Από τον

Μπάμπη Μέντη

22/8/2023

Στα έγγραφα με τις πατέντες που κατέθεσε η Suzuki για τον νέο τετρακύλινδρο κινητήρα του Hayabusa με σύστημα μεταβλητού χρονισμού βαλβίδων εισαγωγής αναφέρει ξεκάθαρα πως ο στόχος είναι: “high output, low fuel consumption, and low exhaust gas” δηλαδή αύξηση της ιπποδύναμης, μείωση της κατανάλωσης και μείωσης των εκπομπών ρύπων. Οι σχεδιαστές κινητήρων στις μέρες μας χρησιμοποιούν τα συστήματα VVT για να μεταβάλουν το χρονικό διάστημα που οι βαλβίδες εισαγωγής και οι βαλβίδες εξαγωγής είναι ταυτόχρονα ανοιχτές (overlap). Το overlap είναι υψίστης σημασίας για έναν ατμοσφαιρικό κινητήρα υψηλής απόδοσης, διότι όταν μετά την ολοκλήρωση της καύσης τα καυσαέρια φεύγουν προς τον αυλό εξαγωγής δημιουργούν πίσω τους υποπίεση. Ανοίγοντας την βαλβίδα εισαγωγής πριν κλείσει η βαλβίδα εξαγωγής, χρησιμοποιούμε αυτή την υποπίεση για να τραβήξουμε μέσα στο θάλαμο φρέσκο μείγμα αέρα/καυσίμου.   Στις υψηλές στροφές θέλουμε αυτό το χρονικό διάστημα να είναι όσο μεγαλύτερο γίνεται, ώστε η πλήρωση του θαλάμου καύσης να γίνεται με όσο μεγαλύτερο ποσότητα μείγματος μας επιτρέπει η σχεδίαση του θαλάμου καύσης.

Συνήθως όταν λέμε πως ένας κινητήρας έχει “άγριους” εκκεντροφόρους αναφερόμαστε σε εκκεντροφόρους όπου ο χρονισμός τους δημιουργεί μεγάλο overlap (σε κάποιες περιπτώσεις έχουν και μεγαλύτερο βύθισμα βαλβίδων).

Το πρόβλημα με τα μεγάλα διαστήματα overlap είναι στις χαμηλές στροφές, όπου η ταχύτητα ροής των καυσαερίων είναι μικρότερη, άρα και η υποπίεση που δημιουργούν πίσω τους είναι μικρότερης έντασης. Αν λοιπόν ανοίξεις νωρίς την βαλβίδα εισαγωγής και την αφήσεις ανοιχτή για μεγάλο χρονικό διάστημα, τότε μειώνεις ακόμα περισσότερο την υποπίεση και η ταχύτητα ροής του φρέσκου μείγματος προς τον θάλαμο καύσης μειώνεται ακόμα περισσότερο. Πριν τους ηλεκτρονικούς ψεκασμούς, οι κινητήρες με μεγάλο overlap είχαν ασταθές ρελαντί και οποιοδήποτε απότομο άνοιγμα του γκαζιού με λίγες στροφές τους προκαλούσε λόξιγκα. Με τους ηλεκτρονικά ελεγχόμενους ψεκασμούς το πρόβλημα λύθηκε εν μέρει, καθώς ρυθμίζουν με μεγαλύτερη ακρίβεια σε πραγματικό χρόνο την ποσότητα του καυσίμου, σταθεροποιώντας ως ένα βαθμό την καύση. Μόνο που σε αυτή την προσπάθεια να ομαλοποιήσει ο ηλεκτρονικός ψεκασμός τη λειτουργία του κινητήρα τη στιγμή που δυσκολεύεται να αναπνεύσει και να καταπιεί τις μπουκιές μείγματος αέρα/καυσίμου, αναγκάζεται να χρησιμοποιήσει περισσότερο καύσιμο και να δημιουργεί περισσότερους ρύπους στις χαμηλές και μεσαίες στροφές.

Εδώ είναι που τα συστήματα VVT μπορούν να μας βοηθήσουν. Αλλάζοντας τη χρονική στιγμή που ανοίγουν οι βαλβίδες εισαγωγής, μειώνουμε το overlap και δημιουργούμε συνθήκες που ομαλοποιούν την ροή του αέρα μέσα στο θάλαμο καύσης. Έτσι ο ψεκασμός δεν χρειάζεται να διορθώνει διαρκώς την ποσότητα καυσίμου, οπότε ο κινητήρας αποκτά ομαλή και καθαρή λειτουργία, άρα καταναλώνει λιγότερη βενζίνη και εκπέμπει λιγότερα καυσαέρια.

Η Suzuki ήδη χρησιμοποιεί σύστημα VVT από το 2017 στο GSX-R 1000R και είχε ένα αντίστοιχο σύστημα με το πρώτης γενιάς V-Tech της Honda (εκείνο απλώς απενεργοποιούσε τις δύο από τις τέσσερεις βαλβίδες, μετατρέποντας τον θάλαμο καύσης σε διβάλβιδο από τετραβάλβιδο στις χαμηλές στροφές) στα RF400R της ιαπωνικής αγοράς στις αρχές της δεκαετίας του ’90.