan simuloida taivutusprosessi näytöllä. Ohjelma pystyy ennalta laskemaan mahdolliset kolarit. Tämä tarkoittaa siis sitä, että kun putki kiemurtelee monikulmaisessa taivutuksessa, niin tietokone osaa laskea, ettei putki ota kiinni koneen runkoon, työkaluihin tai vaikka lattiaan.

LAAJA VALIKOIMA

Marteliuksen tuotevalikoima on todella laaja. Oma tuotanto kattaa lähes kaiken mitä asiakas voi haluta.

– Valmistamme peltisarjat ja putkistot klassikkoikäisiin kilpa-autoihin sekä Martelius-sporttiputkistot yleisimpiin sporttiautoihin. Näissä kohderyhmänä ovat useimmiten asiakkaat, jotka haluavat nauttia autonsa äänistä. Valmistamme omiin tuotteisiimme äänenvaimentimet räätälöitynä asiakkaan toiveiden mukaan. Lisäksi teemme amerikkalaisten klassikkoikäisten, vuodesta ’48 lähtien tehtyjen autojen pakoputkistot ja turvakaaret, yleisvaimentimet, pakoputkistojen putki- ja liitososat sekä laipat ja kannakkeet. Meillä on ohjelmassa yli 600 yleisosaksi luokiteltavaa osaa, joita joko valmistamme tai tuomme maahan. Teemme putkentaivutusta alihankintana teollisuudelle sekä myös peltisarjojen tekijöille ja harrastajille.

Ostaessamme ruotsalaisen JT-Tuningin koneet ja toiminnan meille siirtyi kaupan mukana yrityksen 3” pakoputkistojen valmistus Volvon ja Saabin turbomalleihin. Tuomme myös maahan tunnettuja putkistomerkkejä kuten Akrapovic, Armytrix, Simons, Supersprint, Supertrapp ja Tubi Style. Meidän kautta saa myös muuta putkistoihin liittyvää tavaraa, TechLine-keraamiset pinnoitteet, kilpa- ja yleiskatalysaattorit ja turboahtimet, mainitakseni muutamia esimerkkejä.

Turvakaaria taivuttelimme satunnaisesti jo 90-luvulla. Kaarien tarjonta tuli uudestaan tapetille kymmenisen vuotta sitten, kun Markus rakensi Roadsport Silviaa. Hänelle tuli ajatus tarjota kaariputkia asiakkaille. Taivutamme siis asiakkaille putkia valmiiden piirustusten mukaan.

Marteliuksen valikoimasta löytyy valmiita tuotteita eksoottisempiinkin ajoneuvoihin.
Varastossa on uskomaton määrä erilaisia tuotteita, jotka ovat saatavilla myös verkkokaupasta. Kuvassa todella suosittu Honda Civic Type-R FK8:n takavaimennin.

PAKOPUTKEN SPEKSAAMINEN

– Ensin selvitetään auton tekniikka ja asiakkaan toiveet tehon, äänenvoimakkuuden, äänensävyn ja putkiston ulkonäön suhteen. Näillä lähtötiedoilla suunnittelen vaimentimet ja putkikoot. Monesti teemme putkistoa ensin osan matkaa ja kuunnellaan välillä pakoääntä. Testilenkillä saatujen tuloksen perusteella hienosäädetään kokonaisuutta haluttuun suuntaan.

Putkistoa suunniteltaessa ja materiaalin valinnassa pitää äänenvaimennuksen lisäksi ottaa huomioon lämpölaajeneminen, mekaaniset värinät, moottorin liikkeet ja tietysti virtauskapasiteetti. Auton huollettavuus on myös tärkeä seikka, ja putkiston liitokset tehdään niin, että putkiston saa purettua mahdollisimman helposti. Toki erikoistapauksissa on muitakin haasteita, esim. suuritehoisten kilpurien luistonesto tahtoo ampua kevyeksi tehtyjen vaimentimien vaipat rikki.

ÄÄNEN MUODOSTUMINEN

– Ääni on aika hankalasti haltuunotettava ilmiö. Se, mitä pakoputkesta kuulemme, on mm. eri taajuisten resonanssien vahvistamaa sekä vaimentamaa ääntä.

Vapaasti virtaavassa putkistossa on taipumus syntyä osapuilleen 100 Hz taajuuksinen kumina. Se syntyy, kun pakoventtiilistä äänen nopeudella etenevä paineaalto saapuu putken päähän. Paineen vapautuessa syntyy vastavirtaan etenevä alipaineaalto. Tämä aaltoliike voimistuu resonoimalla, kun moottorin käyntinopeus on sopiva. Ilmiötä voi verrata keinuun tai heiluriin. Yhdellä pienellä tönäisyllä keinu liikkuu vain hieman, mutta keinun liike muuttuu hurjaksi, kun samaa pikku tönäisyä toistetaan juuri oikealla hetkellä.

Kaikki epäjatkuvuuskohdat, haarat, supistukset ja laajennukset vaikuttavat ääneen. Matala taajuus (kumina) tuntuu ihmisen korvaan epämiellyttävältä. Toiset saattavat olla hyvinkin herkkiä tuolle äänelle. Mitä matalampi kumina, sen pahemmalta se tuntuu. Auton kori ei yleensä eristä noin matalaa taajuutta tehokkaasti. Sen vuoksi me koitamme varmistaa tuon 100 Hz vaimennuksen.

HELMHOLZ

– Helmholzin resonaattori on virallisesti muodoltaan pallo, johon johtaa putki. Sen taajuuteen on olemassa laskukaava. Äänenvaimentimissa laskenta voidaan tehdä Helmholzin kaavalla, mutta käytännössä ääniaaltojen heijastukset vaimentimessa eivät vastaa pallon muotoa.

Kaava itsessään on yksinkertainen, mutta pakoputken kohdalla lähtöarvojen asia on monimutkaisempi. Äänen nopeus kun muuttuu paineen ja lämpötilan muuttuessa. Pakokaasu jäähtyy putkiston matkalla, ja pakokaasun lämpö muuttuu myös kuormituksen muuttuessa. Resonaattorin kammio ei osallistu virtaukseen kuin osittain, eli siellä kaasu on viileämpää kuin samalla kohtaa putkessa.

Olen tehnyt meidän käyttöön yksinkertaistetun laskentakaavan. Siinä huomioidaan putkiston pituus, moottorin sylinteriluku ja ajotilanteessa mitattu häiritsevän äänen taajuus. Sillä saan laskettua tehollisen äänennopeuden. Siitä taas saadaan laskettua keskimääräinen äänennopeus, joka toimii Helmholzin kaavassa varsin kohtuullisesti.

Vuosikymmenien jälkeenkin edelleen suosituimpia tuotteita ovat Toyota AE86 Corollan pakoputkistot ja peltipakosarjat. Näitä menisi ympäri maailmaa enemmän kuin ehditään tekemään.
Valikoimista löytyy myös todella runsas lajitelma erilaisia pakosarjan laippoja. Kuvassa Chevyn pikkulohkon, Toyotan 2JZ vaparin ja Ford Zetecin laipat.

VAIMENNUSMENETELMÄT

– Vaimennusmenetelmiä on monia. Vapaasti virtaavissa ratkaisuissa emme käytä pyörteily- ja vastapainemenetelmiä. Jos yksinkertaistetaan härskisti, niin absorptiovaimentimella vaimennetaan korkeat ja keskialueen taajuudet ja resonaattorikammioilla matalat. Resonaattorikammiovaimentimissa resonoivat eli vaimentavat kammiot valmistetaan sellaisilla mitoituksilla, että ne kumoavat haitallisia äänentaajuuksia.

Tämän lisäksi pitää mainita ainutlaatuinen, säädettävä Supertrapp. Siinä on ulostulokanavan päässä kuppi, josta ääniaalto heijastuu paineaaltona takaisin putkeen. Pakokaasu ohjataan hajotuslevyjen väleistä säteittäin ulos.

Tarvittaessa myös voimistamme ääniä. Resonaattorien mitoituksella pystytään synnyttämään luonnetta pakoääneen, vaikka itse äänilähde olisikin vaisu. Tämä on ollut monesti tarpeen modernien turbomoottorien kohdalla.

TULEVAISUUS

– Tarkoitus on tarjota entistä enemmän ääneen liittyviä tuotteita ja palveluja asiakkaille.

Martelius teetti Aalto-Yliopistolla hienon ohjelmiston pakoäänien suunnitteluun. Auton pakoputkiston sisältä nauhoitetaan ääni erikoismikrofonilla. Ohjelmalla suunnitellaan putkisto komponentti kerrallaan. Ohjelma simuloi osien vaikutukset ja sillä voidaan kuunnella ääni ennen kuin vanhaa putkea on edes irrotettu autosta.

Ohjelmiston perustalle voidaan tehdä sovellus, jolla asiakkaat voivat valita komponentit ja suunnitella itselle sopivat äänet autoonsa valitsemalla äänenvaimentimet Marteliuksen valikoimasta. Kyseessä on todella mittava projekti.

Muista seurata GTi-Magazinea myös somessa!

Tilaa GTi-Magazine kotiisi osoitteesta www.gti.fi/tilaa !

EXTRA PHOTOS!