ΟΒΑΛ ΠΙΣΤΟΝΙΑ Ή V4;

Ducati, big bang, screamers… και τα άλλα
Από τον

Βασίλη Καραχάλιο

14/7/2017

Με αφορμή τις εικασίες σχετικά με τον χρονισμό που θα έχει ο νέος V4 της Ducati, θυμίζουμε μια παλιά ιστορία, όπου παρά λίγο η Ducati να φτιάξει μια δικύλινδρη NR με οβάλ πιστόνια φυσικά!

Η ιστορία αυτή έχει και Ducati και εντυπωσιακές εκρήξεις. Ξεκινάει το 2002, όταν η Ducati παρουσίαζε το τετρακύλινδρο χιλιάρι MotoGP της, σχεδιασμένο με επικεφαλής τον τεχνικό διευθυντή της Ducati Corse, τον Filippo Preziosi. Ο κινητήρας ονομάστηκε 'Desmosedici twin-pulse' και όπως εξηγούσε ο τότε επικεφαλής της Ducati Corse, ο Claudio Domenicali, παραλίγο να φτιάξουν έναν V2 με οβάλ πιστόνια! "Στα αρχικά στάδια, μελετήσαμε έναν δικύλιδρο με οβάλ πιστόνια, θεωρώντας τον ιδανική λύση σύμφωνα με τους κανονισμούς, αλλά περαιτέρω μελέτες μας έκαναν να αποφασίσουμε υπέρ ενός 'double twin'. Κι έτσι, σχεδιάσαμε έναν κινητήρα με τέσσερα κυκλικά πιστόνια, που χάρη σε μια ταυτόχρονη ανάφλεξη των κυλίνδρων ανά δύο, αναπαράγει τον κύκλο λειτουργίας ενός V2. Αυτός θα έχει παλμούς ισχύος big bang, οπότε το πίσω ελαστικό θα δουλεύει με έναν τρόπο που θα αυξάνει την διάρκεια ζωής του και θα βελτιώνει την αίσθηση του αναβάτη στις εξόδους των στροφών”, είχε πει τότε ο Domenicali.  

Απλουστευτικά, ένας τετρακύλινδρος big bang είναι ο κινητήρας όπου έχουμε ανάφλεξη σε όλους τους κυλίνδρους με πολύ μικρά διαστήματα μεταξύ τους (το πολύ ως 90 μοίρες), κι ένα μεγάλο διάστημα μέχρι να έχουμε πάλι ανάφλεξη σε κάθε κύλινδρο.

Από την άλλη, ένας screamer είναι αυτός που έχει ίσα διαστήματα ανάφλεξης μεταξύ των κυλίνδρων, και στην περίπτωση του τετρακύλινδρου, αυτά είναι κάθε 180 μοίρες.  

 

Σαφώς και οι κατασκευαστές έχουν πειραματιστεί με διάφορους χρονισμούς, οπότε κρατήστε πως κινητήρες με αναφλέξεις σε τακτά, ίσα διαστήματα τους αποκαλούμε screamer, ενώ όσους έχουν μαζεμένες τις αναφλέξεις και των τεσσάρων κυλίνδρων μέσα σε μικρό διάστημα και μετά ακολουθεί… ανάπαυση, τότε τον αποκαλούμε big bang. Yπάρχουν φυσικά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα στην κάθε διάταξη, κι ο κάθε κατασκευαστής επιλέγει ανάλογα με το αν θέλει ας πούμε δύναμη ψηλά, ή περισσότερη πρόσφυση και αίσθηση. Τα πάντα ήρθαν τα πάνω κάτω στα MotoGP όταν απλουστεύτηκαν τα ηλεκτρονικά, που με τα χρόνια είχαν εξελιχθεί για να καλύπτουν τα μειονεκτήματα και να ενισχύουν τα πλεονεκτήματα των κινητήρων.

Ας μην ξεχνάμε βέβαια πως τον crossplane στρόφαλο της Yamaha, που θα μπορούσε κανείς να τον αποκαλέσει “ημι-big bang” αλλά σίγουρα όχι screamer, αλλά και τον χρονισμό που είχε χρησιμοποιήσει η Ducati, όπου είχαμε αναφλέξεις ανά ζεύγη κυλίνδρων σε απόσταση 90 μοιρών, αλλά μετά περνούσαν 270 μοίρες χωρίς ούτε σπίθα. Οι πληροφορίες (διάβαζε, εικασίες με βάση τον ήχο) μιλούν για κάτι αντίστοιχο στην σημερινή Desmosedici GP17.

Ακριβή στοιχεία για τα διαστήματα ανάφλεξης των κινητήρων MotoGP δεν υπάρχουν, υποθέσεις πολλές. Όσο για τον νέο V4 της Ducati, τα μόνα σίγουρα αυτή τη στιγμή είναι τα λεγόμενα του Domenicali, που στην παρουσίαση της Panigale Last Edition στην Laguna Seca, ρωτήθηκε αν θα είναι big bang o νέος V4, και απάντησε πως “θα είναι κάτι μοναδικό” και πως “η απόδοση του κινητήρα θα μιμείται τον χαρακτήρα του V2”. Με βάση αυτά, είναι ασφαλές ένα συμπέρασμα πως ο νέος V4 θα έχει “χαρακτήρα” big bang (κάτι σαν τον “ημι-big bang” που περιγράψαμε παραπάνω), με μεγάλα διαστήματα… ανάπαυσης για το πίσω ελαστικό. Kαι κάπως έτσι, γίνονται και πάλι επίκαιρα τα λεγόμενα του Domenicali από το 2002! Υπομονή μέχρι το φθινόπωρο, και θα μας λυθούν όλες οι απορίες.

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.