Kawasaki: Yπετροφοδότηση και άμεσος ψεκασμός!

Υβριδικό σύστημα τροφοδοσίας
Από τον

Πάνο Καραβοκύρη

14/1/2020

Το καλοκαίρι που μας πέρασε είδαμε την Honda να καταθέτει πατέντες για την εξέλιξη ενός συστήματος άμεσου ψεκασμού (DI απ’ το Direct fuel Injection). Τότε είχαμε αναφέρει τους προβληματισμούς μας σχετικά με αυτό και μπορείτε να τους θυμηθείτε εδώ. Τώρα, η Kawasaki μπαίνει στο παιχνίδι συνδυάζοντας τον άμεσο ψεκασμό με την υπερτροφοδότηση. Το DI δεν αποτελεί κάποια καινοτομία στη μηχανολογία, καθώς υπάρχει στους κινητήρες των αυτοκινήτων πάνω από μια δεκαετία και έχει εξελιχθεί αρκετά. O άμεσος ψεκασμός βοηθά στο να μειωθούν οι κατανάλωση και εκπομπές CO2 (λόγω της λιγότερης ποσότητας καυσίμου που απαιτείται στο μείγμα), ενώ παράλληλα αυξάνονται και οι επιδόσεις του κινητήρα. Ωστόσο, τα πράγματα δεν ήταν ρόδινα απ’ την αρχή. Οι πρώτης γενιάς κινητήρες με σύστημα άμεσου ψεκασμού εμφάνιζαν πρόβλημα με κατάλοιπα καύσης να συγκεντρώνονται στις βαλβίδες εισαγωγής στα πρώτες 80.000 χιλιόμετρα της ζωής τους. Για την επίλυση αυτού του θέματος, οι εταιρείες πρόσθεσαν έναν δευτερεύον σύστημα συμβατικού ψεκασμού στον αυλό εισαγωγής, όπου ανά τακτά χρονικά διαστήματα ψέκαζε βενζίνη με σκοπό τον καθαρισμό γύρω και πίσω απ’ τις βαλβίδες εισαγωγής, αλλά και την ψύξη τους.

Το μπεκ συμβατικού ψεκασμού (75)

 

Τα σχέδια του άμεσου ψεκασμού της Kawasaki παρουσιάζονται πάνω σε δύο τετρακύλινδρους κινητήρες, έναν με υπερσυμπιεστή και έναν με χωρίς. Στις πατέντες φαίνεται ξεκάθαρα πως το εργοστάσιο από το Akashi εργάζεται στην εξέλιξη ενός σύγχρονου DI, το οποίο διαθέτει μπεκ και στον αυλό εισαγωγής, με αποτέλεσμα να αντιμετωπίζεται το πρόβλημα συγκέντρωσης καταλοίπων γύρω απ’ τις βαλβίδες εισαγωγής αλλά και να ψύχονται από το καύσιμο. Ωστόσο τα κατάλοιπα, δεν είναι ο μόνος λόγος που εστιάζει σε αυτό το σύστημα η Kawasaki. Οι Euro5 προδιαγραφές είναι ήδη σε ισχύ στις μοτοσυκλέτες και σε λίγα χρόνια όλες οι εταιρείες θα χρειαστεί να προσαρμόσουν τους κινητήρες τους στις Euro6 που είναι σε ισχύ ήδη στα αυτοκίνητα. Η εξέλιξη για την προσαρμογή των κινητήρων απαιτεί αρκετό χρόνο καθώς οι εταιρείες θα πρέπει να εστιάσουν και στην επίλυση των χωροταξικών θεμάτων που προκύπτουν, αφού στις μοτοσυκλέτες ο χώρος είναι πιο περιορισμένος συγκριτικά με τα αυτοκίνητα.

 

Το κάθε σύστημα έχει τα πλεονεκτήματά του και αυτό προσπαθεί να συνδυάσει η Kawasaki. Ο συμβατικόςψεκασμός, όπου τα μπεκ ψεκάζουν το καύσιμο στον αυλό εισαγωγής έχει τη δυνατότητα να ψύχει τον εισερχόμενο αέρα με αποτέλεσμα να αυξάνεται η πυκνότητά του και να εισάγεται περισσότερο οξυγόνο στο θάλαμο καύσης, και κατά συνέπεια να είναι αποδοτικότερη η καύση. Από την άλλη, το σύστημα άμεσου ψεκασμού, όπου τα μπεκ ψεκάζουν κατευθείαν μέσα στο θάλαμο καύσης έχει ως αποτέλεσμα να ψύχεται καλύτερα ο θάλαμος και να μην δημιουργείται η προανάφλεξη του μείγματος. Παράλληλα, η λειτουργία των tubro ή κινητήρων με υπερσυμπιεστή βελτιώνεται προσφέροντας περισσότερη δύναμη και χαμηλότερο ρίσκο εμφάνισης κάποιας βλάβης απ’ την προανάφλεξη.

Τα μπεκ του άμεσου ψεκασμού (80a) στοχεύουν στο κέντρο του θάλαμου καύσης

Το γεγονός πως ο άμεσος ψεκασμός δεν δίνει τον απαραίτητο χρόνο στη βενζίνη με τον αέρα να αναμειχθούν σωστά δημιουργώντας ένα ομοιογενές μείγμα θα μπορούσε να δημιουργήσει πρόβλημα, ιδίως στους πολύστροφους κινητήρες όπως αυτούς των μοτοσυκλετών. Ωστόσο, στην F1 χρησιμοποιούν ήδη DI και οι κινητήρες είναι πιο πολύστροφοι από αυτών των μοτοσυκλετών παραγωγής, άρα το πρόβλημα έχει ήδη λυθεί. Επίσης, τα αυτοκίνητα που διαθέτουν και τα δύο συστήματα ψεκασμού έχουν προγραμματιστεί ώστε να χρησιμοποιείται, ανά περίπτωση και φάσμα στροφών, το καταλληλότερο σύστημα, κάτι που θα ακολουθήσει λογικά και η Kawasaki. Ο συμβατικός ψεκασμός στα αυτοκίνητα χρησιμοποιείται κυρίως στις χαμηλομεσαίες στροφές, ενώ στην υψηλότερη μπάντα των στροφών, που αυξάνονται οι ανάγκες για περισσότερο καύσιμο, ενεργοποιείται ο άμεσος ψεκασμός.

Το σύστημα ψεκασμού της Kawasaki είναι παρόμοιας φιλοσοφίας με αυτό της Audi

 

Το μεγαλύτερο πρόβλημα που δημιουργείται ωστόσο είναι στην τροφοδοσία, που απαιτείται η χρήση μιας υψηλής πίεσης αντλίας βενζίνης για τα μπεκ άμεσου ψεκασμού. Η Kawasaki λύνει το θέμα εγκαθιστώντας μια αντλία, η οποία παίρνει κίνηση απ’ τον εκκεντροφόρο εξαγωγής και τροφοδοτεί αποκλειστικά τα μπεκ άμεσου ψεκασμού παρέχοντας την πίεση που χρειάζονται για να δουλέψουν σωστά.

Η προσέγγιση της Kawasaki δείχνει να έχει μελετηθεί σε βάθος, συγκριτικά με αυτή της Honda, καθώς συνδυάζει τα θετικά και από τα δύο συστήματα ψεκασμού. Ωστόσο, αυτό μπορεί να συνεπάγεται το αυξημένο κόστος συντήρησης. Το πότε θα υλοποιηθούν τα σχέδια της Kawasaki παραμένει άγνωστο, αλλά λογικά οι πατέντες δείχνουν πως το σύστημα βρίσκεται ήδη σε προχωρημένο στάδιο της εξέλιξής του.

Ετικέτες

Yamaha: Κατέθεσε πατέντα για ψαλίδι μεταβλητής γεωμετρίας

Ρυθμιζόμενο εν κινήσει ψαλίδι - Καλύτερη πρόσφυση και συμπεριφορά σε κάθε συνθήκη
Yamaha Swing Arm Patent
Από τον

Φίλιππο Σταυριδόπουλο

10/2/2026

Μέσα από μια νέα πατέντα, η Yamaha αποκαλύπτει μια ριζοσπαστική ιδέα όπου το ψαλίδι της μοτοσυκλέτας αλλάζει γεωμετρία ανάλογα με τις συνθήκες, προσαρμοζόμενο στις απαιτήσεις επιτάχυνσης, φρεναρίσματος και κλίσης.

Η γεωμετρία και η ακαμψία του ψαλιδιού αποτελούν έναν από τους πιο κρίσιμους τομείς στον σχεδιασμό πλαισίου, ειδικά στον κόσμο των αγώνων όπου κάθε χιλιοστό και κάθε βαθμός παραμόρφωσης μπορεί να μεταφραστεί σε χρόνο στην πίστα. Το πρόβλημα είναι ότι οι απαιτήσεις για μέγιστη ταχύτητα στα ευθύγραμμα τμήματα της πίστας συγκρούονται με εκείνες για σταθερότητα και αίσθηση στο μέσο της στροφής. Αυτό ακριβώς επιχειρεί να λύσει η Yamaha με την πατέντα ενός ψαλιδιού μεταβλητής γεωμετρίας.

Τα τελευταία χρόνια, τα MotoGP έχουν δείξει πόσο σημαντική μπορεί να είναι η αλλαγή στη γεωμετρία. Τα συστήματα ρύθμισης ύψους εμπρός και πίσω (ride height devices), που ξεκίνησαν ως απλές μηχανικές διατάξεις holeshot για τις εκκινήσεις, κλειδώνοντας προσωρινά τη μπροστινή ανάρτηση στη χαμηλή θέση της, χαμηλώνοντας έτσι το κέντρο βάρους της μοτοσυκλέτας και αποτρέποντας τις ανυψώσεις του εμπρός τροχού στα πρότυπα των συσκευών που χρησιμοποιούνται εδώ και χρόνια στoυς off-road αγώνες, εξελίχθηκαν σε ενεργοποιητές που χαμηλώνουν τη μοτοσυκλέτα στην έξοδο των στροφών, αυξάνοντας την πρόσφυση και περιορίζοντας τις σούζες. Παρότι τα μπροστινά συστήματα ride height απαγορεύτηκαν από το 2023 και όλα τα αντίστοιχα συστήματα θα απαγορευτούν πλήρως το 2027, η πατέντα της Yamaha δείχνει πού θα μπορούσε να φτάσει αυτή η τεχνολογία αν υπήρχε η σχετική ελευθερία.

Yamaha Swing Arm Patent

Πώς λειτουργεί το νέο σύστημα

Στις σημερινές μοτοσυκλέτες MotoGP, το πίσω σύστημα ride height λειτουργεί μέσω ενός υδραυλικού "άξονα" που αντικαθιστά έναν από τους συνδέσμους της ανάρτησης. Όταν ο αναβάτης χρησιμοποιήσει το σχετικό χειριστήριο στην επιτάχυνση, το σύστημα "κλειδώνει" το πίσω μέρος χαμηλά για μέγιστη πρόσφυση, ενώ στο φρενάρισμα απελευθερώνεται ώστε το πίσω μέρος να σηκωθεί ξανά για καλύτερη είσοδο στη στροφή.

Η Yamaha όμως προχωρά πολύ πιο πέρα. Στη νέα πατέντα, το υδραυλικά κινούμενο στοιχείο δεν βρίσκεται στους συνδέσμους της ανάρτησης, αλλά μέσα στο ίδιο το ψαλίδι. Το ψαλίδι χωρίζεται σε δύο τμήματα με μια άρθρωση στο κέντρο του. Το εμπρός τμήμα συνδέεται κανονικά με την ανάρτηση, ενώ το πίσω τμήμα, όπου και βρίσκεται ο τροχός, μπορεί να μετακινηθεί ανεξάρτητα πάνω ή κάτω μέσω του υδραυλικού μηχανισμού.

Το υδραυλικό στοιχείο ενεργοποιείται ωθώντας ένα έκκεντρο που αλλάζει το μήκος και τη γωνία του κάτω τμήματος του ψαλιδιού, επιτρέποντας στη γεωμετρία να μεταβάλλεται δυναμικά, με την περιστροφή γύρω από τον άξονα της άρθρωσης, ανάλογα με το αν η μοτοσυκλέτα επιταχύνει, στρίβει ή φρενάρει.

Yamaha Swing Arm Patent

Μακριά από τους αγώνες ή την παραγωγή

Σε αντίθεση με τα σημερινά συστήματα ride height, η πατέντα της Yamaha περιγράφει ένα σύστημα που ελέγχεται από ηλεκτρονικό ενεργοποιητή και αισθητήρες διαδρομής και φορτίου. Το σύστημα διαβάζει τι κάνει η μοτοσυκλέτα - αν δηλαδή επιταχύνει, αν βρίσκεται υπό κλίση ή αν επιβραδύνει - με την χρήση μιας αδρανειακής μονάδας ελέγχου (IMU) και προσαρμόζει ανάλογα τη γεωμετρία του ψαλιδιού σε πραγματικό χρόνο.

Αυτό το επίπεδο ηλεκτρονικού ελέγχου δεν είναι επιτρεπτό υπό τους τρέχοντες κανονισμούς των MotoGP (πόσο μάλλον του WSBK, που στηρίζεται σε μοντέλα παραγωγής), κάτι που δείχνει ότι η πατέντα δεν στοχεύει άμεσα σε αγωνιστική εφαρμογή, αλλά μάλλον σε πειραματική έρευνα και συλλογή δεδομένων. Η Yamaha προσπαθεί να κατανοήσει τα οφέλη μιας μοτοσυκλέτας αν το ψαλίδι της πάψει να είναι ένα στατικό εξάρτημα και γίνει ένα δυναμικά προσαρμοζόμενο στοιχείο.

Yamaha Swing Arm Patent

Η ίδια η πατέντα αναφέρεται επίσης στις δυνάμεις της αλυσίδας κατά την επιτάχυνση και την επιβράδυνση και στο πώς ένα τέτοιο σύστημα θα μπορούσε να τις εκμεταλλευτεί για βελτιστοποίηση της πρόσφυσης και της σταθερότητας.

Υπερβολικά πολύπλοκο; Σχεδόν σίγουρα. Όμως, ακόμη και αν δεν δούμε ποτέ ένα τέτοιο ψαλίδι σε αγωνιστική ή παραγωγής μοτοσυκλέτα, τα δεδομένα που μπορεί να συλλέξει η Yamaha από μια τέτοια ιδέα ίσως επηρεάσουν καθοριστικά τον τρόπο με τον οποίο θα σχεδιάζονται και θα εξελίσονται τα πλαίσια του μέλλοντος.