De powerbox a.k.a. Yamaha Energie Induction System.
Als er een brommer/scooter gerelateerd onderwerp is waar veel onduidelijkheid over is dan is het de powerbox wel.
Wat doet een powerbox?
Heeft het wel nut op een brommer?
Waarom heeft het kopen van powerboxen in de winkel geen nut?
Als je deze FAQ gelezen heb dan weet je (hoogstwaarschijnlijk) de antwoorden op deze vragen.
Wat doet een powerbox?
Een powerbox zorgt ervoor dat je brommer zuiniger gaat lopen. Bovendien wordt het vermogen er door verhoogd en worden toerengebieden met een slechte afstelling opgevangen door de powerbox. Zo zullen dode toerengebieden gereduceerd worden na het installeren van een powerbox.
Hoe werkt het
Een beetje opgevoerde brommermotor maakt al gauw 12000RPM, RPM staat voor Revolutions Per Minute. Dit geeft het aantal omwentelingen aan die de krukas maakt bij een tijd van 1 minuut. Iedere keer als de krukas 1 keer in de rondte gaat, beweegt de zuiger 1 keer op en neer. Maar als een motor 12000 RPM maakt, gaat de zuiger dus 12000 keer per minuut op en neer. Dat is 200 keer per seconde.
Nu is het zo, dat het inlaat membraan een bepaalde reactie tijd nodig heeft. Als de onderdruk in een overdruk veranderd moeten de kleppen van het membraan sluiten. Dit gaat echter zo snel dat de kleppen niet meer sluiten. De kleppen gaan "zweven". Dit betekend dat er minder mengsel tot ontbranding kan worden gebracht, aangezien er wat terugloopt door het membraan. Nu is het zo dat dit mengsel zich weer in het inlaat traject bevind, dus de carburateur en het spruitstuk. Een gedeelte van het terug gelopen mengsel verdwijnt zelfs door de luchtfilter de wijde wereld in.
En hier komt de powerbox bij kijken. De techniek achter een powerbox is namelijk dat deze dit mengsel opvangt, en tijdelijk bewaard. De powerbox is een bus die wordt aangesloten in de ruimte achter het membraan, het spruitstuk. Zodra de volgende slag komt, en er weer vers mengsel de cilinder word ingezogen, geeft de powerbox het bewaarde mengsel mee de cilinder in. Wat de powerbox dus in principe doet is het mengsel opvangen. Dit heeft meerdere voordelen:
Het mengsel kan niet meer via de luchtfilter de vrije wereld in ontsnappen. Dit bespaart dus benzine
Het mengsel kan worden mee gegeven aan de volgende "aanzuig" slag. Hierdoor wordt er meer mengsel verbrand per slag, dus meer vermogen.
De powerbox maakt gebruik van 2 technieken
De eerste techniek is het gebruik maken van overdruk en onderdruk. Op het moment dat de cilinder met mengsel wordt vol gezogen, ontstaat er een overdruk in de powerbox. Hierdoor zal het mengsel aanwezig in de powerbox mee de cilinder in worden gezogen. Op het moment dat er weer mengsel de cilinder wordt uitgestuwd, ontstaat er een onderdruk in de powerbox. Door het niet op tijd reagerende membraan, stroomt een groot gedeelte van het teruggestuwde mengsel de onderdruk van de powerbox binnen. Omdat de powerbox een relatieve grote en goed toegankelijke ruimte is, zal een groot deel van het mengsel zich de powerbox in verplaatsen, en niet terug de carburateur in.
De tweede techniek waar een powerbox gebruik van maakt is resonantie.
Wat is resonantie?
Resonantie is een natuurkundig verschijnsel dat voorkomt bij trillingen. Bij resonantie treedt een grote versterking van de trilling op, waardoor het object veel harder gaat trillen dan men zou verwachten op grond van de sterkte van de aanstoting. Resonantie kan optreden bij vrijwel elk bestaand object. Bij objecten met een kleine interne demping, bijvoorbeeld een object van metaal of glas, is resonantie sterker dan bij een object met een grote interne demping (zoals hout).
Resonantie ontstaat als een systeem wordt aangestoten met een frequentie die gelijk is aan 1 van de eigenfrequentie. Zelfs als de aanstoting zeer gering is, zal het object sterk gaan trillen.
Voorbeeld hiervan is bijvoorbeeld de klankkast van een gitaar.
Wat heeft dit met een powerbox te maken?
De powerbox moet worden vergeleken met de gitaar, de powerbox zelf is de klankkast, en de ontbrandingsmotor is een snaar. Doordat er bij ontbrandingsmotor een bepaalde frequentie voorkomt, namelijk het RPM of toeren per minuut, gaat de powerbox resoneren. Doordat de powerbox resoneert, geeft het pulsen mee aan het opgevangen mengsel, het geeft dus een extra stuwkracht.
Nu komt deze resonantie voor bij een bepaalde frequentie. En het mooi daarvan is, is dat deze frequentie te berekenen is. Bij een brommer komt vrijwel altijd een bepaald toerengebied voor waarbij een dip voorkomt. Dit betekend een tijdelijke verlaging van het vermogen ten opzichte van andere toeren. Dit kan komen door een verkeerde afstelling, slecht ontstekingstijdstip etc etc.Door aan de hand van formules een powerbox zo te berekenen dat deze bij de dip resoneert, kan deze de dip volledig weghalen, en zelfs voor een extra boost aan vermogen geven.
Heeft het wel nut op een brommer?
Het heeft wel degelijk nut op een brommer. Alleen zal het op een opgevoerde brommer meer nut hebben dan op een originele brommer. Dit hangt af van de overdruk/onderdruk techniek. Hoe groter het verschil tussen onder en overdruk is, hoe meer effect de powerbox zal hebben. Dit is omdat de powerbox simpelweg dan meer mengsel opneemt. Nu hangt de grootte van dat verschil af aan meerdere zaken.
Een hoger toerental. Hoe hoger het toerental, hoe korter maar hoe feller de stuwkracht terug de inlaat in is. Bovendien komt deze stuwkracht vaker voor.
Een grotere cilinderinhoud. Hoe groter de cilinderinhoud, hoe meer stuwkracht terug de inlaat in is. Vergelijk het maar met een aquariumpompje en een brandweerpomp.
Nog wat overige factoren zoals de grootte van de inlaat, de kwaliteit van het membraan, grootte van spruitstuk, carburateur etc.
De resonantietechniek komt voor ongeacht de brommer zwaar is opgevoerd of standaard is.
Waarom heeft het kopen van powerboxen in de winkel geen nut?
Dit is een veel gemaakte opmerking. Deze is niet volledig waar.
Het berekenen van een powerbox is om de resonantie op het juiste toerengebied te krijgen. De overdruk/onderdruk werkt altijd. Al zal het beter werken met een korte, dikke slang in plaats van een dunne lange slang.
Bij een in de winkel gekochte powerbox zal deze resonantie plaats vinden bij het verkeerde toerengebied, of zelfs helemaal niet. De overdruk/onderdruk komt gewoon voor. De powerbox zal dus evengoed wel nut hebben, maar minder. Hoe groot dit aandeel van de resonantie is op de totale effectiviteit van een powerbox weet ik niet. Dit zal moeten worden getest op een testbank. Vermoedelijk ligt dit aandeel ruim onder de helft van de totale effectiviteit. Zo werkt de resonantie maar bij een bepaald toerengebied, en zijn er geen verhalen bekend van brommers met geinstalleerde berekende powerboxen die in het opgegeven toerengebied opeens vooruit vliegen alsof er een turbo aanslaat of NOS wordt geinjecteerd
Dus een powerbox in de winkel kopen heeft wel degelijk nut. Voor de meeste mensen is dit zelfs de beste optie aangezien niet iedereen de materialen thuis heeft liggen om zelf wat te gaan produceren. Bovendien kan je met een gekochte powerbox, als je de inhoud weet, zelf met Bimotion de lengte van het slangetje berekenen, en zodanig nog de resonantie op het gewilde toerengebied krijgen.
Zelf aan de gang
Voor de mensen die zelf aan de gang willen met de formules, deze zijn op de volgende site te vinden.
Helmholtz resonatoren
Voorbeeld powerbox.
Met dank aan Joscross!
