Κινητήρες χωρίς εκκεντροφόρους

Τι κάνουν οι πνευματικές βαλβίδες (VIDEO)
Μπάμπη Μέντη
Από τον

Μπάμπη Μέντη

21/12/2016

Η τεχνολογία των πνευματικών βαλβίδων δεν είναι νέα και χρησιμοποιείται πάνω από δύο δεκαετίες στη F1 και φυσικά στους κινητήρες των MotoGP. Όμως τώρα τελευταία όλο και περισσότερο εμφανίζονται κινητήρες πιο “ευρείας παραγωγής” που προσπαθούν να εκμεταλλευτούν τα οφέλη των πνευματικών βαλβίδων.

Αφορμή για να ασχοληθούμε μαζί τους, αποτέλεσε η Aprilia RSV4RR-GP που είδαμε πρόσφατα στην έκθεση του Μιλάνου και είναι η πρώτη μοτοσυκλέτα με πνευματικές που θα πωλείται σε ιδιώτες (περίπου 100.000 ευρώ) και δεν αποτελεί απλώς ένα αγωνιστικό πρωτότυπο. Τι κάνουν όμως οι πνευματικές βαλβίδες; Πολύ απλά, μας απαλλάσσουν από τους (μηχανικούς) εκκεντροφόρους και όλα τα προβλήματα και τους περιορισμούς που τους ακολουθούν.

Μειονεκτήματα μηχανικής κίνησης βαλβίδων:
 
-Κατανάλωση ενέργειας από τον κινητήρα
-Τριβές / φθορές
-Βέλτιστη απόδοση μόνο σε συγκεκριμένο φάσμα στροφών

 

Γιατί θέλουμε να ξεφορτωθούμε τους εκκεντροφόρους
Η κίνηση των βαλβίδων (βύθισμα/χρονισμός) είναι από τα σημαντικότερα πράγματα για την απόδοση ενός κινητήρα. Ο μηχανικός τρόπος κίνησής τους απαιτεί ένα περίπλοκο σύστημα μεταφοράς της κίνησης από τον στρόφαλο προς την κεφαλή. Ήδη από τις αρχές του προηγούμενου αιώνα (δηλαδή μέχρι τον Πρώτο Π.Π.) είχαν δοκιμαστεί όλα τα ήδη μηχανικής κίνησης των βαλβίδων. Ωστήρια με τον εκκεντροφόρο στα κάρτερ, δίπλα από τον στρόφαλο, άξονας με ένα εκκεντροφόρο επικεφαλή και φυσικά αλυσίδα με έναν ή δύο επικεφαλείς εκκεντροφόρους.

Ακόμα και τα συστήματα Desmo είχαν χρησιμοποιηθεί από την Peugeot και την Mercedes-Benz σε αυτοκίνητα F1 του 1930. Τότε, το πρόβλημά τους ήταν η ποιότητα των ελατηρίων κλεισίματος των βαλβίδων, που τους εμπόδιζε να ανεβάσουν υψηλές στροφές με αξιοπιστία. Σήμερα που αυτό το πρόβλημα έχει λυθεί και υπάρχουν κινητήρες παραγωγής με όριο περιστροφής τις 20.000 στροφές (Honda CBR 2500 RR, Kawasaki ZXR 250RR), οι σχεδιαστές προσπαθούν να λύσουν το δεύτερο μεγάλο πρόβλημα των μηχανικών εκκεντροφόρων που είναι ο χρονισμός τους. Ο σταθερός χρονισμός των εκκεντροφόρων έχει άμεση σχέση με την απόδοση του κινητήρα σε ένα συγκεκριμένο φάσμα στροφών. Οι λεγόμενοι “άγριοι” εκκεντροφόροι δουλεύουν σωστά μόνο τις υψηλές στροφές και συνήθως απαιτούν πολύ σκληρά/ισχυρά ελατήρια επιστροφής των βαλβίδων. Εξαίρεση από τελεί το Desmo της Ducati που δεν έχει ελατήρια επιστροφής.

Οι πιο ήπιου χρονισμού εκκεντροφόροι, αποδίδουν καλύτερα σε χαμηλότερο φάσμα στροφών, προσφέροντας οικονομία καυσίμου, χαμηλότερους ρύπους και συνήθως περισσότερη ροπή. Μια λύση που χρησιμοποιείται τα τελευταία χρόνια είναι οι μεταβλητού χρονισμού εκκεντροφόροι (κυρίως εισαγωγής και πολύ σπάνια της εξαγωγής). Ακόμα και εδώ έχουμε δύο είδη: Τους συνεχώς μεταβαλλόμενους, όπου ένα ηλεκτρικό μοτέρ τοποθετημένο στην άκρη τους περιστρέφει το έκκεντρο που είναι οι εκκεντροφόροι και τους μεταβλητούς δύο σταδίων, όπου με την πίεση του λαδιού στο κύκλωμα του κινητήρα (όσο αυξάνονται οι στροφές τόσο μεγαλύτερη πίεση παρέχει η αντλία λαδιού) περιστρέφει ένα έκκεντρο στις άκρες των εκκεντροφόρων, μετατοπίζοντας έτσι την θέση τους.

Προσοχή εδώ! Τα απλά συστήματα Vtec, που απλώς απενεργοποιούν τα κοκοράκια (π.χ. Suzuki RF 400) μιας εκ των δύο βαλβίδων εισαγωγής/εξαγωγής δεν είναι συστήματα μεταβλητού χρονισμού. Όμως και πάλι αυτή η λύση είναι αρκετά περίπλοκη κατασκευαστικά και στην περίπτωση των μοτοσυκλετών, προσθέτουν μεγάλο όγκο και βάρος.

Αντιθέτως οι πνευματικές βαλβίδες, όχι μόνο δεν τραβάνε ενέργεια από τον κινητήρα, όχι μόνο μας δίνουν την δυνατότητα να αλλάζουμε διαρκώς των χρονισμό και το βύθισμά τους, αλλά ταυτόχρονα μπορούμε να καθοδηγούμε κάθε βαλβίδα ξεχωριστά και ανεξάρτητα από τις υπόλοιπες! Με άλλα λόγια, η αναπνοή και η εκπνοή του κινητήρα μπορούν να ρυθμιστούν με απόλυτη ακρίβεια σε όλο το φάσμα στροφών του κινητήρα και ταυτόχρονα μας δίνουν την δυνατότητα να αλλάζουμε τα χαρακτηριστικά απόδοσής του στιγμιαία, αναλόγως το φορτίο που του ασκούμε ή την δουλειά που θέλουμε να κάνει (π.χ. ανοιχτό ή κλειστό γκάζι, επιδόσεις ή οικονομία κ.τ.λ.).

Μέχρι σήμερα δεν είχε βγει στην παραγωγή κινητήρας με τέτοιου είδους σύστημα κίνησης των βαλβίδων, καθώς το κατασκευαστικό κόστος είναι ακόμα εξωπραγματικό, το σέρβις απαιτεί ακριβό εξοπλισμό και εξειδικευμένο προσωπικό και η αξιοπιστία του δεν έχει δοκιμαστεί σε πραγματικές συνθήκες.

Όμως από του χρόνου η Koenigsegg θα φτιάξει το πρώτο αυτοκίνητο παραγωγής στον κόσμο χωρίς εκκεντροφόρους και όποιος έχει 100.000 ευρώ μπορεί να πάρει από σήμερα την Aprilia RSV4RR-GP. Με τους νόμους για τις εκπομπές ρύπων να γίνονται ακόμα πιο σκληροί τα επόμενα χρόνια, είναι βέβαιο ότι οι πνευματικές βαλβίδες να εμφανιστούν  και σε λιγότερο εξωτικά αυτοκίνητα και μοτοσυκλέτες…       

Yamaha Performance Damper - Ένα σταμπιλιζατέρ για το πλαίσιο! [VIDEO]

Από τα αυτοκίνητα και τα snowmobile, τώρα και στις μοτοσυκλέτες
Yamaha σταμπιλαζατερ πλαισιου
Από τον

Αλέξανδρο Λαμπράκη

13/5/2024

Ξεκινώντας ως ιδέα πίσω στο 2000, σκοπός του Performance Damper ήταν να ελαττώσει τους κραδασμούς που περνούν από τις αναρτήσεις στο πλαίσιο, φέρνοντάς το πρώτα στα αυτοκίνητα το 2004, ενώ τώρα, όπως είδαμε στην ιστοσελίδα της ιαπωνικής Y’S Gear, η τεχνολογία αυτή φαίνεται ότι αρχίζει να βρίσκει εφαρμογή και στις μοτοσυκλέτες.

Με αφορμή τα δύο φαίρινγκ για το XSR 900 GP που στόχο έχουν να γαργαλήσουν το τμήμα του εγκεφάλου που σχετίζεται με το συναίσθημα της νοσταλγίας, μπήκαμε στον πειρασμό να περιηγηθούμε λίγο στο site της Y’S Gear, η οποία αποτελεί τον επίσημο έμπορο αξεσουάρ Yamaha για την Ιαπωνία. Εκεί, πέσαμε πάνω στο ιδιαίτερο Yamaha Performance Damper, ένα αξεσουάρ που για την ώρα δεν έχουμε δει κάπου αλλού, τουλάχιστον για τις μοτοσυκλέτες. Όπως καταλαβαίνετε, το ανήσυχο πνεύμα μας, δεν μας άφησε να το αφήσουμε να περάσει έτσι. Οπότε, το ψάξαμε λίγο περισσότερο.

Yamaha Performance Damper – Ένα σταμπιλιζατέρ για το πλαίσιο – [VIDEO]

Η ιστορία έχει τις ρίζες της στο μακρινό 1989, όταν η Yamaha ίδρυσε ένα ανεξάρτητο τμήμα ανάπτυξης και εξέλιξης πλαισίων, με στόχο την αρμονική συνεργασία της ραχοκοκαλιάς του κάθε οχήματος με τους ολοένα ισχυρότερους κινητήρες και τα όλο και καλύτερα ελαστικά. Το εργοστάσιο της Iwata είχε ξεκινήσει την ενασχόλησή του με τη βελτίωση των πλαισίων ακόμη πιο πριν, ήδη από το 1987, εισάγοντας την έννοια του “Deltabox” με την παρουσίαση του FZ750. Η  ιδέα, ωστόσο, για τη δημιουργία ενός συστήματος όπως το Performance Damper ήρθε σχεδόν δεκαπέντε αργότερα, στις αρχές του 21ου αιώνα. Το 2004, το Performance Damper βγήκε σε μαζική παραγωγή, κυρίως για τον χώρο των αυτοκινήτων. Στην συνέχεια, βρήκε το δρόμο του και στα snowmobile του ιαπωνικού εργοστασίου, ενώ όπως βλέπουμε τώρα, μπορεί να χρησιμοποιηθεί και στις μοτοσυκλέτες, μετρώντας ήδη 3 εκατομμύρια πωλήσεις.

Yamaha σταμπιλαζατερ πλαισιου

Αφορμή για τη δημιουργία του, σύμφωνα με τη Yamaha, στάθηκε η αλλαγή κατεύθυνσης, όσον αφορά την κατασκευή των πλαισίων. Αντί λοιπόν να επικεντρωθούν αποκλειστικά στην ακαμψία του, οι μηχανολόγοι της αποφάσισαν να ασχοληθούν και με τις στρεβλώσεις που προκαλούνται στο πλαίσιο, ανάλογα με τα φορτία που ασκούνται πάνω του. Όπως ήδη γνωρίζουμε, το πλαίσιο ενός οχήματος αναλαμβάνει περισσότερους από έναν ρόλους. Ένας από αυτούς είναι να λειτουργεί σαν ένα είδος ανάρτησης, φιλτράροντας ό,τι καταφέρνει να ξεφύγει από πιρούνια και αμορτισέρ. Ταυτόχρονα, όμως, το ατσάλι και το αλουμίνιο, δύο υλικά που χρησιμοποιούνται κατά κόρον στην μαζική παραγωγή κατασκευής πλαισίων, οφείλουν να έχουν και ένα ορισμένο ποσοστό ακαμψίας, προκειμένου να μην εμφανίζουν στρεβλώσεις στα διάφορα φορτία που τους ασκούνται. Επομένως, οι δυνατότητες απορρόφησης των κραδασμών, περιορίζονται.

Yamaha Performance Damper – Ένα σταμπιλιζατέρ για το πλαίσιο – [VIDEO]

Το Yamaha Performance Damper, αποτελεί τη λύση του εργοστασίου της Iwata, πάνω σε αυτό ακριβώς το ζήτημα. Ο τρόπος που δουλεύει, αλλά και η εμφάνισή του θυμίζει αρκετά το σταμπιλιζατέρ τιμονιού, το οποίο συναντάμε στις περισσότερες σύγχρονες μοτοσυκλέτες επιδόσεων. Ένα δοχείο χωρίζεται σε δύο τμήματα, ένα γεμάτο με λάδι και ένα με πεπιεσμένο άζωτο. Στο χώρο που υπάρχει το λάδι βρίσκουμε ένα έμβολο, το οποίο στο πίσω μέρος του έχει ελατήριο, για να εξισορροπεί τις αντιδράσεις του αζώτου, ενώ μία βαλβίδα πάνω στο έμβολο ρυθμίζει την απόκριση, ανάλογα με την ταχύτητα που κινείται το εκάστοτε όχημα. Σύμφωνα με τη Yamaha, το συγκεκριμένο σύστημα έχει τη δυνατότητα μικρομετρικών ρυθμίσεων, λειτουργώντας και στις χαμηλές ταχύτητες. Αυτό που καταφέρνει να κάνει στην ουσία, είναι να μειώσει τις ταλαντώσεις που περνάνε από τις ανωμαλίες του οδοστρώματος και τις δυνάμεις που ασκούνται κατά την επιτάχυνση, την επιβράδυνση και τις στροφές, στο πλαίσιο. Συνέπεια είναι η αυξημένη σταθερότητα του οχήματος.

Yamaha Performance Damper – Ένα σταμπιλιζατέρ για το πλαίσιο – [VIDEO]

Στην περίπτωση των αυτοκινήτων, όπως βλέπουμε, χρησιμοποιούνται δύο ράβδοι, μπροστά και πίσω, οι οποίες ενώνουν τα πλευρικά τμήματα του πλαισίου. Όπως δηλώνει η Yamaha, τα οφέλη είναι πολλά και έχουν να κάνουν με λιγότερους θορύβους να περνάνε στην καμπίνα, βελτιωμένη ακουστική εντός αυτής, χαμηλότερη παραγωγή θορύβου στο κλείσιμο της πόρτας, καλύτερη συμπεριφορά στις στροφές, και αυξημένη διάρκεια ζωής των ελαστικών. Τα δύο τελευταία είναι αυτά που μας απασχολούν και στις μοτοσυκλέτες, όπου όπως βλέπουμε μία πολύ μικρότερη σε μέγεθος μπάρα, σε σύγκριση με αυτή των τετράτροχων οχημάτων, τοποθετείται με δύο αντάπτορες στην μία από τις δύο πλευρές της μοτοσυκλέτας, περνώντας πάνω από την κεντρική δοκό του πλαισίου.

Yamaha Performance Damper – Ένα σταμπιλιζατέρ για το πλαίσιο – [VIDEO]

Προς το παρόν, στο site της Y’S Gear, βρίσκουμε ότι το συγκεκριμένο σύστημα είναι διαθέσιμο για πλήθος μοτοσυκλετών, που ανήκουν στην γκάμα της Yamaha. Απουσιάζει όμως από τον κατάλογο αξεσουάρ των μοντέλων που εξοπλίζονται με τον τετρακύλινδρο εν σειρά crossplane κινητήρα των 998 κυβικών. Ίσως το σταμπιλιζατέρ τιμονιού που ανήκει στον βασικό εξοπλισμό των YZF-R1 / SP και MT-10 να μην επιτρέπει την ταυτόχρονη χρήση του Performance Damper.

Η αλήθεια είναι ότι θέλουμε πολύ να δοκιμάσουμε την συγκεκριμένη τεχνολογία, ώστε να διαπιστώσουμε οι ίδιοι το κατά πόσο βελτιώνει την οδηγική εμπειρία σε μια μοτοσυκλέτα. Μέχρι στιγμής, όμως, η Yamaha Ευρώπης δεν προσφέρει το συγκεκριμένο αμορτισέρ, που σημαίνει ότι προς το παρόν πρέπει να ταξιδέψουμε μέχρι την Ιαπωνία και να βρούμε κάποια μοτοσυκλέτα που το έχει ήδη τοποθετημένο. Δύσκολο το εγχείρημα, επομένως περιμένουμε να δούμε αν και πότε το Performance Damper θα φτάσει και στα μέρη μας.

Yamaha Performance Damper – Ένα σταμπιλιζατέρ για το πλαίσιο – [VIDEO]

 

Ετικέτες