Μεταβαλλόμενος χρονισμός και από την Suzuki;

Από τον

Χρήστο Πατεράκη

8/4/2015

Και η Suzuki ετοιμάζεται να μπει στο συγκεκριμένο club, διαθέτοντας κινητήρα με μεταβαλλόμενο χρονισμό βαλβίδων. Πρόσφατα είδαμε την Ducati να εφαρμόζει στον νέο κινητήρα της Multistrada σύστημα που μεταβάλει τον χρονισμό των βαλβίδων, την διάρκεια που αυτές μένουν ανοικτές δηλαδή. Με την προσθήκη αυτής της διάταξης υπάρχει όφελος τόσο στην κατανάλωση, όσο και στις εκπομπές ρύπων, χωρίς μάλιστα αυτό να γίνεται σε βάρος της μέγιστης απόδοσης. Η πολυπλοκότητα και το κόστος κατασκευής βέβαια αυξάνεται, αλλά η μεταβολή του χρονισμού παραμένει ένα "τεχνολογικό όπλο" των κατασκευαστών ώστε να ακολουθήσουν τις προδιαγραφές Euro 4 χωρίς να θυσιαστούν οι αποδόσεις των κινητήρων τους. Άλλωστε, είναι μια τεχνολογία που χρησιμοποιείται ευρύτατα στους κινητήρες αυτοκινήτων δίνοντας μια εύκολη διαδρομή που μπορούν να ακολουθήσουν και οι κινητήρες των μοτοσυκλετών. Οι αρχικές εφαρμογές λογικά θα εμφανιστούν σε κινητήρες με "γήινα" περιθώρια περιστροφής και όχι στους τετρακύλινδρους των supersport των 15.000 στροφών. Ο μεταβλητός χρονισμός των βαλβίδων πάντως, δεν είναι κάτι καινούργιο που έρχεται για πρώτη φορά. Ακόμη και από την Suzuki έχουμε δει και οδηγήσει μοτοσυκλέτες της είκοσι χρόνια πριν.

Την "χρυσή" εποχή που ζήσαμε στην Ελλάδα με τις αθρόες εισαγωγές μεταχειρισμένων μοτοσυκλετών από την Ιαπωνία, ανάμεσά τους είχαν έρθει και GSF 400 Bandit VC και RF 400R VC. Tα ανάγλυφα γράμματα VC στην κεφαλή και το κόκκινο καπάκι της, υπογράμμιζαν την διαφορετικότητα του τετρακύλινδρου. Κάτω από αυτό, ο εκκεντροφόρος εισαγωγής είχε περισσότερα έκκεντρα από τους συμβατικούς και με δυο διαφορετικά προφίλ. Με ήπιο χρονισμό το πρώτο και με αγριότερο το δεύτερο, που αναλάμβανε να ανοίγει τις βαλβίδες περισσότερο – σε βύθισμα και διάρκεια – μετά τις 7.800 στροφές για να συνεχίσει μέχρι τις 13.000 που ανέβαζε. Τώρα, το σύστημα με τον μεταβαλλόμενο χρονισμό των βαλβίδων εμφανίζεται σε σχέδια που απεικονίζουν τον V2 που κινεί το νεώτερο V-Strom 1000, όπου τα όρια περιστροφής του είναι πολύ χαμηλότερα από του παλιού τετρακύλινδρου των 400 κυβικών. To νέο σύστημα είναι διαφορετικό από αυτό που είχε χρησιμοποιήσει η Suzuki στο παρελθόν, αφού η οδήγηση των βαλβίδων στον V2 γίνεται άμεσα από τους εκκεντροφόρους και όχι με ενδιάμεσα κοκοράκια όπως στον τετρακύλινδρο.

Όπως μαρτυρούν οι εξωτερικές σωληνώσεις στον V2 που καταλήγουν στους εκκεντροφόρους εισαγωγής σε κάθε κεφαλή, χρησιμοποιείται η πίεση του λιπαντικού για την λειτουργία του συστήματος. Μια βαλβίδα ελέγχου της πίεσης διακρίνεται στην κεφαλή του οριζόντιου κυλίνδρου και είναι αυτή που θα καθορίζει την ροή του λιπαντικού, που σκοπό έχει με την πίεσή του να μετατοπίζει τους εκκεντροφόρους αλλάζοντας τον χρονισμό των βαλβίδων. Η αλλαγή που θα φέρνει το σύστημα μεταβλητού χρονισμού είναι πολύ δύσκολο να αφορά και το βύθισμα των βαλβίδων, ενώ η δυνατότητα για εναλλαγή στην λειτουργία των βαλβίδων (δυο ή τέσσερις σε κάθε θάλαμο καύσης) είναι κάτι που δεν θα προκαλούσε έκπληξη και θα έδινε ένα βήμα τεχνολογικής πρωτοπορίας στην Suzuki. Γεγονός είναι ότι με το πέρασμα στον ηλεκτρονικό έλεγχο της τροφοδοσίας των κινητήρων και την ευρύτατη χρήση αισθητήρων που μετρούν με ακρίβεια και ταχύτητα πλήθος παραμέτρων, έχουν ανοίξει νέα πεδία εφαρμογών. Σε συνδυασμό μάλιστα με τις μηχανολογικές λύσεις που ποτέ δεν σταματούν να εξελίσσονται, μπορούν να κάνουν τους μελλοντικούς κινητήρες εσωτερικής καύσης των μοτοσυκλετών πιο προσαρμόσιμους, "καθαρούς" σε ρύπους, οικονομικότερους σε κατανάλωση, πιο πολύπλοκους και γιατί όχι ακόμη πιο ισχυρούς. Ένα από τα βήματα προς το μέλλον, όπως δείχνουν τα φαινόμενα, θα το δούμε από την Suzuki στον V2 του V-Strom 1000.


 

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.