Άμεσος ψεκασμός από την Honda: Γιατί είναι κακή ιδέα

Τα προβλήματα που δημιούργησε και η λύση τους
Μπάμπη Μέντη
Από τον

Μπάμπη Μέντη

29/8/2019

Τα σχέδια μιας πατέντας της Honda που δείχνει έναν νέο εν σειρά κινητήρα (οι δημοσιογραφικές εικασίες θέλουν να είναι για τα μελλοντικά Africa Twin 850-1100cc) έχουν δημιουργήσει μια μικρή αναστάτωση, διότι φαίνεται ξεκάθαρα το σύστημα τροφοδοσίας άμεσου ψεκασμού, καθώς επίσης και οι διπλοί εκκεντροφόροι με ενδιάμεσα κοκκοράκια στη θέση του μονού Unicam που έχει ο σημερινός κινητήρας των Africa Twin.

Σε θεωρητικό επίπεδο ο άμεσος ψεκασμός (το μπεκ ψεκάζει μέσα στο θάλαμο καύσης) έχει μόνο πλεονεκτήματα, διότι προσφέρει μεγαλύτερη ακρίβεια στην τροφοδοσία του κινητήρα σε σχέση με τον έμμεσο ψεκασμό (το μπεκ - ή τα μπεκ στις superbike) με διπλά μπεκ ανά κύλινδρο - ψεκάζει στον αυλό εισαγωγής. Αυτή η ακρίβεια στην τροφοδοσία μειώνει την κατανάλωση καυσίμου – άρα και τις εκπομπές CO2 – και αυξάνει την απόδοση του κινητήρα. Για να δουλέψει σωστά όμως απαιτεί να έχει μια δική του αντλία πολύ υψηλής πίεσης (στην πατέντα της Honda παίρνει κίνηση από τον εκκεντροφόρο εξαγωγής) κάτι που προσθέτει περιπλοκότητα και δημιουργεί χωροταξικά προβλήματα.

Το καλό είναι πως η τεχνολογία του άμεσου ψεκασμού χρησιμοποιείται σε επίπεδο παραγωγής ήδη δέκα χρόνια από την αυτοκινητοβιομηχανία και η αξιοπιστία του είναι δοκιμασμένη. Επίσης αυτή η δεκαετής εξέλιξη στα αυτοκίνητα έχει κάνει τα συστήματα άμεσου ψεκασμού μικρότερα σε μέγεθος και πιο αποδοτικά. Τότε γιατί έχουμε αρνητική στάση απέναντι σε αυτή την ιδέα της Honda; Διότι στα σχέδια της πατέντας φαίνεται πως ο άμεσος ψεκασμός θα έχει μόνο ένα μπεκ μέσα στο θάλαμο καύσης κι αυτό ήταν το βασικό πρόβλημα που είχαν οι πρώτης γενιά κινητήρες άμεσου ψεκασμού στα αυτοκίνητα.

Όταν ο έμμεσος ψεκασμός ψεκάζει βενζίνη στον αυλό εισαγωγής, η βενζίνη καθαρίζει την βαλβίδα από τα κατάλοιπα της καύσης που συσσωρεύονται γύρω της. Όμως με τον άμεσο ψεκασμό η βενζίνη μπαίνει κατευθείαν στο θάλαμο καύσης, με αποτέλεσμα να μην καθαρίζει τα κατάλοιπα της καύσης και με το πέρασμα του χρόνου να μαζεύεται “κάρβουνο” γύρω και πίσω από τη βαλβίδα εισαγωγής. Το πρόβλημα αυτό λύθηκε από τις αυτοκινητοβιομηχανίες με την χρήση ενός δευτερεύοντος συστήματος έμμεσου ψεκασμού στον αυλό εισαγωγής, όπου ανά τακτά χρονικά διαστήματα ψεκάζει βενζίνη με σκοπό τον καθαρισμό των κατάλοιπων της καύσης γύρο και πίσω από τη βαλβίδα εισαγωγής. Στην πατέντα της Honda δεν φαίνεται να υπάρχει κάπου δεύτερο μπεκ στον αυλό εισαγωγής.

Μπορεί όμως να το βάλουν μέσα στο φιλτροκούτι ψεκάζοντας βενζίνη στην είσοδο του αυλού εισαγωγής όπως τα δευτερεύοντα μπεκ στα superbike με τους μεταβλητού μήκους αυλούς εισαγωγής. Σε αυτά τα σχέδια δεν φαίνεται το φιλτροκούτι, όποτε ελπίζουμε πως δεν θα ζήσουμε ως μοτοσυκλετιστές τις ιστορίες “ψεκαπνίσματος” κινητήρων που κατέκλεισαν τα αυτοκινητιστικά forum μόλις τα αυτοκίνητα με κινητήρες άμεσου ψεκασμού πρώτης γενιάς ξεπέρασαν τα 80.000 χιλιόμετρα στο οδόμετρό τους.  

       

Πατέντα Kawasaki για τροφοδοσία με υγροποιημένο υδρογόνο - Ο πεντακύλινδρος κινητήρας του H2 HySE

Οι Ιάπωνες επιμένουν πως το υδρογόνο είναι προτιμότερη λύση από τις μπαταρίες
kawasaki h2 hyse
Από τον

Σπύρο Τσαντήλα

27/4/2026

Σε ένα από τα ισχυρότερα αναχώματα στην προτεινόμενη λαίλαπα της βεβιασμένης Ηλεκτροκίνησης εξελίσσεται η χρήση υδρογόνου ως καύσιμο στους κινητήρες εσωτερικής καύσης και οι Ιάπωνες πρωτοπορούν στο θέμα αυτό, έχοντας στήσει εδώ και μερικά χρόνια την κοινοπραξία HySE με συμμετοχή των περισσότερων κατασκευαστών μοτοσυκλετών και αυτοκινήτων της χώρας.

Η Kawasaki είναι μια από τις πιο δραστήριες εταιρείες στον τομέα αυτόν, όσον αφορά στη Μοτοσυκλέτα τουλάχιστον, έχοντας ήδη παρουσιάσει το λειτουργικό πρωτότυπο H2 HySE που έκανε γύρους επίδειξης στις πίστες των Le Mans και Suzuka στα περιθώρια των αγώνων Endurance σε Γαλλία και Ιαπωνία πέρυσι.

kawasaki-h2-hyse

Αυτό το φουτουριστικό πρωτότυπο ωστόσο επιδεικνύει με μια ματιά το μεγαλύτερο πρόβλημα που αντιμετωπίζει η τεχνολογία υδρογόνου: την αποθήκευσή του. Οι γιγάντιες βαλίτσες του H2 HySE είναι απαραίτητες για να φιλοξενήσουν κάμποσα κάνιστρα υδρογόνου υπό πολύ υψηλή πίεση μα, ακόμη κι έτσι, η αυτονομία της μοτοσυκλέτας αυτής φέρεται να είναι ακόμη μη ανταγωνιστική συγκριτικά με μιας βενζινοκίνητης.

Η χρήση αερίου υδρογόνου έχει τα προβλήματά της, γι’ αυτό στο Akashi εξετάζουν ως λύση το υγροποιημένο υδρογόνο, καθώς έτσι θα μπορεί να χωρέσει περισσότερο στη μοτοσυκλέτα. Αυτό ακριβώς είναι και το αντικείμενο της πιο πρόσφατης ευρεσιτεχνίας που κατοχύρωσε η Kawasaki στην Ιαπωνία.

kawasaki-h2-hyse
Η ευρεσιτεχνία της Kawasaki μπορεί να εφαρμοστεί σε διάφορους τύπους κινητήρων, όπως λ.χ. σε έναν V8 που θα μοιάζει με V10

Στο σχέδιο βλέπουμε έναν κινητήρα που μοιάζει πεντακύλινδρος σε σειρά, ωστόσο στην πραγματικότητα είναι τετρακύλινδρος – ως ήταν εξαρχής ο κινητήρας του H2 HySE με τον υπερσυμπιεστή. Μόνο που ο ακριανός κύλινδρος στη δεξιά πλευρά του κινητήρα δεν λειτουργεί όπως οι υπόλοιποι τέσσερεις και αντί να ωθεί τον στρόφαλο, παίρνει κίνηση απ’ αυτόν για να αντλήσει καύσιμο.

Εξηγούμαι αναλυτικότερα, γιατί τα νούμερα που συνοδεύουν την πατέντα της Kawasaki έχουν ιδιαίτερο τεχνικό ενδιαφέρον.

Στα χαρτιά, το υδρογόνο έχει μεγαλύτερη ενεργειακή πυκνότητα από τη βενζίνη ανά μονάδα μάζας. Αυτό σημαίνει πως ένα κιλό υδρογόνου έχει περίπου τριπλάσια αποθηκευμένη ενέργεια από ένα κιλό βενζίνης. Αν όμως μιλήσουμε για ενέργεια ανά μονάδα όγκου, τότε η κατάσταση αντιστρέφεται ραγδαία, καθώς στον ίδιο όγκο η (υγρή) βενζίνη έχει ασύγκριτα περισσότερη ενέργεια από το (αέριο) υδρογόνο. Ενδεικτικά, αναφέρει πως ακόμη κι αν συμπιέσουμε το υδρογόνο στα 700 bar (πάνω από 10.000 psi), στο ίδιο όγκο η βενζίνη έχει εξαπλάσια ενέργεια αποθηκευμένη.

kawasaki-h2-hyse

Και το πρόβλημα στη μοτοσυκλέτα είναι πως ο δεσμευτικός παράγοντας δεν είναι τόσο το βάρος, όσο ο διαθέσιμος χώρος για αποθήκευση του υδρογόνου, δηλαδή ο όγκος.

Η ιδέα της Kawasaki είναι προφανέστατη: το υγροποιημένο υδρογόνο απαιτεί πολύ μικρότερο όγκο για την αποθήκευσή του, άρα θα μπορούμε να φορτώσουμε μεγαλύτερη ποσότητα στη μοτοσυκλέτα χωρίς να απαιτεί βαλίτσες σε μέγεθος μικρής καλύβας. Μόνο που δεν είναι τόσο απλό το θέμα.

Το υγροποιημένο υδρογόνο έχει τα δικά του προβλήματα. Πρώτον, πρέπει να διατηρείται σε εξαιρετικά χαμηλή θερμοκρασία για να μην εξαερωθεί, άρα το δοχείο αποθήκευσής του θα πρέπει να είναι άριστα μονωμένο για να διατηρεί το υδρογόνο σε υγρή φάση.

​ kawasaki h2 hyse
Στο σχέδιο της Kawasaki το υγρό υδρογόνο ψεκάζεται μέσω δύο μπεκ τόσο απευθείας στον θάλαμο καύσης (29) όσο και στην εισαγωγή του αέρα (28)

Μετά προκύπτει ένα θέμα με την πίεση που δεν θα έχουμε πλέον στο δοχείο του. Στα 700 και 1000 bar, μόλις ανοίξει δίοδος στο κύκλωμα τροφοδοσίας το αέριο θα εκτοξευτεί με μεγάλη πίεση. Δεν θα συμβεί το ίδιο με το υγρό όμως, οπότε τώρα χρειαζόμαστε τρόμπες για να δημιουργήσουν την απαιτούμενη πίεση στη γραμμή τροφοδοσίας.

Η προτεινόμενη λύση της Kawasaki στο θέμα είναι ένα δίδυμο από αντλίες, μια παραδοσιακή σαν αυτή που έχουν οι περισσότεροι κινητήρες της αγοράς ήδη για τη βενζίνη και μια δεύτερη την οποία στα σχέδια των Ιαπώνων υποδύεται το πέμπτο πιστόνι στον τετρακύλινδρο κινητήρα. Η Kawasaki λέει πως αυτός ο έξτρα κύλινδρος μπορεί να δημιουργήσει πίεση τουλάχιστον 1500 psi για να οδηγήσει το υγρό υδρογόνο στον θάλαμο καύσης.

Τα παραπάνω προφανώς και δεν λύνουν όλα τα ζητήματα της Υδρογονοκίνησης, αλλά αν μη τι άλλο δείχνουν πως οι Ιάπωνες επιμένουν πολύ ζεστά στο θέμα. Η Kawasaki μάλιστα δείχνει πολύ πρόθυμη να αναλάβει ρόλο πρωτοπόρου, καθώς εκτός από τη μοτοσυκλέτα κι ένα UTV που θα φορέσει τον ίδιο κινητήρα, έχει αναλάβει να εξελίξει ένα πλοίο ειδικά σχεδιασμένο για τη μεταφορά υγροποιημένου υδρογόνου, το οποίο υπολογίζεται να έχει ολοκληρωθεί ως το τέλος του 2026.

​ kawasaki h2 hyse

Αυτή τη στιγμή πάντως δεν είμαστε ακόμη κοντά στο σημείο που το υδρογόνο μπορεί να αντικαταστήσει το πετρέλαιο και τη βενζίνη στις μεταφορές, ειδικά όταν βάλουμε στην εξίσωση και όλους τους χωροταξικούς περιορισμούς που ισχύουν στα δίκυκλα. Πλησιάζουμε όμως και η δουλειά που κάνει η κοινοπραξία HySE βρίσκεται στην πρώτη γραμμή τεχνολογικής καινοτομίας.

Μετά, θα απομένει το πιο δύσκολο βήμα απ’ όλα: το δίκτυο ανεφοδιασμού, το πρόβλημα που πια ξεφεύγει από τον έλεγχο των εργοστασίων και της επιστήμης για να κυλιστεί στη λάσπη πολιτικών και επιχειρηματικών λογικών.