BMW - Κατοχύρωσε πατέντα με προθάλαμο καύσης για τους κινητήρες της [VIDEO]

Τεχνολογία από τους diesel και τη Formula 1 στους κινητήρες βενζίνης της βαυαρικής εταιρείας
BMW κινητήρας με προθάλαμο καύσης
Από τον

Θοδωρή Ξύδη

3/9/2024

Η BMW συνεχίζει να εξελίσσει κινητήρες εσωτερικής καύσης και σκοπεύει να το κάνει αυτό και στο μέλλον, θέλοντας παράλληλα να εισάγει τεχνολογίες που θα μπορούσαν να παρατείνουν τη ζωή τους.

Παρά τις "αναποδιές" και την επιβράδυνση στις πωλήσεις των αμιγώς ηλεκτρικών αυτοκινήτων στην Ευρώπη τον τελυταίο χρόνο, το μέλλον των τεσσάρων -και δύο- τροχών εξακολουθεί να διαγράφεται ηλεκτρικό στη Γηραιά Ήπειρο, τη στιγμή που κάποιοι κατασκευαστές προσπαθούν να κρατήσουν στη ζωή τον κινητήρα εσωτερικής καύσης με τη χρήση μη ορυκτών καυσίμων αλλά και με τη βελτίωση της συνολικής του απόδοσης.

Σε αυτούς τους κατασκευαστές ανήκει και το BMW Group, που κατέθεσε στις αρχές τουπερασμένου Αυγούστου μια νέα πατέντα προς κατοχύρωση στη Γερμανία, η οποία βελτιώνει θεωρητικά σε σημαντικό βαθμό την θερμοδυναμική απόδοση του κινητήρα βενζίνης, κάτι που αποδεικνύεται και στην πράξη αφού η ίδια τεχνολογία χρησιμοποιείται και στα μονοθεσια της Formula 1, τα οποία τα τελευταία χρόνια χρησιμοποιούν υβριδικά συστήματα κίνησης.

BMW κινητήρας με προθάλαμο καύσης

Οι Βαυαροί και συγκεκριμένα η BMW -όχι η BMW Motorrad- κατέθεσαν προς κατοχύρωση μια πατέντα που απεικονίζει κεφαλή κινητήρα με προθάλαμο καύσης παρόμοιο με εκείνον που χρησιμοποιούσαν και οι diesel κινητήρες έως τα τέλη περίπου της 10τετίας του '80.

Σε αυτόν τον κινητήρα το καύσιμο μίγμα ψεκάζεται αρχικά σε έναν μικρό θάλαμο που βρίσκεται ακριβώς πάνω από τον κυρίως θάλαμο καύσης και εκεί γίνεται η ανάφλεξη από σπινθήρα που δημιούργείται με μπουζί. Μετά την ανάφλεξη το μίγμα περνά στον κυρίως θάλαμο καύσης μέσα από οπές που φροντίζουν για την ομοιόμορφη κατανομή του μετώπου της φλόγας σε όλοκληρο τον κύλινδρο.

Το πλούσιο μίγμα που αναφλέγεται στον προθάλαμο είναι μόνο το 5-10% επί του συνόλου με το υπόλοιπο -πιο φτωχό- να ψεκάζεται από άλλο μπεκ απευθείας στον κύλινδρο. Αυτό επιτρέπει την πιο ομοιογενή και ελεγχόμενη καύση ολόκληρου του μίγματος, την αύξηση της θερμοδυναμικής απόδοσης, τη μείωση της κατανάλωσης και κατά συνέπεια και τη μείωση των εκπεμπόμενων ρύπων. 

BMW κινητήρας με προθάλαμο καύσης

Θεωρητικά το σύστημα θα μπoρούσε να δουλέψει και με υδρογόνο αντί βενζίνης εξαλείφοντας έτσι εντελώς τους εκπεμπόνεους ρύπους, ενώ αν και κάνει έναν κινητήρα βαρύτερο θα μπορούσε να εφαρμοστεί και σε κινητήρες μοτοσυκλέτας.

Δείτε στο ακόλουθο video και τη λύση που παρουσίασε η Mahle πριν από μερικά χρόνια όπου και εδώ αξιοποιείται ο προθάλαμος καύσης.

Yamaha: Πατέντα για εξάτμιση που λειτουργεί ως jet-αεροτομή

Aλλαγή κατεύθυνσης και πίεσης καυσαερίων μέσω πεταλούδας - Για τη βελτίωση της συμπεριφοράς
yamaha
Από τον

Παύλο Καρατζά

5/12/2025

Η Yamaha έχει υποβάλει δύο νέες αιτήσεις για πατέντες στην Ιαπωνία, οι οποίες δείχνουν ότι διερευνά τις δυνατότητες χρήσης βαλβίδων στο εσωτερικό μιας εξάτμισης για την ανακατεύθυνση των καυσαερίων ώστε αυτά να λειτουργήσουν προς όφελος της συμπεριφοράς και των επιδόσεων καθώς βγαίνουν από το τελικό.

Τα διπλώματα ευρεσιτεχνίας που κατέθεσε η ιαπωνική εταιρεία "χρησιμοποιούν" ένα MT-07 για να παρουσιάσουν την ιδέα, κάτι που δεν λέει και πολλά από μόνο του για τη μοτοσυκλέτα που θα μπορούσε να χρησιμοποιεί το συγκεκριμένο σύστημα. Υπάρχουν δύο διαφορετικές πατέντες, η μία με σκοπό να δείξει πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί η εξάτμιση για τη μείωση της ανύψωσης του εμπρός τροχού και τη βελτίωση της επιτάχυνσης, και η άλλη με έμφαση στη συμπεριφοράς της μοτοσυκλέτας στις στροφές.

yamaha

Και οι δύο πατέντες χρησιμοποιούν πεταλούδες στο εσωτερικό της εξάτμισης για να ανακατευθύνουν τη ροή των καυσαερίων. Στην έκδοση του συστήματος που θέλει να αποτρέψει τη σούζα, η εξάτμιση χωρίζεται σε δύο μέρη: ένα μεγαλύτερο, χαμηλά τοποθετημένο σωλήνα και ένα μικρότερο σωλήνα που βγαίνει από το κυρίως σώμα του τελικού και έχει κλίση προς τα πάνω. Ο πάνω σωλήνας είναι και εκείνος που λειτουργεί στην ουσία σαν anti-wheelie ωθώντας τα καυσαέρια προς τα πάνω για να κρατήσει τον εμπρός τροχό στο έδαφος.

Λογικά θα υπάρχει κάποια μικρή βελτίωση πίσω από αυτή τη θεωρία για να κρατηθεί ο εμπρός τροχός στο έδαφος ίσως και για αυτό μοτοσυκλέτες του MotoGP και WSBK να έχουν εφαρμόσει την τεχνική αυτή, βέβαια εκεί γίνεται για πιο σημαντικούς λόγους που έχουν να κάνουν τόσο με τη βελτίωση της αεροδυναμικής, όσο και με την κατανομή του βάρος και εξίσου σημαντικά με τη διαχείριση της θερμότητας που ελκύει το σύστημα εξαγωγής. Με αυτή τη πατέντα, η απόλυτη ισχύς θυσιάζεται για την πρόσφυση προς στιγμήν λόγω εκτροπής των καυσαερίων σε σωλήνα διαφορετικής διατομής και μόλις η ταχύτητα αυξηθεί η βαλβίδα κλείνει και τα καυσαέρια περνάνε πάλι από τον κάτω σωλήνα.

yamaha

Η έκδοση του συστήματος που εστιάζει στις στροφές είναι παρόμοια ως προς την ιδέα όμως εγείρει ερωτήματα ως προς την λειτουργία της και την απόδοσή της. Αντί να κατευθύνει τα καυσαέρια σε μια υψηλότερη εξάτμιση που αποτρέπει τη σούζα, ωθεί τα καυσαέρια μέσω ενός στενού σωλήνα που βλέπει κατευθείαν προς τα κάτω όταν η μοτοσυκλέτα είναι όρθια. Όταν βρίσκεται όμως σε μεγάλη κλίση —και πάλι δεν μπορεί να χρησιμοποιήσει όλη την ισχύ του κινητήρα— τα καυσαέρια εκτρέπονται προς τον σωλήνα που "κοιτάζει" πλέον πλάγια και αυτό δεν βγάζει πολύ νόημα για το πώς θα βοηθήσει με την πρόσφυση του πίσω τροχού ή έστω με τη βελτίωση της κατευθυντικότητας της μοτοσυκλέτας. Για να βοηθούσε με την πρόσφυση του ελαστικού θα έπρεπε το "τζετ" να βρίσκεται προς τα πάνω με τη μοτοσυκλέτα πλαγιασμένη, όπως συνέβαινε και με τo σύστημα που εξέλισσε η ΚΤΜ και η Bosch, το οποίο όμως δεν πέρασε ποτέ στην παραγωγή.

Slip Mitigation System KTM

Μια δεύτερη, πιο σύνθετη εκδοχή της ιδέας προσθέτει δύο γωνιακές εξόδους που επιτρέπουν την κατεύθυνση των καυσαερίων προς τα αριστερά ή τα δεξιά, προσφέροντας μεγαλύτερη ώθηση στις στροφές, ακόμη και αν η κλίση δεν είναι τόσο μεγάλη.

yamaha

Αν και υπάρχουν δύο ξεχωριστά διπλώματα ευρεσιτεχνίας για τις εξατμίσεις κατά του wheelie και για τις στροφές, ο τελικός στόχος είναι να συνδυαστούν τα πλεονεκτήματα και των δύο σε ένα σύστημα πολλαπλών εξόδων με διάφορες βαλβίδες για την ανακατεύθυνση των καυσαερίων.

Τα οφέλη μπορεί να είναι μικρά σε μοτοσυκλέτες δρόμου, αλλά σε αγώνες όπου κάθε λεπτομέρεια μετράει, ίσως και να είναι σημαντικά, ειδικά με τους μελλοντικούς κανόνες σε MotoGP και WSBK που θα περιορίσουν τα σταθερά αεροδυναμικά βοηθήματα, τα οποία γίνονται όλο και μεγαλύτερα.