Legendaarisesti hommat jälleen vähän vastustivat, ja lopulta viimeinen penkkireissu tehtiin vasta kesäkuun alussa. Tavoitteisiin lopulta päästiin, mutta matka oli kohtalaisen kirjava. Paljon on taas matkan varrella opittu ja projektin aiemmat osat löydät klikkaamalla tästä!
PIKAFAKTAT
- Auto: Toyota Chaser JZX100
- Vakioteho: 280 hevosvoimaa
- Omistaja: Matti Tirronen
- Rakentaja: Kujala Performance / Sami Kujala
- Instagram: @kuvaamasa @kujalaperformance
Artikkeli julkaistu ensikerran GTi-Magazinen numerossa 06 / 2022
Kuvat: Matti Tirronen @kuvaamasa & Sami Kujala @kujalaperformance · Teksti: Matti Tirronen @kuvaamasa
Artikkelisarjan edellisessä osassa kerrottiin, että muutamaa pikkujuttua vaille oltiin penkkikunnossa. Nämä pikkujutut olivat kytkimen päivitys, kytkinlinjaan paineanturin lisääminen sekä yksi polttoaineletkun vaihtaminen etanolinkestäväksi.
Autoon hankittiin Autoverkko.com Korjaamon kautta Clutch Masters FX400 -kytkinpaketti, joka piti sisällään jousitetun kuusilapaisen keraamilevyn, asetelman sekä alumiinisen vauhtipyörän. Auto vietiin näiden viimeisten asioiden loppuun saattamiseksi Autoverkko.comille laitettavaksi, ja tällä reissulla tulikin vastaan se legendaarinen muuttuja. Kun auto oli nosturilla, havaittiin että kardaani pyörähti melkein varttikierroksen ennen kuin vetarin tumpissa tapahtui mitään. Selvää siis oli, että perän sisällä oli jotain rikki.
Onneksi nosturiaikaa oli saatavilla, joten murikka pudotettiin alas tarkempiin tutkimuksiin. Selvisi, että vakio torsen-lukon sisäinen laakerointi oli niin sanotusti morjens, ja väljä löytyi sieltä. Hyvät uutiset olivat ne, että itse perämurikan laakeroinnit olivat kunnossa sekä murikan poskissa että pinjonilla. Ratkaisuksi päätettiin siis vain hankkia tilalle ehjä lukkoyksikkö – mikä ilmenikin puolihankalaksi tehtäväksi.
Suurin ongelma oli se, että tällaisen JDM-auton kanssa tiedonhankinta on vähintäänkin keskivaikeaa. Kun esimerkiksi aiheen ympärillä pyörivissä whatsapp-ryhmissä esittää kysymyksen, tulee aktuaalisen faktan sijasta vastauksena yleensä useita arvauksia tai mielipiteitä. Lopulta selvisi, että kyseessä on ilmeisesti "se perus Supran 8" perä", vaikka kuoret ovat erinäköiset kuin Suprassa.
Tämän valistuneen arvauksen perusteella löytyikin ihan lähimaastosta Suprasta peräisin oleva alkuperäinen levylukko, joka ostettiin puolittain arvalla toivoen, että se sopisi paikalleen.
PERÄJUMPPAA VALMIIKSI
Lukko sopi kuin sopikin paikalleen. Seuraava murhe oli shimmien hankinta, sillä jos lukkoyksikön sopivuudesta oli valistuneita arvauksia useita, oli shimmien sopivuudesta vielä enemmän. Toinen sanoi toista ja kolmas, ettei se mitään shimmejä tarvitse, joten oltiin omien arvauksiemme armoilla. Lopulta selvitimme, että Supran shimmit käyvät myös tähän murikkaan.
Kun ystäväni Janne Veikkanen Autoverkko.comilla suoritti insinööritaitonsa taidonnäytteen ja selvitti tarvittavien shimmien paksuudet, ilmeni, että tarvitsemaamme 3,03 mm shimmiä ei saa Toyotalta eikä äkkiseltään mistään muualtakaan – kunnes Ami Aallon varastoista löytyi järjettömällä tuurilla juuri oikean paksuinen shimmi. Kiitokset Amille siitä, joten meidän ei tarvinnut alkaa suorittamaan hienokoneistuksia itse.
Kun vihdoin oli siis R154-vaihteistoa kestävämpi kytkin asennettu paikalleen, kytkimen painelinjaan lisätty anturi, vaihdettu yksi polttoaineletku ja remontoitu perämurikkaa kuukauden päivät, oli aika vihdoin ja viimein auton korotuksen jälkeen suunnata Kansisetin penkkiin Nummelaan. Mainittakoon tässä vaiheessa, että kirjoitan tätä juttua työhuoneessani, joka sijaitsee noin 50 metrin päässä Kansisetiltä ja pitää sisällään myös Chaserille tallipaikan, joten matka penkkiin ei ollut pitkä.
ENSIMMÄINEN PENKITYS
Kuten varmasti jokainen autoharrastaja, joka on penkissä käynyt, tietää että se on jotenkin hämmentävän stressaava tilanne. Syytä huoleen ei kuitenkaan ole, jos on Kujalan Samia uskominen.
– Vaikkakin dynossa ajoneuvoa rääkätään, on se usein melkolailla leikkiä siihen verrattuna, mitä ajoneuvot usein näkevät sen jälkeen katu- tai rataoloissa, Sami pohtii.
Sen lisäksi siis, että Sami on rakentanut kaikki talven muutokset, on Samin erikoisalaa ehdottomasti myös näiden laitteiden säätäminen. Niinpä Sami hoiteli myös dynohommat tämän projektin tiimoilta.
– Tällä kertaa Chaserin kanssa hyödynsimme paljolti dataa, jota oli saatavilla ennakkoon asennettujen antureiden avulla. Ensimmäisellä kierroksella ongelmista valitti polttoainepaineen sensori. Polttoainepaine laski kierrosten noustessa, joka kieli siitä, ettei pumppu pystynyt tuottamaan painetta tukille, ja täten suuttimien tuotto oli huonompi kuin halusimme.
Syytä ja seurausta ei lähdetty dynossa enempää selvittämään, koska oltiin vahvasti sitä mieltä, että polttoainepumpun virran syötössä olisi ongelmiemme syy.
– Saman ikäluokan Toyotissa saattaa olla erillinen ohjainlaite polttoainepumpulle, ja sellainen löytyy esimerkiksi Suprasta. Tässä mallissa ei kuitenkaan semmoista ole, ja kuten aiemmissa numeroissa on varmasti käynyt selväksi, pyritään pysyttelemään vakiolaitteissa, sulakkeissa ja releissä, mikäli se vain on järkevästi mahdollista.
Ongelman selviämiseen lääkkeet olivat kuitenkin tietokoneen puolella. Vakiona autossa on kaksi relettä, joilla ohjataan polttoainepumppua.
– Näistä toinen kytkentäkaavioiden mukaan ohittaa vastuksen, jolla pumppua ajetaan puoliteholla. Käsi ylös virheen merkiksi, sillä pumppu oli puoliteholla vaikka toinenkin rele oli päällä. Asiaa tutkittuamme selvisi, että kytkentäkaavioiden vastaisesti releen piti olla pois päältä, jotta pumppu pyöri täydellä teholla. Polttoaineen paineen laskeminen johtui siis siitä, että pumppu pyöri koko ajan vain puolella teholla.
Ensimmäinen dynoreissu ei kuitenkaan mennyt täysin hukkaan, sillä polttoainepaineen romahdus ei ollut niin dramaattinen, etteikö oltaisi minimi ahtopaineella saatu ajettua moottorista ulos katsastusta varten tehokäyriä, jotka kuitenkin joka tapauksessa tarvittiin!
UUTTA MATOA KOUKKUUN
Kun pumppu pyöri taas täysillä toivoituissa tilanteissa, oli aika suunnata uudelleen Kansisetille, ja tällä kertaa oltiin luottavaisia, että moottorista puskettaisiin se tavoiteltu 500 hevosvoiman raja rikki.
– Toisella kierroksella nyt paineet pysyivät ja homma eteni toivotulla kaavalla. Ensin aloiteltiin pikkupaineilla ja testattiin VVT (eli Variable Valve Timing, eli säätyvä nokka-akseli) -asetuksia, joista halutaan saada selkeä kuva, miten ne vaikuttavat ja millä kierrosalueella. Toistettavuus on tässä kohtaa tärkein asia, eli itse henkilökohtaisesti käytän tähän minimi ahtopainetta, jolloin tehty muutos on helppo nähdä ja tilanteessa on mahdollisimman vähän muuttujia.
– VVT-asetuksista selvitetään siis, millä kierrosluvulla vaikutus on haluttu ja paljonko sitä kannattaa kääntää. Yleensä ensitestit ajetaan VVT:tä yli haluttujen kierrosalueiden esim 2000–5000 rpm, jolloin saatetaan huomata 5000 rpm kohdalla notkahdus edelliseen pohjavetoon. Tällöin VVT:n käyttöä rajataan alemmalle kierrosalueelle.
Kun nämä tarkkuutta vaativat toimet on hoidettu alta pois, voidaan lähteä kasvattamaan ahtopainetta ja säätämään ahtopaineen ohjaimen asetuksia. Veto toisensa perään, ja tavoitepainetta nostetaan ylöspäin kunnes haluttu lopputulos saavutetaan.
– Tässä kohtaa sensorointi palkitaan. Kesken vedon ihminen kykenee yleensä seuraamaan 1–3 käyrää ja niihin reagoimaan. Nyt kun data on viety sensoreilla moottorinohjaimelle, voidaan vedon jälkeen tarkastaa logista vaikkapa pakopaineet ja polttoainepaineet sekä tehdä arviointia siitä, onko kaikki vielä kunnossa kyseisellä ahtopaineella, kannattaako yrittää lisää, tuleeko joku raja vastaan, ahdistaako pakopuoli, pysyykö polttoainepaine kurissa ja niin edelleen.
Muuttujia on paljon ja dataa pitää osata tulkita kokonaisvaltaisesti sekä ymmärtää arvojen keskinäinen vaikutus moottorin käytökseen. Ei ole yksinkertaista hommaa tämä, vaikka Samin kaltaiset henkilöt saavatkin sen näyttämään siltä.
– Jokaisella vedolla ahtopainetta nostettiin 0,2 baaria ja vetojen välissä tarkastettiin toteutunut polttoainepaine, pakopaine, sekä verrattiin ahtopainetta ja pakopainetta toisiinsa. 500 hevosvoiman tavoite saavutettiin 1,6 bar ahtopaineella, kun moottorista mitattiin tehoa 527 hevosvoimaa ja 655 Nm. 1,6 baarin ahtopaineella pakopainetta oli 2 baaria, joten pienikokoinen ahdin tekee kyllä töitä.
PA-PAINEET VIKUROI EDELLEEN
Kun tätä projektia Samilta kyselin, kerroin että haluaisin paketin jossa on 500 hevosvoimaa ja se heräisi alhaalta sekä olisi ennen kaikkea toimiva ja kiva peli kesän kruisailuihin. Se tavoite täytettiin nyt kirkkaasti, vaikka resepti isompiinkin tehoihin on jo selkeästi tiedossa.
– Jo 2 500 rpm kohdalla ahdin tuottaa 0,4 baarin ahtopaineen. Tämä kielii siis siitä että ahdin on mukana miltei välittömästi, kun kaasuun koskee. Sen kyllä ajossa huomaa, että ahdin työskentelee reilusti jo alakierroksilta alkaen.
Pakopaineen ja ahtopaineen suhde kertoo monta asiaa, niin tälläkin kertaa.
– Yleisesti annetaan ohjenuoraksi, ettei pakopaine saisi paljoa ylittää ahtopainetta. Kilpureissa tämä usein on hyvä ohjenuora, mutta pitää kuitenkin muistaa, että katukäytössä nopeasti reagoivan ahtimen yleensä tulee tuottaa pakopainetta siinä määrin, että siipi saadaan nopeasti liikkeelle. Kuten monessa muussakin kohtaa tätä projektia, on sääntöjä, poikkeuksia ja näkemyseroja. Itse suosin sitä, että ahtopaine ja pakopaine olisivat lähellä toisiaan, mutta tiedostan myös sen, että jos huipputehoa vaihdetaan heräävyyteen, yleensä se saattaa taittua pakopainevoittoiseksi.
Myös polttoaineen paineen kanssa kohdattiin jälleen pienoisia haasteita, joskaan ei niin dramaattisia kuin ensimmäisellä kerralla.
– 1,6 baarin ahtopaineella alkoi taas esiintyä pientä vikurointia polttoainepaineessa. Jos kyseisellä ahtopaineella polttoainepaineen pitäisi olla 4,6 bar oli se nyt vedon lopussa 4,4, eli painetta puuttui 0,2 baarin verran. Selvityksien perusteella vakiotyylinen polttoainesuodatin voi ahdistaa tässä kohtaa, mutta myöskään alkuperäisiä polttoainepumpun virtajärjestelmiä ei voida sulkea pois. Aihetta pitää vielä tutkia tuonnempana.
Tiedostettu pullonkaula tässäkin kokoonpanossa on nyt nokka-akselit
MIKSEI ENEMPÄÄ?
Jos pohditaan moottorin kestävyyttä, on Sami pitänyt rajana noin 110 Nm vakiokiertokankea kohden, minkä jälkeen ongelmia ilmenee suuremmalla todennäköisyydellä. Maailmalta selattujen kokemusten perusteella tälläkin kertaa 1JZ:n kanssa voidaan noudattaa samaa kaavaa, eikä ole järkeä rääkätä vakiomoottorista hirveästi enempääkään. Myös ensimmäiset testit osoittivat sen, että kulkua tuntuisi olevan varsin hienosti, ja eniten jo näillä tehoilla jännittää, milloin R154-vaihteistosta lähtee ratas kuuta kiertävälle radalle.
– Tiedostettu pullonkaula tässäkin kokoonpanossa on nyt nokka-akselit. Vakionokat tällaisessä 1JZ-GTE koneessa ovat aika miedot, joten moottorin hengittävyyttä saataisiin merkittävästi lisää nokka-akselien vaihdolla. Jopa 100 hevosvoimaa voisi tulla samalla ahtopaineella lisää, mutta millä hinnalla?
Nokkien vaihtaminen tarkoittaa auttamatta sitä, että moottori päästää enemmän ilmaa läpi, mikä puolestaan aiheuttaa luultavasti tarpeen vaihtaa isompi pakopesä, ja polttoainejärjestelmään pitäisi taas syventyä, eli vaihtaa suodatin suuremmaksi ja mahdollisesti tehdä sähköt pumpulle uusiksi. Sitten päästäänkin moottorin sisäiseen kestävyyteen: kiertokanget olisi turvallista vaihtaa, ja siitähän se liukumäki sitten alkaakin vai?
Toistaiseksi mennään siis tällä paketilla, ja tästä projektista kerrotaan mahdollisesti myös tulevissa numeroissa, kun jotain näkyvää taas saadaan aikaiseksi. Tämän projektin jälkeen autolla on vain nautittu kesästä ja ajettu jo useita tuhansia kilometrejä täysin ongelmitta!
GTi-EXTRA: Penkitys pähkinänkuoressa
Tehopenkkejä on muutamassa kategoriassa erilaisia. Moottoridynossa pelkkä moottori kytketään käytännössä isoon vesipumppuun jota moottori pyörittää. Tässä yleisesti rajataan veden liikettä ja mitataan sen liikuttamiseen käytettyä voimaa. Moottoridynossa ei siis tarvita kuin pelkkä moottori ja sitä tukevat komponentit kuten jäähdytyksen ja polttoaineen komponentit. Moottoridynossa mitataan luonnollisesti moottorin tuottamaa tehoa.
Napadyno on puolestaan viime aikoina tekniikan kehittyessä yleistynyt tapa mitata auton tehoa. Nimensä mukaisesti napadyno on laite, joka kiinnitetään suoraan ajoneuvon vetävään napaan, ja joka yleisemmin käyttää sähköohjattuja jarruja. Napadynon hyvä ominaisuus on se, että pyörä ei pääse luistamaan.
Rulladyno on se perinteisin tapa mitata ajoneuvon pyörälle aikaansaamaa tehoa. Rulladyno on myös monessa tapauksessa lähimpänä oikeaa tieolosuhdetta, joskin G-voimat luonnollisesti puuttuvat. Rulladynoja on niin kaksi- kuin nelivetoisillekin autoille. Tälläkin kertaa käytiin Kansisetin rulladynolla moottoria säätämässä ja tehoa mittaamassa. Penkityksen ideana on siis tehonmittauksen lisäksi oleellisempana totta kai auton säätäminen hallituissa olosuhteissa.
Kun lähdet penkittämään autoasi, suhtaudu asiaan kuin lähtisit pitkälle ajomatkalle ja huolehdi, että auto on sellaisessa kunnossa että sillä voisi turvallisesti lähteä reissuun. Käytännössä tämä siis tarkoittaa sen varmistamista, että auto ei vuoda nesteitä, pyöränkulmat olisivat sellaiset, ettei rengasrikko häämöttäisi heti alkumatkassa tai että ajaminen käy urheilusta. Kannattaa myös varmistaa palveluntarjoajalta, tarvitseeko auto varustaa ylimääräisellä lambda- tai nakutusantureilla ja että riittäähän auton korkeus penkissä ajoon. Esimerkiksi tämän jutun Chaseria korotettiin neljä senttiä normaalista ajokorkeudesta dynoa varten.
PENKITYKSEN AIKANA
Yleinen tietämys erinäisten ohjainlaitteiden ympärillä on kasvanut merkittävästi ja itse säätötyö ei ole enää ihan yhtä mustan magian juttuja, kuin ennen muinoin – vaikkakin asiat ovat silti samat vanhat. Nykyaikainen moottorin ohjainlaite laskee lähes poikkeuksetta annosteltavan polttoainemäärän itse, minkä vuoksi penkissä yleensä hallituissa olosuhteissa vain tavallaan kalibroidaan polttoainekarttaa. Tämä tarkoittaa käytännössä sitä, että ohjainlaitteelle kerrotaan paljonko ilmaa milläkin imusarjan painearvolla tai kaasun asennolla menee moottorille.
Toinen merkittävä asia, mitä penkissä tehdään, on muiden ohjainlaitteiden raja-arvojen hakeminen. Nykyään varsinkin viritetyissä moottoreissa käytetään paljon etanolia polttoaineena ja se tuo mukanaan monesti laajemman ennakkoalueen. Etanoli itsessään palaa nopeammin kuin bensa, joten ennakkoa tarvittaisiin vähemmän – mutta polttoaine kestää oktaanilukunsa puolesta enemmän, joten varsinkin ahtopaineen alaisuudessa ennakkoa voidaan käyttää enemmän. Penkissä maksimiennakon hakeminen on hallitumpaa kuin kadulla, kun nähdään helpommin, miten moottori reagoi ennakon muutokseen. Tässä haluttu lopputulos on yleensä kasvanut vääntömomentti ja hevosvoima-arvo. Liiallinen ennakko kasvattaa sylinteripainetta ja sytytyksen aiheuttama liekkirintama sylinterissä kohtaa männän liian aikaisin, mikä pahimmassa tapauksessa jarruttaa männän liikettä.
Ahtopaineen säädin on myös komponentti, jonka asetukset voidaan dynossa hakea paikalleen, kun käytetään nykyaikaista sähköistä mac-venttiiliä, kuten Chaserissa. Ohjainlaitteelle ilmoitetaan haluttu ahtopaine ja solenoidin tulisi säätää imusarjan paine halutuksi. Eli ei siis välttämättä vain kerrota sähkösolenoidille että “olehan siinä asennossa”, vaan pyydetään ohjainlaitteelta tietty paine ja ohjainlaite tekee töitä sen saavuttamiseksi.
Säätöpajat ovat monesti yhden miehen yrityksiä. On siis mahdollista, että penkkiin tulee oma säätäjä mukaan, jolloin yleensä talon puolesta on henkilö joka operoi itse mittalaitetta, eli dynoa. Tällä kertaa Sami hoiti säätötyöt ja itse auton ajamisen ja Kansisetin Jarmo hoiteli puolestaan itse penkin ajamista. Näissä tilanteissa yleisesti säätäjä on sopinut jotkin merkit tai toimintatavat, miten mittauksia aloitetaan, ja mittalaitteen operoija aloittaa mittaukset ja lopettaa mittaukset sekä kommunikoi tuloksista. Jarrullista dynoa voi siis jarruttaa vedon aikana ja näin kasvattaa moottorin kuormaa, pidentää vedon pituutta ja mitä kaikkea. Nämä ovat niin laaja kokonaisuus sekä jokaisen penkittäjän oman mieltymyksen mukaisia asioita, että niitä lienee turha perata tässä tarkemmin tässä kohtaa. Kehitys on kehittynyt tälläkin alalla ja laitteistot ovat todella moderneja kaikenkaikkiaan!
PENKITYKSEN JÄLKEEN
Mitäs sitten kartat on mintissä? On hyvä huomioida lakitekniset asiat, kun ajoneuvoihin kajotaan, eli mitähän nyt tuli tehtyä ja onhan homma laillisella pohjalla? Vitsit sikseen – riippuen penkistä ja mikä on ollut tavoite penkkireissulle, on joissain tapauksissa fiksua käydä katsomassa kadulla esimerkiksi matka-ajoon vaikuttavia asetuksia.
Riippuen penkin ominaisuuksista ja ajoneuvon jäähdytysjärjestelmän riittävyydestä, jotkin moottoritieajoa simuloivat testit ja ajot penkissä saattavat olla haasteellisia. Tekemällä hienosäätöjä vielä erikseen maantieajossa saadaan auton käytöstä hierottua vielä reilusti paremmaksi. Yksi esimerkki on tässä projektissa auton uuden sähköisen kaasuläpän säätäminen. Vaikka penkissä kaikki tuntui hienolta ja mahtavalta, todettiin nopeasti, että lineaarisesti kaasupolkimen asennon mukaan avautuva läppä oli katuajossa kaikkea muuta kuin mukava. Kadulla tämäkin vaiva saatiin hierottua kohdalleen, kun sähkökaasun avautumista säädettiin erikseen. Auton säätäminen on siis laaja kokonaisuus, jossa on aina huomioitava käytössä olevat komponentit sekä auton käyttötarkoitus.
Kaikki artikkelisarjan osat ja paljon muuta mielenkiintoista löydät klikkaamalla tästä!
Muista seurata GTi-Magazinea myös somessa!
- Facebook: https://www.facebook.com/GTiMagazine/
- Instagram: https://www.instagram.com/gtimagazine/
