Η νέα μέθοδος εξελασμένων αλουμινένιων τροχών της Yamaha

Τεχνολογία που θα δούμε σε πολλά νέα μοντέλα
Από τον

Λάζαρο Μαυράκη

3/12/2021

Εξελιγμένη για το καινούργιο MT-09 του 2021, η μέθοδος για τους εξελασμένους τροχούς της Yamaha, αποτελεί μια καινοτομία στην προσπάθεια μείωσης του βάρους κατά την διάρκεια της κατασκευής. Ένας από τους κύριους παράγοντες που οδήγησαν στην εξέλιξη και την εφαρμογή της συγκεκριμένης μεθόδου για πρώτη φορά στον κόσμο σε μαζικής παραγωγής μοτοσυκέτα, ήταν η δημιουργία ενός ειδικού κράματος αλουμινίου ειδικά για αυτή την μέθοδο, από το τμήμα έρευνας υλικών του εργοστασίου.

Ένα μέλος του τμήματος με εξειδίκευση στο αλουμίνιο, ο οποίος έπαιξε βασικό ρόλο στην εξέλιξη και την δημιουργία των πανάλαφρων τροχών του ΜΤ-09, είναι η Kahori Oshima, η οποία εξηγεί και τις προκλήσεις που αντιμετώπισε στην όλη διαδικασία.

"Η αλλαγή μερικών μόνων παραμέτρων μπορεί να μεταβάλλει εντελώς το πώς αντιδρά το αλουμίνιο ή την "προσωπικότητά" του", λέει η Oshima, η οποία μιλάει προσδίδοντας μια ανθρώπινη προσωπικότητα στο υλικό. "Μπορεί μερικές φορές να είναι ευαίσθητο χωρίς να αφήνει κανένα περιθώριο για μετατροπές". Παρά όμως αυτήν την ιδιαίτερη "προσωπικότητα", το αλουμίνιο είναι ένα από τα βασικά υλικά στην κατασκευή μοτοσυκλετών, και όχι μόνο.

Γι' αυτό το λόγο η Oshima αποτελεί ένα "κεφάλαιο" για την Yamaha, με τον Υπεύθυνο του τμήματος να την παρομοιάζει σαν μία "μπάργουμαν για αλουμίνια", με την Yamaha να εξυμνεί την ικανότητά της να φτιάχνει τέτοιου είδους κοκτέιλ.

Πέρα από αυτό όμως, ενώ αναφερόμαστε στο υλικό γενικά ως αλουμίνιο, οι απαιτήσεις που υπάρχουν από το συγκεκριμένο υλικό μπορεί να διαφέρουν πάρα πολύ, ανάλογα με το προϊόν, το πού θα χρησιμοποιηθεί το κάθε εξάρτημα, αλλά και την μέθοδο μηχανουργικής κατεργασίας που χρησιμοποιείται. Η Yamaha έχει έναν μεγάλο… τσελεμεντέ με ανάλογες "συνταγές" που έχουν δημιουργηθεί όλα αυτά τα χρόνια από το αντίστοιχο τμήμα του εργοστασίου και πάνω σε αυτό χτίζονται και οι νέες.

Όπως αναφέρει η Oshima στις δηλώσεις της, η Yamaha έχει ως αρχή της να είναι πάντα πρωτοπόρος σε ό,τι αφορά το αλουμίνιο και αυτό έχει να κάνει με το γεγονός ότι όλες οι εξιλάσεις γίνονται μέσα στο εργοστάσιο από την απαρχή της δημιουργίας του.

Για να "δουλευτεί" το αλουμίνιο απαιτούνται ο εξαιρετικά προσεκτικός έλεγχος της θερμοκρασίας του λιωμένου υλικού, η μίξη του "μυστικού" χαρμανιού από επιπλέον στοιχεία και η θερμική κατεργασία του διαμορφωμένου κομματιού για το φινίρισμα. Ο ρόλος της Oshima ως ερευνήτρια, είναι να ανατρέξει στην εμπειρία και τις γνώσεις της για να προτείνει νέες ιδέες που θα αφορούν την ισορροπία ανάμεσα στην ακαμψία και τις ελαστικότητες, η οποία θα πρέπει να συνδυαστεί με την συνολική αντοχή, αλλά και την ωραία εξωτερική εμφάνιση…

Οι νέοι αλουμινένιοι τροχοί που έχουν τοποθετηθεί στο πιο πρόσφατο ΜΤ-09, έχουν κατασκευαστεί με την μέθοδο που αποτελεί την τελευταία ανακάλυψη της Oshima. Ένας από τους στόχους που έθεσαν στην Yamaha κατά την διάρκεια εξέλιξης του μοντέλου, ήταν η θεαματική μείωση του βάρους, βασιζόμενοι στην ιδέα πως αν αυξήσεις τα βασικά χαρακτηριστικά του αλουμινίου, θα προκύψουν νέες καινοτομίες.

Το τμήμα των μηχανολόγων και το τμήμα κατασκευής συμμετείχαν ενεργά στο project και δημιούργησαν ένα ειδικό κράμα αλουμινίου και μια ειδική διαδικασία θερμικής επεξεργασίας. Αυτός ο συνδυασμός έδωσε την δυνατότητα στο εργοστάσιο να προσφέρει τους πρώτους τροχούς μοτοσυκλέτας μαζικής παραγωγής με την μέθοδο της εξέλασης με ροή. Η Yamaha τους ονόμασε SinForged Wheels, όπου το πάχος της ζάντας είναι μόλις στα 2mm (σε σχέση με τα 3,5mm του προηγούμενου μοντέλου), ενώ η μείωση του βάρους και από τους δύο τροχούς (εμπρός-πίσω) είναι 700 γραμμάρια.

Για να δώσουμε μια εικόνα πως λειτουργεί η μέθοδος αυτή, φανταστείτε πως ξεκινάμε αρχικά από ένα χυτό κομμάτι που έχει τα βασικά χαρακτηριστικά (σχήμα και μπράτσα.) Στη συνέχεια το κομμάτι τοποθετείται πάνω σε έναν επίπεδο τροχό που γυρίζει πολύ γρήγορα, σαν να ήταν τόρνος. Όσο γυρίζει, μια πολύ δυνατή φλόγα ζεσταίνει το υλικό για να αποκτήσει ευκαμψία και ένας τύπου ρουλεμάν που βρίσκεται στο εσωτερικό του τροχού παίζει το ρόλο που θα έπαιζε το χέρι ενός αγγειοπλάστη στο κομμάτι του πηλού που περιστρέφεται, για να του δώσει το τελικό σχήμα. Αυτή η διαδικασία συμπιέζει και την δομή του υλικού για να αποκτήσει μεγαλύτερη αντοχή. Στο τέλος γίνεται το φινίρισμα και η τελική επεξεργασία, αλλά με πολύ λιγότερη πολυπλοκότητα σε σχέση με τους υπόλοιπους εξελασμένους τροχούς.

"Η πιο μεγάλη δυσκολία ήταν ότι δεν είχαμε σημείο αναφοράς για να συνεχίσουμε από εκεί. Χωρίς αυτό, δεν μπορούσαμε να καθορίσουμε τον στόχο μας, οπότε ήταν δύσκολο να φτιάξουμε ένα υλικό και παράλληλα να δημιουργήσουμε την κατάλληλη μέθοδο αξιολόγησης", λέει η Oshima. "Για παράδειγμα, αν λάβουμε υπόψιν μας μόνο την αντοχή, το αλουμίνιο δεν μπορεί να νικήσει το σίδερο. Αλλά από την άλλη, το αλουμίνιο έχει πλεονεκτήματα όπως το χαμηλότερο βάρος, δεν σκουριάζει, είναι εύκολη η κατεργασία του και είναι πιο όμορφο. Ακόμη και το "Monozukuri" μας (σ.σ. η ιαπωνική λέξη για την παραγωγή και τον τρόπο που γίνονται τα πράγματα) αλλάξει στο μέλλον, το αλουμίνιο θα παραμείνει μέσα στις επιλογές μας."

Το βέβαιο είναι πως η αρχή που έγινε με το ΜΤ-09 θα έχει και συνέχεια και σε άλλα μοντέλα της Yamaha. Τα οφέλη από το μικρότερο μη αναρτώμενο βάρος στην δημιουργία του γυροσκοπικού φαινομένου και κατ' επέκταση στην συμπεριφορά της μοτοσυκλέτας, αλλά και στην διατήρηση του κόστους χαμηλά καθώς είναι μια πιο φτηνή παραγωγική διαδικασία, αποτελεί ουσιαστικά μονόδρομο για την Yamaha.

H Yamaha έχει μεγάλη παράδοση στην χύτευση, από τα πλαίσια των πιάνων της Nippon Gakki Co. Ltd (η σημερινή Yamaha Corporation). Σε εκείνες τις τεχνικές βασίστηκε για να φτιάξει εξαρτήματα και τον κινητήρα για την πρώτη μοτοσυκλέτα της η Yamaha το 1955, το ΥΑ-1. Από τότε, η Yamaha έχει προχωρήσει με την χύτευση πάρα πολλών εξαρτημάτων, όχι μόνο για κινητήρες, αλλά για πλαίσια, για προϊόντα θαλάσσης, κινητήρες αυτοκινήτων κ.α. Είναι μάλιστα από τους λίγους κατασκευαστές μοτοσυκλετών στον κόσμο που κάνουν χύτευση μεγάλων και μικρών εξαρτημάτων μέσα στο ίδιο το εργοστάσιο.

Πέρα από την χύτευση αλουμινένιων τροχών σε κενό αέρα, η Yamaha έχει καταφέρει την χύτευση τροχών από μαγνήσιο σε μαζική παραγωγή για το YZF-R1 το 2015. Η διαδικασία της εξέλασης με ροή για την δημιουργία των SpinForged τροχών, χρησιμοποιείται ήδη στην κατασκευή τροχών για αυτοκίνητα, αλλά οι τροχοί των μοτοσυκλετών απαιτούν μια ωραία εμφάνιση και από τις δύο όψεις τους, γι' αυτό και η χρήση της συγκεκριμένης μεθόδου είχε αρκετά μεγάλες δυσκολίες.

Προκειμένου να ξεπεραστούν αυτές, η Yamaha επέλεξε με προσοχή το είδος του αλουμινίου, έκανε διαρκείς δοκιμές με διαφορετικούς συνδυασμούς κραμάτων, έτσι ώστε να πετύχει την σωστή αντοχή, ενώ μεγάλη μελέτη έγινε και για την θερμική κατεργασία.

Να θυμίσουμε ότι το συγκεκριμένο τμήμα του εργοστασίου της Yamaha έχει φέρει πολλές πρωτιές και καινοτομίες στην μοτοσυκλέτα, όπως η ελεγχόμενης πλήρωσης χύτευση (CF die-casting), μια τεχνολογία που δίνει την δυνατότητα μαζικής παραγωγής εξαρτημάτων με μεγάλο μέγεθος και λεπτού πάχους, όπως στους DiASil κυλίνδρους της εταιρείας.

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.