Πατέντα Yamaha με αυτοδιάγνωση πλαισίου!

Φωτίζεται και προειδοποιεί!
Από τον

Λάζαρο Μαυράκη

6/12/2019

Η Yamaha κατέθεσε πριν μερικές εβδομάδες μια πατέντα, που πραγματικά μοιάζει να έρχεται από ταινία επιστημονικής φαντασίας, η οποία αφορά ένα carbon πλαίσιο που… μελανιάζει όταν υποστεί ζημιά, ακόμη κι αν απλώς πέσει σταματημένο. Η συγκεκριμένη πατέντα θα μπορούσε να είναι το μέλλον για τα πλαίσια των μοτοσυκλετών, που ήδη βρίσκεται σε προχωρημένο στάδιο κάπου μέσα στα απόρρητα εργαστήρια του Iwata.

Οι μηχανολόγοι της Yamaha κατέθεσαν την πατέντα μέσα σε ένα πλαίσιο μυστικότητας και συγκάλυψης στο αντίστοιχο γραφείο στις Η.Π.Α., καθώς ο τίτλος της ήταν "όχημα που πλαγιάζει" ώστε να μην προσελκύσουν την προσοχή πάνω στο project που δουλεύουν, αλλά από την στιγμή που αποκαλύφθηκε από τα αμερικανικά μέσα, οι λεπτομέρειες που ήρθαν στην επιφάνεια μας άφησαν πραγματικά με το στόμα ανοιχτό.

Στα έγγραφα της πατέντας (των 29 σελίδων παρακαλώ!) απεικονίζεται ένα FJR1300 (το οποίο όπως είδαμε στην φετινή EICMA διανύει την τελευταία χρονιά της παραγωγής του, αλλά αυτή η πατέντα ίσως να αποτελεί κι ένα στοιχείο για την συνέχεια του μοντέλου) που διαθέτει πλαίσιο και υποπλαίσιο από ανθρακονήματα, με το τελευταίο να είναι αφαιρούμενο. Σύμφωνα με την Yamaha, στις μοτοσυκλέτες παραγωγής υπάρχουν θέματα με τις ελαστικότητες των πλαισίων, τα οποία πρέπει να έχουν ένα συγκεκριμένο ποσοστό ακαμψίας. Αυτό όμως σημαίνει ότι τόσο το πλαίσιο όσο και το υποπλαίσιο, μπορεί να πάθουν ζημιές όταν πέσει η μοτοσυκλέτα, ακόμη και σταματημένη, οι οποίες όμως δεν είναι πάντοτε ορατές κρύβοντας κινδύνους για τον αναβάτη. Η λύση στο συγκεκριμένο πρόβλημα, λοιπόν, βρίσκεται σε αυτό που έχει κατοχυρώσει η Yamaha.

Αρχικά, το carbon πλαίσιο διαθέτει εσωτερικά ένα ηλεκτρικό καλώδιο το οποίο έχει τοποθετηθεί κατά την διάρκεια της κατασκευής του. Αυτό το καλώδιο έχει ελαφρώς μικρότερη αντίσταση στην κρούση απ' ό,τι το ανθρακονημάτινο πλαίσιο και μόλις η μοτοσυκλέτα πέσει –ακόμη και με μηδενική ταχύτητα- το καλώδιο "τραυματίζεται" και στη συνέχεια στέλνει σήμα στην μονάδα ελέγχου ζημιών (DDCU, Damage Detection Control Unit). Στη συνέχεια, η DDCU ενημερώνει τον αναβάτη για την ζημιά στο πλαίσιο, καθώς όπως φαίνεται στα έγγραφα, η Yamaha έχει εστιάσει την προσοχή της σε ρωγμές και σπασίματα στο εσωτερικό του πλαισίου, όπου δεν είναι εύκολα ορατά αν δεν λύσεις ολόκληρη την μοτοσυκλέτα. Μέσα στην πατέντα περιγράφονται και μερικές εναλλακτικές επιλογές, όπως για παράδειγμα η χρήση οπτικής ίνας αντί καλωδίου, η οποία θα ελέγχει κι αυτή το πλαίσιο και το υποπλαίσιο.

Το σήμα που θα στέλνει όμως το καλώδιο –ή η οπτική ίνα- δεν θα είναι η μοναδική προειδοποίηση προς τον αναβάτη, καθώς και το χρώμα του πλαισίου θα αλλάζει, μέσω ενός ρελέ που θα είναι συνδεδεμένο με το καλώδιο μέσα στο πλαίσιο. Ουσιαστικά θα είναι κάτι σαν να… μελανιάζει η περιοχή η οποία έχει υποστεί τη ζημιά. Επιπλέον, υπάρχει και μια ακόμη πρόταση μέσα στην πατέντα, σχετικά με μία ειδική βαφή που θα είναι περασμένη στο πλαίσιο, η οποία θα εκπέμπει φως σε περίπτωση που πάθει ζημιά. Η ιδέα είναι, ολόκληρο το πλαίσιο να είναι περασμένο με αυτή την βαφή, έτσι ώστε όταν προκληθεί ζημιά, έστω και μικρή, στην εξωτερική επίστρωση, να επιτρέπει στο φως να περάσει ούτως ώστε να είναι εύκολα διακριτό το σημείο που έχει πρόβλημα. Μάλιστα, η Yamaha λέει πως αυτή η τελευταία επιλογή, έχει και το μικρότερο κόστος σε σύγκριση με τις παραπάνω.

Το ερώτημα βέβαια που τίθεται, είναι το πότε θα μπορούσε να περάσει μια τέτοια τεχνολογία στις μοτοσυκλέτες παραγωγής στις κανονικές συνθήκες. Δυστυχώς η απάντηση δεν είναι εύκολη. Πρόκειται για μια καινοτόμα και ριζοσπαστική λύση, χωρίς αντίστοιχο προηγούμενο, για ένα τέτοιους είδους ανθρακονημάτινο πλαίσιο και υποπλαίσιο σε μοτοσυκλέτα παραγωγής. Η εφαρμογή της θα μπορούσε να πάρει αρκετά χρόνια, αν ποτέ φτάσει στο στάδιο της παραγωγής, αλλά αποτελεί μια δυνατή ένδειξη σχετικά με τις τεχνολογίες του αύριο γενικότερα, και ειδικότερα την κατεύθυνση που έχει στρέψει την προσοχή της η Yamaha.

 

 

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.