Aprilia RS 125 to to pod wieloma względami jeden z najlepszych motocykli klasy 125 z silnikiem dwusuwowym do wyścigów oraz treningów na torze wyścigowym. Jest to motocykl bardzo podobny do Cagivy Mito pod względem rozwiązań technicznych i osiągów, ale ma jedną, przeważającą zaletę. Dostęp do części zarówno nowych jak i używanych jest bardzo dobry.

Dokupicie do niej praktycznie wszystko, od akcesoriów typu dedykowane crashpady od Womet-Tech (ok 300 zł), przez praktycznie wszystkie części eksploatacyjne, aż po części wyczynowe. Jak zatem przygotować konkurencyjny silnik Aprilii RS 125 na tor wyścigowy, którego nie powstydzą się nawet Czesi, czyli specjaliści w dziedzinie wyścigowych dwupaków?

O pomoc w przygotowaniu mojego pieca poprosiłem znany w Małopolsce zakład naprawy i modyfikacji silników dwusuwowych Wojtala Garage z okolic Oświęcimia.

Silnik Rotax 122

Silnik Aprilii to Rotax 122 lub w starszych modelach Rotax 123. Fabryczny silnik ma ok 28 KM mocy i duże pokłady niewykorzystanego potencjału, ale do odpowiedniego zestrojenia silnika potrzebna jest już specjalistyczna wiedza. O ile niektóre części możemy samodzielnie wymienić na wersje sportowe, choćby takie jak zawór ssący membranowy np. VForce (ok 900 zł), czy zawór wydechowy Rave2 (ok. 800 zł), tak dalsze modyfikacje będą wymagały dodatkowych prac i fachowej wiedzy.

Można wykonać szereg prac usprawniających pracę silnika m.in. zwiększenie stopnia sprężania, modyfikację wału i skrzyni korbowej, dostosowanie czasoprzekrojów - czyli kątów i wielkości okien w cylindrze, a także odpowiedni dobór układu wydechowego pod te modyfikacje które powinny zostać precyzyjnie wyliczone i dobrane. Właśnie dlatego warto udać się po pomoc do fachowców w tej dziedzinie. Mój Rotax trafił zatem do Patryka Wojtali.

Cylinder

Cylinder, skrzynia korbowa, komora spalania oraz dyfuzor to elementy silnika 2-suwowego ściśle ze sobą współpracujące. Ta paczka odpowiada za moc maksymalną oraz przebieg krzywej momentu obrotowego. Seryjny cylinder posiada niedociągnięcia, błędy odlewu oraz niekiedy pewne zapasy dotyczące tuningu.

Tuning cylindra nazywamy portingiem, czyli zmianą kształtu kanałów oraz wielkości i wysokości okien.  Porting można wykonać w każdym cylindrze, choć w starszych konstrukcjach wygląda to trochę inaczej, niż w tych dzisiejszych. W starszych cylindrach okna i kanały są po prostu mniejsze. Ich powiększenie, a czasem dowiercenie kolejnych, daje widoczne efekty często nawet bez zmiany dyfuzora. Za to wykonanie portingu w dzisiejszych silnikach nie ma nic wspólnego z wierceniem kanałów ani powiększaniem okien.

Cylindry te są już bardzo dobrze przemyślane a cała powierzchnia tulei jest mądrze zagospodarowana.  Kanały są dobrze ukierunkowane, okna duże, na pierwszy rzut oka wszystko wydaje się być perfekcyjne i trudno cokolwiek tam poprawić. W tym przypadku tylko doświadczony tuner może cokolwiek wskórać i co bardzo ciekawe - porting dzisiejszych cylindrów często nie podniesie ilości koni mechanicznych lecz zmieni charakterystykę silnika.

Klient zgłaszający się do tunera musi powiedzieć, czego oczekuje od silnika. Czy chce mieć więcej szczytowej mocy kosztem elastyczności? Czy szerszy zakres obrotów użytecznych (tych w których silnik najlepiej przyspiesza) kosztem szczytowej mocy? To wszystko zależy od przeznaczenia silnika.  Zupełnie inaczej pracują silniki 2-suwowe przeznaczone na asfaltowy tor wyścigowy niż enduro czy motocross.

Patryk Wojtala przygotował zatem dla mnie cylinder z odpowiednio wykonanym portingiem i dobraną głowicą pod charakterystykę silnika.

Układ korbowo-tłokowy i skrzynka korbowa

Bardzo duży potencjał drzemie w dolnej części silnika, a konkretnie w całej objętości znajdującej się pod tłokiem. Prowadząc prace modyfikacyjne można uzyskać tu znaczną zmianę charakterystyki silnika dwusuwowego, jego elastyczności, mocy i momentu obrotowego. Ogólnie mówiąc, prace nad układem korbowo-tłokowym polegają na jego znacznym przebudowaniu i zastosowaniu odpowiedniej, wzmocnionej korby (np. Prox - ok 450 zł). Ponadto zastosowanie  tłoka z 1 pierścieniem (np. Vertex  za ok 350 zł) i  odpowiednie wyważenie wału, wpływają znacząco na wzrost osiągów.

Kluczowa kwestia to jednak doprężenie skrzyni korbowej, czyli zmniejszenie objętości pod tłokiem. Uzyskuje się to na kilka sposobów, m.in. poprzez wyfrezowanie dodatkowych wkładek z tworzywa lub stopu metali o specjalnym kształcie, montowanych do wału korbowego. Patryk zdecydował się wykonać w moim silniku wkładki poliamidowe.

W silniku 2-suwowym objętość skrzyni korbowej jest bardzo ważna, określamy to jako Primary Compression Ratio - czyli wstępny stopień sprężania.  Jego wartość podaje się jako stosunek np. 1:80 i jest to stosunek objętości będącej pod tłokiem w górnym oraz martwym punkcie tłoka. Teoria mówi, że im większe uzyskamy ciśnienie pod tłokiem (zatem ciśnienie z którym mieszanka zostanie poprzez kanały płuczące wtłoczona ze skrzyni korbowej nad tłok) tym silnik uzyska lepszą sprawność, ale doświadczenie pokazuje, że nie zawsze najmniejsza skrzynia korbowa daje największe osiągi.

Układ zasilania i wydechowy

Obydwa układy mają fundamentalne znaczenie dla prawidłowej pracy silnika. Pomijając ogólną zasadę pracy silnika dwusuwowego wskażę jedynie, że ogromne znaczenie w maksymalizacji wydajności pracy Rotaxa 122 ma uzyskanie dobrego efektu odbicia fali w układzie wydechowym czyli tzw. rezonansu.

Oczywiście można skorzystać z gotowych wydechów renomowanych firm (np. Jolly Moto Corsa za ok. 2300 zł), ale lepsze rezultaty przyniesie obliczenie kształtu i objętości dyfuzora przez fachowca i wyspawanie dedykowanego wydechu pod strojony silnik. Taka usługa to wartość ok 1000 zł, zatem oszczędności są znaczne i pomimo, że może do najpiękniejszych taki wydech nie należy, to jednak zyski są większe od tych z gotowych rozwiązań.

Natomiast dolot, a konkretnie strojenie gaźnika, to niemal temat rzeka. Będzie on niemal nieustannie modyfikowany, w zależności od tego, gdzie jeździmy, jaki kształt ma tor, a nawet jaka jest obecnie pogoda. Ogólnie mówiąc, do podstawowego zestrojenia należy dobrać odpowiedni gaźnik i nie ma tu jednorodnego modelu postępowania. Dwupak ma to do siebie, że każdy silnik na tych samych gaźnikach będzie pracował inaczej.

Dla przykładu, popularny w lekko zmodyfikowanych RS 125 gaźnik sportowy Dellorto VHSB 34 (cena ok 1000 zł) okazał się niewystarczający i dopiero gaźnik o wielkości 40 mm, pochodzący z motocykla crossowego, spełnił nasze oczekiwania. Wraz z nowym gaźnikiem należy także dobrać odpowiednie dysze, iglicę, a czasem nawet całą przepustnicę.

Na dolocie pracuje duży filtr stożkowy K&N (ok. 280 zł), maksymalnie zmniejszający opory powietrza. Prawdą jest, że niektórzy zawodnicy rezygnują całkowicie z zastosowania filtra powietrza, ale ja nie jestem zwolennikiem takiego postępowania z kilku powodów. Po pierwsze jakiekolwiek większe ciało obce (np. kamień) może narobić szkód a po drugie silnik będzie się znacznie szybciej zużywał. Fundamentalne znaczenie ma tutaj czystość toru i w Polsce pod tym względem nie jest najlepiej.

Jako przykład można tutaj podać wyścigi kartingowe, gdzie na układzie dolotowym nie ma filtra. Biorąc udział w wyścigach w Polsce, na dwudniowe weekendowe wyścigi wraz z treningami trzeba zabrać ze sobą dwa nowe tłoki, jeden na sobotę, drugi na niedzielę, tak by silnik zawsze dysponował maksymalną mocą. Na torach włoskich jeden tłok wystarczy spokojnie na cały weekend. Odpowiada za to częstotliwość rozgrywanych wyścigów. W Polsce tory kartingowe organizują mistrzostwa kilka razy do roku, za to we Włoszech tor wyścigowy użytkowany jest niemal codziennie.

Elektryka

Elektryka silnika została usunięta niemal w całości. Do zasilania zapłonu założony został moduł wyczynowy firmy PVL (ok. 1000 zł) i motocykl uruchamiany jest ze startera zewnętrznego, lub na tzw. "pych". Pozostała instalacja jest niepotrzebna.

Sprzęgło

Ponieważ motocykl charakteryzuje się znacznym wzrostem osiągów, konieczna okazała się zmiana przeniesienia napędu. Fabryczne sprzęgło nie było w stanie przenieść zaprojektowanej mocy i momentu obrotowego, dlatego zastosowano wyczynowe sprzęgło EBC Racing (ok. 350 zł).

Efekt końcowy

Projektowany silnik to jeden z nielicznych tak zmodyfikowanych silników w Polsce. Okazało się, że przekroczył oczekiwania samego twórcy - Patryka Wojtali. Seryjnie silnik ten generuje ok 28 KM, a po zastosowaniu zamiennego dyfuzora i odpowiednim strojeniu na hamowni można uzyskać wynik ok 30KM. Po wykonaniu opisanych przeze mnie przeróbek badanie na hamowni wWojtala Garage wykazało 36,8 KM mocy oraz 23 Nm momentu obrotowego, a wszystko to dostępne poniżej 12000 obr./min, co nawet na skalę kartingową uważane jest za duży sukces!

Jak mówi Patryk Wojtala, najmocniejszy model kartingowego Rotaxa to 125 MAX DD2 EVO, który daje  34 KM przy 12 000 obrotów. Silnik ten z pozoru bazuje na cylindrze z Aprili RS 125, lecz tak naprawdę ma zupełnie inne kanały, korbowód i przepływy w skrzyni korbowej, co daje mu znaczną przewagę nad Rotaxem 122, a mimo to udało nam się przebić ten wynik.

Wszystkie pomiary naszego zmodyfikowanego silnika były wykonywane według normy DIN 70020, na oryginalnej obciążeniowej hamowni Vtech Dynanometers, posiadającej własną stację pogodową, uwzględniającą warunki atmosferyczne panujące podczas pomiaru.

Silnik przygotowany został do udziału w wyścigach i jest bardziej wymagający niż silnik seryjny. W celu osiągnięcia maksymalnych rezultatów powinien być wystrojony najpóźniej na dzień przed wyścigiem, do aktualnej pogody, jeśli ta nie zmieni się do czasu rywalizacji. Strojenie powinno być wykonywane na docelowym torze z uwzględnieniem stylu jazdy zawodnika. To dlatego obsługa silnika dwusuwowego na wyczynowym poziomie jest tak skomplikowana i czasochłonna.

Ile to kosztuje?

Główna część ceny końcowej takiej modyfikacji ceny stanowią użyte części:

Materiały:

• gaźnik np. Dellorto VHSB 34 - 1000 zł
• zawór ssący VForce podciśnieniowy, regulowany - 900 zł
• zawór wydechowy Rave 2 - 800 zł
• tulejowanie cylindra 450 zł
• tłok VERTEX jednopierścieniowy - 330 zł
• korbowód Wossner + szersze łożysko igiełkowe na główkę + regeneracja wału korbowego - 850 zł
• zapłon PVL kpl. + podstawka - 1000 zł
• dyfuzor wydechowy spawany - ok 1000 zł
• łożyska silnika - 200 zł
• zestaw uszczelek silnika ATHENA - 120 zł
• zestaw uszczelniaczy silnika ATHENA - 90 zł
• zestaw sprzęgła EBC RACING - 350 zł
• świeca zapłonowa NGK B9EG - 55 zł
• filtry paliwa, przewody paliwowe, wszystko co zostało użyte do prawidłowego dostarczenia paliwa do gaźnika - 30 zł
• czujnik temperatury cieczy wraz z mocowaniem w miejsce oryginalnego - 50 zł
• czujnik EGT (temperatura spalin) - 300 zł
• olej przekładniowy MOTUL TRANSOIL EXPERT 10W40 1L - 35zł
• konieczne normalia użyte do pracy nad motocyklem - wszelkiego rodzaju opaski ślimakowe, zaciskowe, śruby, nakrętki, podkładki itp. - 50 zł

Materiały razem: 7610 zł

Robocizna:

• wykonanie poliamidowych wypełnień wału korbowego i ich obróbka.
• modyfikacja korbowodu Wossner - zastosowany korbowód posiada o 2 mm większą średnicę czopa korbowego, niż seryjny korbowód, co czyni go znacznie wytrzymalszym, ale też wymaga bardzo precyzyjnej przeróbki czopa - trzeba go zestopniować - końce na wcisk do przeciwwag wału korbowego, a środek zostaje pasowny do korbowodu
• wymagane było również cieniowanie stopy korbowodu w celu zmniejszenia masy oraz średnicy
• doprężenie i modyfikacja przepływów skrzyni korbowej mająca kluczowe znaczenie w sprawności silnika 2 suwowego
• profesjonalny porting cylindra wraz z dopasowaniem jednopierścieniowego tłoka oraz wyspawaniem i obrobieniem głowicy w celu uzyskania zamierzonego kształtu i objętości komory spalania

Robocizna razem: 1900 zł

Całkowity koszt profesjonalnej przeróbki silnika na poziomie wyczynowym wyniósł więc 9710 zł.

Podsumowując:

Niewątpliwie Puchar Polski klasy 125 to idealne środowisko do prowadzenia prac badawczo-rozwojowych nad takimi motocyklami, jak Aprilia RS 125. Jest to znakomita szkoła i poligon doświadczalny nie tylko dla zawodnika, ale i do testowania pomysłów inżynierii mechanicznej. Regulamin na szczęście nie zabrania takich modyfikacji i pozwala na niemal dowolne przerabianie jednostek napędowych (jedynie pojemność musi pozostać na poziomie 125 ccm.).

Wbrew pozorom same prace mechaniczne nad modyfikacjami silnika nie są kosztowne, gdyż opierają się głównie na odpowiednim doborze, ustawieniu i współpracy między sobą odpowiednich elementów. Tutaj wartością jest jednak wiedza, jak to wszystko ustawić i umiejętność dojścia do założonych celów, weryfikowania ich w warunkach wyścigowych i wprowadzania ewentualnych poprawek. To długi proces, ale dający ogromna satysfakcję uczestniczenia w czymś, co jest nieszablonowe. Zatem nie tylko same starty są istotą wyścigów, ale i cała mechaniczna otoczka tej zabawy.

Jeśli macie jakieś techniczne pytania, albo chcielibyście zlecić budowę takiej wyścigówki jak moja, wbijajcie na facebookowy profil Wojtala Garage.

W kolejnym artykule podzielę się z Wami przeróbkami pozostałych układów mojej wyczynowej Aprilii RS 125: hamulców, zawieszenia, elektryki,  akcesoriów oraz redukcją masy, które wykonano w serwisie Acticam Motocykle w Jeleniej Górze.