BMW: Πατέντες για χειρόφρενο ενσωματωμένο στον άξονα που πιθανόν θα φέρει immobilizer

Με τρεις διαφορετικούς τρόπους η δυνατότητα εφαρμογής
Θάνο Αμβρ. Φελούκα
Από τον

Θάνο Αμβρ. Φελούκα

19/10/2022

Η ιδέα του χειρόφρενου στις μοτοσυκλέτες δεν είναι νέα. Σύγχρονες μοτοσυκλέτες όπως το Honda Africa Twin στην έκδοση DCT, τα σκούτερ της BMW εκτός της σειράς των 400 κ. εκ. και πολλά ακόμη δίκυκλα με αυτόματη μετάδοση την χρησιμοποιούν. Ωστόσο στα προαναφερθέντα παραδείγματα πρόκειται ουσιαστικά για μία πρόσθετη δαγκάνα που με μηχανικό τρόπο πιάνει στο φρένο μετά από εντολή του αναβάτη.

Στην προκειμένη περίπτωση όμως οι πατέντες αφορούν ένα σύστημα το οποίο θα εφαρμόζει στον άξονα τελικής μετάδοσης, τον οποίο παραδοσιακά χρησιμοποιεί η BMW σε πολλά από τα μοντέλα της.

Η ιδέα προέρχεται από τον εργαζόμενο της εταιρείας, Thomas Ringholz. Σύμφωνα με αυτή ένα επιπλέον σύστημα πέδησης βρίσκεται τοποθετημένο στο σύστημα αρθρώσεων πίσω από τα γρανάζια μετάδοσης. Με τη χρήση σιαγώνων ή ενός ιμάντα πέδησης το σύστημα θα σφίγγει υδραυλικά πάνω στον άξονα αποτρέποντάς τον να κινηθεί. Η πρώτη σκέψη είναι πως δεν θα είναι δυνατή η ενεργοποίησή του κατά τη διάρκεια της οδήγησης, παρά μόνο όταν η μοτοσυκλέτα είναι σταθμευμένη.

Για ακόμη μεγαλύτερη ασφάλεια υπάρχει η πρόβλεψη να γίνεται η εμπλοκή του με την διαμεσολάβηση immobilizer, ενώ για την εφαρμογή του συστήματος υπάρχουν τρεις διαφορετικές επιλογές. Πρώτη στην λίστα είναι μηχανικά μέσω ντίζας και αντίστοιχης μανέτας στο τιμόνι. Με τον τρόπο αυτό ο αναβάτης θα μπορεί να το ενεργοποιήσει με αμεσότητα όταν παρκάρει και να το απενεργοποιήσει χωρίς να είναι απαραίτητο να γυρίσει τον διακόπτη. Καλό αυτό για τις περιπτώσεις που θέλεις να σπρώξεις την μοτοσυκλέτα ή να την μανουβράρεις μπρος-πίσω σβηστή. Η επόμενη λύση είναι ηλεκτρομαγνητικά, όπου ξανά η παρέμβαση του αναβάτη είναι αναγκαία, ώστε να δώσει την εντολή, αλλά σε αυτή την περίπτωση θα υπάρχει ένας σερβομηχανισμός που θα παρεμβάλλεται. Κάτι τέτοιο βέβαια προσθέτει βάρος και πολυπλοκότητα. Τρίτη και τελευταία λύση είναι η αυτόματη λειτουργία. Σε αυτή την περίπτωση το σύστημα θα μπλοκάρει τον άξονα αυτόματα μόλις η μοτοσυκλέτα παρκάρει και σταματήσει κάθε κινησή της, δίνοντας ένα μικρό χρονικό περιθώριο αντίστοιχο ίσως με τον χρόνο που παραμένουν ανοικτά τα φώτα ώστε ο αναβάτης να απομακρύνεται με ασφάλεια από το σημείο που την έχει παρκάρει.

Η αυτόματη λειτουργία που εμπλέκει τους αισθητήρες της μοτοσυκλέτας, μπορεί να αφαιρεί την ουσία της έννοιας «χειρόφρενο» από το σύστημα αλλά ανοίγει το παράθυρο και για άλλες χρήσεις, συνδυαστικά των συμβατικών φρένων, όπως σε περιπτώσεις που ανιχνεύεται έντονη πίεση στην μανέτα και υψηλή ταχύτητα με το σύστημα να αυξάνη την δύναμη των φρένων. Η μοτοσυκλέτα μπορεί να αποφασίζει τότε την εμπλοκή του συστήματος, σε συνδυασμό με την ECU που είναι σε θέση να αποφασίζει για το μέγεθος του φρένου κινητήρα, ενεργώντας απευθείας στο άνοιγμα των βαλβίδων ανεξάρτητα της γκαζιέρας και πάντα σε συνδυασμό με τις ρυθμίσεις του αναβάτη.

Μπορεί επίσης να γίνει ένα ένα πιο άμεσο hill assist για την βοήθεια του αναβάτη να ξεκινήσει σε έντονες ανωφέρειες, ενώ θα απενεργοποιείται με τη χρήση του γκαζιού, όπως ακριβώς συμβαίνει και τώρα που το βοήθημα αυτό είναι ένας απλός αλγόριθμος που παίρνει δεδομένα από την IMU και διατάζει το πίσω φρένο.

Επίσης μπορεί να χρησιμοποιηθεί σαν δικλείδα ασφαλείας σε περίπτωση που το αρθρωτό σύστημα του άξονα έχει κάποιο πρόβλημα, προκειμένου να αποφευχθεί ένα ενδεχόμενο ατύχημα.

Το πρώτο μοντέλο που είναι πιο πιθανό να έχει ένα τέτοιο σύστημα, είναι το R18. Αυτή τη στιγμή είναι η από τις βαρύτερες μοτοσυκλέτες στην γκάμα της BMW και με σημαντικά αποθέματα ροπής, κάνοντας το σύστημα αυτό να βρίσκει την πιο πρακτική εφαρμογή του ώστε να βοηθήσει τον αναβάτη, ειδικά σε ανισόπεδες επιφάνειες με έντονη κλίση. O εκτεθειμένος στην θέα άξονάς του κάνει τα πράγματα ακόμη πιο εύκολα για την τοποθέτηση του συστήματος. Πάνω σε αυτόν άλλωστε, μοιάζει να είναι βασισμένα τα σχέδια που το απεικονίζουν.

Δεν αποκλείεται αργότερα να δούμε κάτι αντίστοιχο και σε άλλα μοντέλα της BMW που λειτουργούν με άξονα τελικής μετάδοσης.

Λύσεις με αρθρωτό σύστημα πέδησης, χρησιμοποιούνται από τους Γερμανούς (και όχι μόνο) ήδη από τη δεκαετία του 1920 με χαρακτηριστικό παράδειγμα το BMW R 42. Ενώ εφαρμογή έχει δει και σε αγωνιστικές μοτοσυκλέτες της εταιρείας. Ωστόσο σε όλες τις παραπάνω περιπτώσεις δεν χρησιμοποιούνταν ως χειρόφρενο, αλλά ως το φρένο πέδησης με τη χρήση μοχλού στα δεξιά της μοτοσυκλέτας. Σε κάθε περίπτωση είναι κάτι που η BMW έχει δοκιμάσει στο παρελθόν και συγκεκριμένα για το R18 προσδίδει και μία νότα πιστότητας με την εποχή που πρεσβεύει.

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.