Νέα πατέντα Honda για VVT

Πιο σοφιστικέ σύστημα από το VTEC

Από τον

Λάζαρο Μαυράκη

10/1/2019

Ο μεταβλητός χρονισμός των βαλβίδων, είναι αναμφίβολα το trend της εποχής στην μοτοσυκλετιστική βιομηχανία και σε συνδυασμό με τις πιο αυστηρές προδιαγραφές των Euro5 που θα τεθούν σε εφαρμογή την επόμενη χρονιά, όλο και περισσότεροι κατασκευαστές στρέφονται προς αυτή την λύση. Η μέθοδος πάντως του μεταβλητού χρονισμού, δεν είναι κάτι καινούργιο στην τεχνολογία κινητήρων εσωτερικής καύσης, καθώς η φιλοσοφία της προσαρμογής του κύκλου των βαλβίδων σε συνάρτηση με τον ρυθμό περιστροφής του κινητήρα, είναι κάτι που έχει τις ρίζες του στην δεκαετία του 1920! Από τότε βέβαια χρειάστηκε να περάσουν σχεδόν 60 χρόνια για να αρχίσουν οι βιομηχανίες να επενδύουν πάνω στην συγκεκριμένη τεχνολογία, καθώς την δεκαετία του '80 άρχισε να μπαίνει σε εφαρμογή στα αυτοκίνητα. Για ιστορικούς λόγους να θυμίσουμε ότι το πρώτο αυτοκίνητο παραγωγής με μεταβλητό χρονισμό βαλβίδων, ήταν το Alfa Romeo Spider του 1980.
Γιατί όμως είναι τόσο σημαντικός ο μεταβλητός χρονισμός των βαλβίδων και ιδιαίτερα στις μέρες μας που οι προδιαγραφές γίνονται όλο και πιο αυστηρές; Οι κινητήρες υψηλής απόδοσης –όπως για παράδειγμα αυτοί των superbikes- βασίζονται στην απόδοση της μέγιστης ισχύος μέσα σε συγκεκριμένα όρια. Χωρίς την βοήθεια ενός υπερσυμπιεστή (όπως συμβαίνει στο Η2 της Kawasaki), αυτό μπορεί να επιτευχθεί με την αύξηση των στροφών. Εκεί πρέπει να αντιμετωπιστεί το θέμα του χρονισμού των βαλβίδων. Ένας κινητήρας που ανεβάζει πολλές στροφές χρειάζεται ένα μεγάλο overlap στις βαλβίδες (ο χρόνος δηλαδή που μένουν ανοιχτές ταυτόχρονα οι βαλβίδες εισαγωγής και εξαγωγής στο τέλος της φάσης της εκτόνωσης). Αυτό βοηθά στο να απομακρυνθούν τα καυσαέρια και ταυτόχρονα να γίνει η πλήρωση του θαλάμου με φρέσκο μείγμα. Το overlap λοιπόν αποδίδει εξαιρετικά στις υψηλές στροφές. Όταν όμως ο κινητήρας δουλεύει σε χαμηλές στροφές, αυτό το overlap μπορεί να επιτρέψει στο άκαυστο μείγμα να "δραπετεύσει" από τις βαλβίδες εξαγωγής πριν κλείσουν αυτές. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τις απώλειες στην απόδοση και τους αυξημένους ρύπους. Άρα είναι αναγκαίο ένα σύστημα που θα ρυθμίζει το overlap ανάλογα με το ρυθμό περιστροφής του κινητήρα.

H Honda εφάρμοσε την δική της προσέγγιση στα αυτοκίνητά της το 1989, το γνωστό VTEC που είχε να κάνει τόσο με τον χρονισμό, όσο και με το βύθισμα των βαλβίδων. Αυτό βέβαια δεν είχε σχέση με το VTEC που χρησιμοποίησε στις μοτοσυκλέτες, το οποίο ενεργοποιούσε ή απενεργοποιούσε σε ένα συγκεκριμένο ρυθμό περιστροφής ένα ζεύγος βαλβίδων. Με άλλα λόγια, μετέτρεπε τον κάθε κύλινδρο από διβάλβιδο σε τετραβάλβιδο.
Πριν από λίγες μέρες όμως, στις 3 Ιανουαρίου, η Honda κατέθεσε μία πατέντα που δείχνει ένα διαφορετικό σύστημα VVT που μοιάζει περισσότερο με το ShiftCam της BMW. Για να το περιγράψουμε απλά, ο κάθε κύλινδρος διαθέτει τέσσερις βαλβίδες, στις οποίες αντιστοιχούν δύο λοβοί των εκκεντροφόρων για κάθε μία από αυτές. Τα πιο ήπια έκκεντρα κινούν τις βαλβίδες στις χαμηλές στροφές, ενώ τα πιο "άγρια" αναλαμβάνουν δράση στους υψηλότερους ρυθμούς περιστροφής. Σε αντίθεση με το σύστημα της BMW που ουσιαστικά μετακινεί μόνο τους εκκεντροφόρους εισαγωγής, το VVT της Honda δρα και στους δύο εκκεντροφόρους (εισαγωγής/εξαγωγής). Κάθε εκκεντροφόρος έχει δύο άξονες (έναν εσωτερικό κι έναν εξωτερικό) με τα έκκεντρα να βρίσκονται πάνω στον εξωτερικό ο οποίος ολισθαίνει πάνω στον εσωτερικό άξονα. Η βασική διαφορά του συστήματος της Honda σε σχέση με αυτό που χρησιμοποιεί η BMW στον κινητήρα του S1000RR, είναι ότι αυτή η αρχιτεκτονική στην Honda είναι εφαρμοσμένη σε κάθε εκκεντροφόρο για κάθε κύλινδρο ξεχωριστά, ενώ η BMW το χρησιμοποιεί αυτό ανά ζεύγος κυλίνδρων.

Με δεδομένο λοιπόν ότι για να γίνει η μετάβαση από τον πιο ήπιο χρονισμό στον πιο άγριο θα πρέπει να συμβεί όταν οι βαλβίδες είναι κλειστές (που σε έναν τετρακύλινδρο εν σειρά πάντα μία εισαγωγής ή μία εξαγωγής είναι ανοιχτή κάθε στιγμή) καταλαβαίνουμε ότι το σύστημα της Honda έχει μεγαλύτερο "χρονικό παράθυρο" κι ευελιξία στο να κάνει την μετάβαση. Άλλη μια διαφορά είναι ότι το σύστημα που ενεργοποιεί την "ολίσθηση" στους εκκεντροφόρους της Honda είναι μεν πιο σοφιστικέ και πιο πολύπλοκο από της BMW, έχοντας όμως το πλεονέκτημα να μην μεγαλώνει τον όγκο που χρειάζεται το σύστημα.

Η πατέντα, όπως φαίνεται και από τα σκίτσα, αφορά έναν τετρακύλινδρο κινητήρα, για τον οποίο προς το παρόν μπορούμε μόνο να υποθέσουμε (με μια σχετική ασφάλεια), ότι αφορά το επόμενο CBR1000RR Fireblade που ευελπιστούμε να δούμε το 2020…

https://bit.ly/MOTO_669

Τεχνικά άρθρα

MotoGP: Είναι πολλά τα ντεσιμπέλ! Όλοι οι αναβάτες φορούν ωτοασπίδες - Ποια είναι η διαφορά τους

Εκκωφαντικός ήχος - Προηγμένες ωτοασπίδες που περιορίζουν χωρίς να κόβουν

Από τον

Παύλο Καρατζά

1/8/2025

Οι ισχυρότερες τετρακύλινδρες μοτοσυκλέτες που υπάρχουν στους αγώνες πλην ειδικών κατασκευών σε dragster κτλ, είναι για ένα χρόνο ακόμη στα MotoGP. Από κινητήρες 1.000 κυβικών, παρέχουν τεράστια ισχύ έως και 300 ίππων, φτάνουν σε ταχύτητες άνω των 350km/h και φυσικά παράγουν πολύ δυνατό παρότι μελωδικό ήχο που αγγίζει 130 ντεσιμπέλ. Η οδήγηση και η εργασία δίπλα τους απαιτεί τη χρήση ειδικών ωτοασπίδων για την πρόληψη μακροχρόνιας βλάβης της ακοής.

Καταλαβαίνουμε λοιπόν πως για τους αναβάτες, τους μηχανικούς και το λοιπό προσωπικό, η προστασία της ακοής στο MotoGP είναι ζωτικής σημασίας για τη μακροπρόθεσμη υγεία τους και την ικανότητά τους να επικεντρώνονται στην απόδοση στο υψηλότερο επίπεδο των αγώνων μοτοσυκλέτας. Οι ωτοασπίδες είναι επομένως ένα απαραίτητο εξάρτημα του εξοπλισμού στο MotoGP.

Η ένταση του ήχου των μοτοσυκλετών MotoGP

Για να το θέσουμε σε πλαίσιο, οι μοτοσυκλέτες MotoGP είναι πιο θορυβώδεις από τον ήχο που θα συναντούσατε σε ένα τυπικό νυχτερινό κέντρο διασκέδασης! Σε αντίθεση με τις μοτοσυκλέτες δρόμου, οι οποίες συχνά διαθέτουν σιγαστήρες εξάτμισης, οι μοτοσυκλέτες MotoGP είναι πρωτότυπα που έχουν κατασκευαστεί αποκλειστικά για αγώνες και έχουν ελάχιστους περιορισμούς όσον αφορά τον θόρυβο. Έχουν κατασκευαστεί για να πηγαίνουν γρήγορα και όχι για να είναι αθόρυβες, εκπέμποντας θόρυβο από τον κινητήρα και την εξάτμιση έως και 130 dB.

Ας ρίξουμε μια ματιά στον παρακάτω πίνακα για να κατανοήσουμε πόσο δυνατές είναι οι μοτοσυκλέτες MotoGP σε ντεσιμπέλ σε σύγκριση με άλλους γνωστούς ήχους:

Τύπος ήχου	Επίπεδο (dB)
Ήσυχη φυσική περιοχή χωρίς αέρα	20
Περιβάλλον γραφείου (χαμηλού θορύβου)	60–65
Ηλεκτρική σκούπα	75
Επίπεδο όπου η παρατεταμένη έκθεση μπορεί να προκαλέσει απώλεια ακοής	80–90
Ακουστικά με μουσική στο 5/10 της έντασης	95
Ήχος καραμπίνας ή εργαλεία διάτρησης τσιμέντου	120–130
MotoGP μοτοσυκλέτα	130
Κάτω από αεροσκάφος που προσγειώνεται σε απόσταση ~100 m	140

Φανταστείτε επίσης πως, ο ήχος μπορεί να γίνει ιδιαίτερα επώδυνος για ένα άτομο που ακούει τον θόρυβο των 125 ντεσιμπέλ και άνω, ενώ η παρατεταμένη έκθεση σε θόρυβο άνω των 85 dB μπορεί να βλάψει την ακοή του ανθρώπου. Ο Παγκόσμιος Οργανισμός Υγείας (WHO) δηλώνει ότι για θόρυβο 130dB - όπως μια μοτοσυκλέτα MotoGP - ο μέγιστος χρόνος ασφαλούς ακρόασης θα ήταν λιγότερο από ένα δευτερόλεπτο. Χωρίς προστασία, η έκθεση σε δυνατούς θορύβους μπορεί να οδηγήσει σε μόνιμη απώλεια ακοής ή εμβοές, καθώς και σε άλλα ακουστικά προβλήματα.

Ο συγκεκριμένος ρόλος των ωτοασπίδων στο MotoGP

Οι αναβάτες του MotoGP χρησιμοποιούν ωτοασπίδες υψηλής ποιότητας που είναι ειδικά διαμορφωμένες για το εσωτερικό των αυτιών τους, μειώνοντας σημαντικά την έκθεση στον θόρυβο κατά 20-30 dB. Οι αναβάτες τοποθετούν τις ωτοασπίδες τους πριν βγουν στην πίστα, ενώ τα κράνη που φορούν επίσης μειώνουν κάπως τον θόρυβο στον οποίο εκτίθενται.

Είναι σημαντικό για τους αναβάτες του MotoGP να είναι εξοπλισμένοι με ωτοασπίδες υψηλής ποιότητας που έχουν σχεδιαστεί ειδικά για αγώνες. Σε αντίθεση με τις τυπικές ωτοασπίδες που σβήνουν τους ήχους και παραμορφώνουν τον θόρυβο, οι αναβάτες χρησιμοποιούν ωτοασπίδες από σιλικόνη που προσφέρουν ασφαλή, εξατομικευμένη εφαρμογή που εγγυάται αποτελεσματική απομόνωση του θορύβου, χωρίς αλλοιώσεις. Οι αναβάτες βασίζονται σε συγκεκριμένους ήχους κατά τη διάρκεια ενός αγώνα, όπως η συχνότητα των κινητήρων τους όταν αλλάζουν ταχύτητα ή η εγγύτητα ενός άλλου αναβάτη/μοτοσυκλέτας που μπορεί να προσπαθεί να τους προσπεράσει.

Εκτός από την προστασία της ακοής από μακροπρόθεσμη άποψη υγείας, οι ωτοασπίδες των αναβατών MotoGP παίζουν επίσης θεμελιώδη ρόλο στη μείωση της πιθανής ψυχολογικής κόπωσης που προκαλείται από την απόδοση σε ένα συνεχώς θορυβώδες περιβάλλον. Όλοι γνωρίζουμε πώς είναι να προσπαθείς να συγκεντρωθείς σε μια εργασία ενώ κοντά σου υπάρχει έντονος θόρυβος. Είναι πραγματικά δύσκολο να συγκεντρωθείς χωρίς να αποσπάται η προσοχή σου.

Αν και μπορεί να υπάρχουν διαφορετικές προτιμήσεις όσον αφορά τη μάρκα, τα υλικά, τα ειδικά χαρακτηριστικά και την εφαρμογή των ωτοασπίδων, όλοι οι αναβάτες του MotoGP τις φορούν κάτω από τα κράνη τους.