Honda XL 750 Transalp εναντίον Suzuki V-Strom 800 DE: Ποιο έχει τον “καλύτερο” κινητήρα;

Ίδια συνταγή εντελώς διαφορετική φιλοσοφία σχεδιασμού
24/11/2022

Όταν τα λεφτά στις τσέπες λιγοστεύουν, τότε οι δικύλινδροι εν σειρά θριαμβεύουν! Τόσο μετά τον Β’ Παγκόσμιο Πόλεμο, όσο και τώρα, το κόστος κατασκευής και τα χρήματα που έχουν οι μοτοσυκλετιστές για την αγορά μιας καινούριας μοτοσυκλέτας αποκτούν κυρίαρχο ρόλο. Σε αυτό το περιβάλλον οικονομικής πίεσης προς τους κατασκευαστές και τους αγοραστές, ο δικύλινδρος εν σειρά έχει όλα τα πλεονεκτήματα με το μέρος του, διότι έχει ελάχιστα μεγαλύτερο κατασκευαστικό κόστος από έναν μονοκύλινδρο, είναι ελάχιστα μεγαλύτερος σε όγκο και βάρος από έναν μονοκύλινδρο και την ίδια στιγμή έχει απόδοση και ποιότητα λειτουργίας αντίστοιχη ενός V2. Αν μάλιστα του βάλεις στρόφαλο 270⁰, τότε ακούγεται σαν V2 και έχει το ίδιο πλεονέκτημα πρόσφυσης του πίσω τροχού με έναν V2 λόγω των μεγαλύτερων χρονικών κενών μεταξύ των αναφλέξεων σε σχέση με ένα δικύλινδρο εν σειρά με στρόφαλο 180⁰.  

Μέχρι τα 500 κυβικά, οι κατασκευαστές προτιμούν τους δικύλινδρους εν σειρά με στρόφαλο 180⁰ διότι έχουν λιγότερους κραδασμούς δεύτερης τάξης, δεν χρειάζονται μεγάλου βάρους αντικραδασμικούς άξονες και ως αποτέλεσμα ανεβάζουν ταχύτερα περισσότερες στροφές, ευνοώντας την επίτευξη μεγαλύτερης ιπποδύναμης και πιο… σπορ συμπεριφοράς.

Γι΄αυτό τα δικύλινδρα Yamaha MT-03/R3, Honda CB 500 και Kawasaki Ζ400/Ninja400/Versys 300 έχουν στροφάλους 180⁰ ώστε να βγάζουν όσα περισσότερα άλογα γίνεται από τους μικρούς κυλίνδρους τους.

Αντίθετα στις μοτοσυκλέτες άνω των 500 κυβικών όπου μπορείς να έχεις σχετικά εύκολα ικανοποιητική ιπποδύναμη λόγω κυβικών, οι κατασκευαστές χρησιμοποιούν στροφάλους 270⁰ που προσφέρουν πιο “χορταστική” αίσθηση ροπής στις μεσαίες, καλύτερη πρόσφυση στον πίσω τροχό και φυσικά πιο μπάσο και βαρβάτο ήχο. Αυτή τη συνταγή ακολουθούν η Yamaha (MT-07), η ΚΤΜ (790/890 Duke), η Honda (Africa Twin 1100) και πλέον και η BMW στη νέα σειρά F750/850/900.

Μόνο η Suzuki κράταγε τον V2 κινητήρα των 650 κυβικών στην παραγωγή έως σήμερα, συμπληρώνοντας 23 χρόνια ζωής και έχοντας επιβιώσει από τις προδιαγραφές Euro4 και Euro5 που σκότωσαν όλους τους υπόλοιπους πολυκύλινδρους κινητήρες της μεσαίας κατηγορίας.

Τώρα ήρθε η ώρα και για την Suzuki να προσαρμοστεί στις πραγματικές ανάγκες της εποχής μας και να παρουσιάσει τον δικό της δικύλινδρο εν σειρά στη μεσαία κατηγορία κυβισμού. Μια απόφαση που είχε πάρει πολλά χρόνια πριν, όταν έδειξε το πρωτότυπο Recursion.

Εκεί λοιπόν που μετράει το κόστος κατασκευής και η τιμή πώλησης, οι δικύλινδροι εν σειρά αποτελούν την πιο λογική επιλογή για έναν κατασκευαστή.

Από τη στιγμή που η Honda είχε ακολουθήσει αυτή τη συνταγή στο Africa Twin 1000/1100, ήταν απόλυτα λογικό να την ακολουθήσει και στην περίπτωση του νέου Transalp 750.

Στη θεωρία λοιπόν, ο νέος κινητήρας της Suzuki και ο νέος κινητήρας της Honda ακολουθούν την ίδια ακριβώς συνταγή και μάλιστα οι ομοιότητες συνεχίζονται με τα μοντέλα που θα τον χρησιμοποιήσουν , καθώς πέραν των On-Off (Transalp 750/V-Strom 800) χρησιμοποιούνται και σε μοτοσυκλέτες δρόμου (Hornet 750/GSX-8S).

Μόνο που η συνταγή των σχεδιαστών της Honda και η συνταγή των σχεδιαστών της Suzuki έχει εντελώς – μα εντελώς λέμε – διαφορετικά υλικά και δοσολογία!

Ναι και οι δύο έφτιαξαν τούρτα, αλλά ο ένας έφτιαξε τούρτα-σοκολάτα και ο άλλος τούρτα-βανίλια!

Αν ήμασταν στη δεκαετία του ’90 που οι μοτοσυκλετιστές διάβαζαν περιοδικά, θα αρκούσε να αναφέρουμε τις διαφορές στη Διάμετρο Χ Διαδρομή των εμβόλων, τις διαφορές στα σώματα ψεκασμού, τις διαφορές στους εκκεντροφόρους και φυσικά τις διαφορές στη σχέση συμπίεσης και όλοι θα καταλάβαιναν πως ο κινητήρας της Honda έχει πιο “Street” χαρακτήρα και ο κινητήρας της Suzuki πιο “On-Off”. Για αποφυγή παρεξηγήσεων από εκείνους που κάνουν scoll-down σε οκταπύρινο smartphone και βγάζουν συμπεράσματα πριν προλάβουν να κατανοήσουν τί διάβασαν, να υπογραμμίσουμε πως ο χαρακτηρισμός “πιο street” και “πιο on-off” δεν σημαίνει “μόνο για street” και “μόνο για on-off”. Σημαίνει πως έχει χαρακτηριστικά σχεδίασης που ταιριάζουν περισσότερο σε μία από τις δύο αυτές χρήσεις. 

Επειδή λοιπόν ζούμε “στην εποχή του internet” όπου “τα βρίσκεις όλα τσάμπα” είμαστε αναγκασμένοι να επαναλαμβάνουμε κάθε φορά την αλφάβητο ακόμα και για τις αυτονόητες μηχανολογικές επιλογές των σχεδιαστών.

Παρά την ονομαστική διαφορά των 50 κυβικών, στην πραγματικότητα ο κινητήρας της Honda έχει 755 κυβικά και της Suzuki 776 κυβικά, δηλαδή η πραγματική διαφορά τους είναι μόλις 21 κυβικά υπέρ του κινητήρα της Suzuki.

Παρ΄ όλα αυτά, ο κινητήρας της Suzuki έχει μικρότερη διάμετρο εμβόλου στα 84mm ενώ της Honda έχει 87mm. Φυσικό επακόλουθο είναι η διαδρομή του εμβόλου της Suzuki να είναι αισθητά μεγαλύτερη στα 70mm, αντί για τα 63mm του κινητήρα της Honda.

Αυτό σημαίνει πως οι σχεδιαστές της Honda έχουν επιλέξει μια “υψηλής απόδοσης υπερτετράγωνη” αρχιτεκτονική για τον θάλαμο καύσης, που ευνοεί την επίτευξη μεγαλύτερης ιπποδύναμης στις υψηλές στροφές και οι σχεδιαστές της Suzuki επέλεξαν μια λιγότερη υπερτετράγωνη αρχιτεκτονική που ευνοεί την αμεσότητα απόκρισης στο γκάζι στις χαμηλές και μεσαίες στροφές.

Εδώ είναι σημαντικό να κατανοήσουμε πως είναι διαφορετικό πράγματα η ροπή ως αριθμός που εμφανίζεται στο διάγραμμα ενός δυναμόμετρου και διαφορετικό πράγμα η αίσθηση της ροπής που έχει ένας κινητήρας στο δρόμο. Στο δρόμο ο αναβάτης αισθάνεται περισσότερο την απόκριση στο γκάζι και αυτό αποκαλεί “ροπή”. Ο βασικός σχεδιασμός του κινητήρα της Suzuki ευνοεί την άμεση απόκριση στο άνοιγμα του γκαζιού και όπως θα δούμε παρακάτω, το ίδιο σκεπτικό ακολουθεί η επιλογή του ψεκασμού.

 

Οι σχεδιαστές της Honda, χάρη στη μεγαλύτερη διάμετρο εμβόλου μπορούν να βάλουν αντίστοιχα μεγαλύτερες βαλβίδες και η μικρή διαδρομή του εμβόλου ευνοεί την τοποθέτηση μικρότερου και ελαφρύτερου στροφάλου.

Καθώς οι κραδασμοί υψηλής συχνότητας δημιουργούνται κυρίως από την κίνηση της μπιέλας δεξιά-αριστερά (δυστυχώς η μπιέλα δεν παλινδρομεί μόνο κάθετα όπως το έμβολο για να εξουδετερώνονται οι δυνάμεις με το αντίβαρο του στροφάλου, αλλά ακολουθεί τα κομβία του στροφάλου), η μικρή διαδρομή εμβόλου σημαίνει αντίστοιχα μικρή απόσταση των λοβών του στροφάλου από το κέντρο περιστροφής του, οπότε και η κίνηση της μπιέλας δεξιά-αριστερά είναι μικρότερη στον κινητήρα της Honda σε σχέση με τον κινητήρα της Suzuki. Μια ματιά στα τεχνικά χαρακτηριστικά, μας αποκαλύπτει πως ο κινητήρας της Honda έχει έναν αντικραδασμικό άξονα, ενώ ο κινητήρας της Suzuki έχει δύο.

Αν ήμασταν στη δεκαετία του ’90 πιθανόν να είχαμε στα press kit στοιχεία και για το μήκος της μπιέλας, όμως στην εποχή του internet που… “τα βρίσκεις όλα”, οι εταιρείες στα press kit δεν γράφουν πια ούτε τα βασικά…

Όπως κι αν έχει, εμείς βάζουμε στοίχημα πως ο κινητήρας της Honda έχει πιο μεγάλου μήκους μπιέλες από της Suzuki, όπως συνηθίζεται στους αγωνιστικούς κινητήρες και ευνοεί την λειτουργία στις υψηλές στροφές, καθώς μειώνει την μέγιστη γωνία (ως προς την κάθετη κίνηση του εμβόλου) που έχει η μπιέλα όταν ο λοβός του στροφάλου είναι στις 90⁰ και 270⁰.

Μα καλά! Χαζοί είναι στη Suzuki και δεν έκαναν το ίδιο; Όχι βέβαια! Λέτε να μην ξέρουν να σχεδιάζουν κινητήρες εκείνοι που έφτιαξαν τον V2 του V-Strom 650 και ήταν επί 23 χρόνια κορυφαίος σε χαρακτηριστικά απόδοσης στην κατηγορία του; Προφανώς και ξέρουν, απλώς είχαν διαφορετικές προτεραιότητες και επέλεξαν διαφορετικές απαντήσεις στα προβλήματα που θα αντιμετωπίσουν σε λίγα χρόνια με τις Euro5+ προδιαγραφές.

Διαφορετικές επιλογές και όχι λάθος ή σωστές επιλογές.

Διότι ναι μεν η σχεδίαση της Honda φαίνεται πιο μοντέρνα και πιο κοντά σε εκείνη των superbike, όμως ο κινητήρας των Transalp 750 και Hornet 750 δεν μπορεί να χρησιμοποιήσει τα πανάκριβα υλικά και τις χρονοβόρες και εξειδικευμένες μεθόδους κατασκευής των εξαρτημάτων που έχει ένας κινητήρας superbike.

Αν λοιπόν ρίξουμε μια ματιά στη σχέση συμπίεσης του κινητήρα της Honda, θα δούμε πως έχει 11:1 ενώ της Suzuki έχει 12,8:1. Ώπα μάγκες, εδώ κάτι πάει λάθος! Ναι, αν ήμασταν στη δεκαετία του ’90 το λογικό θα ήταν ο “αγωνιστικός” κινητήρας της Honda να έχει πιο υψηλή  συμπίεση από της Suzuki, διότι η μεγαλύτερη διάμετρος του εμβόλου και η μικρότερη διαδρομή χρειάζονται την υψηλότερη συμπίεση για ταχύτατη καύση του μείγματος έως τις άκρες του εμβόλου.

Χωρίς υψηλή συμπίεση, ο “ρηχός” και “πλατύς” θάλαμος καύσης της Honda θα εκτόξευε στο περιβάλλον μεγάλες ποσότητες άκαυστου μείγματος και θα είχε προβλήματα ανομοιογενούς διασποράς της θερμότητας στο έμβολο. Τίποτα από τα δύο αυτά συμπτώματα δεν είναι καλό…

Όχι, ούτε οι σχεδιαστές της Honda είναι χαζοί για να μην ξέρουν τα προβλήματα. Κινητήρες με οβάλ έμβολα έφτιαχναν οι άνθρωποι, λέτε να μην ξέρουν από θαλάμους καύσης;

Το πρόβλημά τους δεν είναι πως δεν γνωρίζουν. Το πρόβλημά τους είναι πως οι προδιαγραφές Euro5 και σε λίγο Euro5+ επιβάλουν την χρήση ελατηρίων εμβόλων χαμηλής τάσης  για μείωση της κατανάλωσης καυσίμου. Τόσο ο κινητήρας της Honda, όσο και της Suzuki έχουν μαλακή αντιτριβηκή επικάλυψη, που επιβάλει τη χρήση “low friction” ελατηρίων εμβόλου.

Όσο μεγαλώνει η διάμετρος του εμβόλου, τόσο μεγαλύτερη πρέπει να είναι η τάση των ελατηρίων για να σφραγίζουν σωστά τον θάλαμο καύσης για να μην περνάνε εύκολα τα καυσαέρια και το φιλμ λαδιού από τα τοιχώματα των κυλίνδρων στα κάρτερ και αντίστοιχα αυξάνεται το επίπεδο τριβών μεταξύ του ελατηρίου συμπίεσης του εμβόλου και των τοιχωμάτων του κυλίνδρου.

Η συμπίεση του 11:1 του κινητήρα της Honda δεν είναι μικρή μεν, όμως αν οι σχεδιαστές μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν ελατήρια εμβόλου υψηλής τάσης όπως τον παλιό καλό καιρό, να είστε βέβαιοι πως θα ξεπερνούσαν το 12,5:1.

H Suzuki από την άλλη μεριά, χάρη στη μικρότερη διάμετρο εμβόλου, είχε τη δυνατότητα να αυξήσει τη συμπίεση στο 12,8:1, διότι τα “low friction” μαλακά ελατήρια εμβόλου έχουν μικρότερη επιφάνεια να σφραγίσουν και μικρότερη επιφάνεια επααφής με τον κύλινδρο, άρα και λιγότερες τριβές στα τοιχώματα των κυλίνδρων.

Για να καταλάβετε πόσο δύσκολα έχουν γίνει τα πράγματα για τους σχεδιαστές κινητήρων λόγω των νέων προδιαγραφών ρύπων, στα αυτοκίνητα είναι αναγκασμένοι να χρησιμοποιούν λάδια 0W-20 και 0W-16 προσπαθώντας να ελαχιστοποιήσουν κάθε παρασιτική απώλεια τριβών στις χαμηλές και μεσαίες στροφές, ώστε να μειωθεί η κατανάλωση καυσίμου, άρα και οι εκπομπές ρύπων. Τώρα αν ρωτάτε πόσο καλά προστατεύουν τον κινητήρα σε βάθος χρόνου αυτά τα… “νεροζούμια”, δεν ξέρουμε να σας απαντήσουμε ακόμα…

Η Honda δίνει λάδι 10W-30 για τον κινητήρα της, που είναι αρκετά πιο λεπτόρευστο σε θερμοκρασία λειτουργίας από τα 10W-40 που είχαν έως σήμερα οι περισσότεροι κινητήρες μοτοσυκλετών (στις αγωνιστικές είναι συνήθως από 15W-50 έως 20W-60 ή μονότυπα, καθώς δουλεύουν για μεγάλα διαστήματα σε υψηλές στροφές και υψηλές θερμοκρασίες και χρειάζονται παχύρευστα λάδια που να μην σκουπίζονται εύκολα από τις επιφάνειες των μετάλλων).

Για τον κινητήρα της Suzuki δεν έχουμε τις προδιαγραφές λαδιού, αλλά το πιθανότερο είναι και αυτή να χρησιμοποιεί πιο λεπτόρευστο λάδι από το 10W-40 του V-Strom 650.

Στα παράδοξα των δύο κινητήρων είναι το σύστημα κίνησης των βαλβίδων, όπου ο “αγωνιστικός” της Honda έχει μόνο έναν επικεφαλής εκκεντροφόρο και κοκοράκι, ενώ ο “ροπάτος” της Suzuki έχει δύο επικεφαλής εκκεντροφόρους όπως κάθε υψηλής απόδοσης  κινητήρας.

Το παράδοξο αυτό έχει λογική εξήγηση, υπό την έννοια πως ο κινητήρας της Honda δεν πρόκειται να δει ποτέ στη ζωή του πάνω από τις 12.000 στροφές, οπότε το σύστημα Unicam που χρησιμοποιεί στους κινητήρες motocross των CRF450R (και στα Africa Twin/VFR 1200F) φτάνει και περισσεύει.

Η επιλογή της Suzuki από την άλλη μεριά, μοιάζει υπερβολική για τον “ροπάτο” χαρακτήρα του κινητήρα της, όμως αν δούμε λίγο προς το μέλλον, ο κινητήρας της Suzuki μπορεί πολύ εύκολα να αποκτήσει έκδοση μεγαλύτερου κυβισμού και ιπποδύναμης με την φτηνή κατασκευαστικά αύξηση της διαμέτρου των εμβόλων.

Αντιθέτως ο κινητήρας της Honda χρειάζεται αλλαγή στροφάλου για να του αυξήσεις τα κυβικά στο μέλλον και η δημιουργία έκδοσης υψηλής απόδοσης είναι σαφώς πιο ακριβή υπόθεση.

Τον διαφορετικό χαρακτήρα των δύο κινητήρων δείχνουν και οι επιλογές στο σύστημα τροφοδοσίας.

Η Honda έχει επιλέξει σώματα ψεκασμού με διάμετρο 46mm το κάθε ένα, ώστε να τροφοδοτεί με μεγάλες ποσότητες αέρα τον κινητήρα στις υψηλές στροφές. Το μειονέκτημα των μεγάλης διατομής αυλών εισαγωγής είναι φυσικά η μειωμένη ταχύτητα του αέρα προς τον θάλαμο καύσης στις χαμηλές και μεσαίες στροφές.

Η Suzuki, αν και ελαφρώς μεγαλύτερος σε κυβισμό ο κινητήρας της, έχει δύο σώματα ψεκασμού με διάμετρο 42mm το κάθε ένα. Η μικρότερη διάμετρος αυξάνει την ταχύτητα του αέρα προς τον θάλαμο καύσης στις χαμηλές και μεσαίες στροφές, ευννοώντας την αμεσότητα στην απόκριση του γκαζιού.

Επίσης μια ματιά στο φιλτροκούτι της Suzuki μας αποκαλύπτει την προσπάθεια των σχεδιαστών να μεγαλώσουν όσο γίνεται το μήκος του, βοηθώντας ακόμα περισσότερο την ταχύτητα και την ομαλότητα ροής του αέρα.

Οι ιπποδυνάμεις που ανακοινώνουν οι δύο Ιάπωνες κατασκευαστές δείχνουν πως συμβαδίζουν με την λογική του σχεδιασμού των κινητήρων τους.

Η Honda υπόσχεται 90,6 ίππους στις 9.500 στροφές και 7,6kg/m ροπής στις 7.250 στροφές.

Ο κινητήρας της Suzuki έχει 84 ίππους μεν, αλλά 1000 στροφές πιο χαμηλά, στις 8.500 και 8kg/m ροπής, επίσης πιο χαμηλά, στις 6.800 στροφές.

Πιθανόν τα πραγματικά νούμερα των μέγιστων ιπποδυνάμεων να μας επιφυλάσσουν εκπλήξεις όταν ανέβουν οι μοτοσυκλέτες στο δυναμόμετρο, αλλά ως προς τις στροφές που θα δούμε τις απόλυτες τιμές τους δεν πιστεύουμε πως θα υπάρξουν εκπλήξεις.

Το σίγουρο είναι πως πριν ρωτήσεις ποιος από τους δύο έφτιαξε τον καλύτερο κινητήρα, θα πρέπει να ξεκαθαρίσεις τι ακριβώς θεωρείς ως “καλύτερο”.

 

Καύσιμα: Τρελές ιπποδυνάμεις από μία σταγόνα

Ο ρόλος της χημείας των καυσίμων στους κινητήρες
28/11/2022

Στους αγώνες Dragster στις ΗΠΑ στην κορυφαία κατηγορία συμμετέχουν αυτοκίνητα με διβάλβιδους V8 κινητήρες και ωστήρια για την κίνηση των βαλβίδων, όπου με τη βοήθεια ενός μηχανικού υπερσυμπιετή έχουν απόδοση που ξεπερνά τους 4.500 ίππους (όχι δεν κάναμε λάθος, βγάζουν πάνω από τέσσερεις ΧΙΛΙΑΔΕΣ ίππους και τα καλύτερα από αυτά έως και 10.000 ίππους!!!) και σε μόλις 400 μέτρα από στάση πιάνουν τελική ταχύτητα άνω των 539km/h. Την ίδια στιγμή, οι καλύτεροι μηχανολόγοι της Γερμανίας και ολόκληρης της Ευρώπης, μετά από μία δεκαετία έρευνας και εξέλιξης κατάφεραν με το ζόρι να βγάλουν 1.500 ίππους από τον W16 κινητήρα της Bugatti, χρησιμοποιώντας τέσσερα turbo και την τελευταία λέξη της τεχνολογίας για την διαχείριση της τροφοδοσίας. Παρά την συνδρομή και την βοήθεια της Airbus για την αεροδυναμική μελέτη των μεταβλητών αεροτομών της, η Bugatti μόλις που ξεπερνά τα 400km/h και μάλιστα χρειάζεται πάνω από τρία χιλιόμετρα ευθείας για να τα πλησιάσει.

Ποιο είναι το μυστικό που κατέχουν οι Αμερικάνοι “Αγελαδάριδες” και δεν γνωρίζουν οι καλύτεροι επιστήμονες της Ευρώπης; Η απάντηση είναι πολύ απλή!

Δεν υπάρχει απολύτως κανένα μηχανολογικό μυστικό μεταξύ των σχεδιαστών/κατασκευαστών κινητήρων για Dragster και των συναδέρφων τους που σχεδιάζουν και κατασκευάζουν hypercars ή superbike.

Όλη η διαφορά είναι στα καύσιμα που χρησιμοποιούν και αυτό έχει άμεση σχέση με τη σχεδίαση των κινητήρων.

Πως όμως τα καύσιμα επηρεάζουν τη σχεδίαση και την απόδοση ενός κινητήρα;

Αν κατανοήσουμε τί γίνεται μέσα στο θάλαμο καύσης τα πράγματα γίνονται πολύ εύκολα και απλά.

Μόλις το μπουζί δώσει σπινθήρα και το συμπιεσμένο μείγμα αέρα/καυσίμου “εκραγεί”, το έμβολο κατεβαίνει αργά στο πρώτο 1/3 της διαδρομής του, επιταχύνει απότομα στο υπόλοιπο 1/3 της διαδρομής του και επιβραδύνει απότομα στο τελευταίο 1/3 της διαδρομής του, πριν αρχίσει να ανεβαίνει πάλι προς τα πάνω για να διώξει τα καυσαέρια προς την εξάτμιση.

Αυτό σημαίνει πως ο όγκος του θαλάμου καύσης δεν μεγαλώνει αναλογικά στο χρόνο, αλλά είναι μικρός στην αρχή και μετά το πρώτο 1/3 της διαδρομής του εμβόλου ξαφνικά μεγαλώνει απότομα.

Αυτή η απότομη αύξηση του όγκου έχει αποτέλεσμα να πέσει απότομα η πίεση μέσα στο θάλαμο καύσης και τα αέρια χάνουν τη δύναμή τους να σπρώξουν προς τα κάτω το έμβολο με το ίδιο σθένος.

Σε έναν ατμοσφαιρικό κινητήρα παραγωγής που καίει κανονική βενζίνη, τα πάντα αρχίζουν και τελειώνουν στο πρώτο 1/3 της διαδρομής του εμβόλου. Όλη η υπόλοιπη κίνηση που κάνει το έμβολο είναι περισσότερο χάρη στην ορμή που έχει αποκτήσει ο στρόφαλος.

Ακριβώς γι΄αυτό τον λόγο, στους ατμοσφαιρικούς κινητήρες είναι τόσο κρίσιμος ο σχεδιασμός ενός θαλάμου καύσης που θα εξασφαλίζει την ταχύτερη δυνατή ολοκλήρωση της καύσης του μείγματος.

Η βενζίνη είναι ένα καύσιμο που “καίγεται” πολύ γρήγορα και αν το συμπιέσεις ακόμα γρηγορότερα. Αν μάλιστα το συμπιέσεις υπερβολικά αυταναφλέγεται, κάτι που δεν θέλεις να συμβεί όσο το έμβολο ανεβαίνει προς τα πάνω.

Καθώς θέλουμε να εκμεταλλευτούμε στο μέγιστο το χρονικό διάστημα που το έμβολο εκτελεί το πρώτο 1/3 της διαδρομής του, η ECU του κινητήρα φροντίζει να μεταβάλει τη χρονική στιγμή που το μπουζί δίνει σπινθήρα και όσο αυξάνονται οι στροφές του κινητήρα, τόσο πιο νωρίς δίνει σπινθήρα το μπουζί, ακόμα και πριν το έμβολο φτάσει στο Άνω Νεκρό Σημείο.

Για να αποφευχθεί η καταστροφική πρόωρη αυτανάφλεξη της βενζίνης, υπάρχουν πρόσθετα που εξασφαλίζουν ένα σταθερό επίπεδο “οκτανίων” και επιτρέπουν στους σχεδιαστές κινητήρων να καθορίζουν τη σωστή συμπίεση στο θάλαμο καύσης και την σωστή στιγμή που θα δώσει σπινθήρα το μπουζί σε κάθε εύρος στροφών.

Όσο μεγαλύτερος ο αριθμός των οκτανίων της βενζίνης, τόσο μεγαλύτερη είναι η συμπίεση που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε.

Όσο μεγαλύτερη η συμπίεση, τόσο το καλύτερο για την απόδοση ενός κινητήρα, καθώς μας επιτρέπει να εκμεταλλευτούμε στο έπακρο τον χρόνο που έχουμε στη διάθεσή μας σε αυτό το πρώτο 1/3 της διαδρομής του εμβόλου.

Ο αριθμός των οκτανίων της κοινής βενζίνης καθορίζει τη μέγιστη συμπίεση και την ανάφλεξη που μπορούμε να έχουμε σε ένα κινητήρα, όμως την ίδια στιγμή απαιτεί και συγκεκριμένη συμπίεση από τον κινητήρα.

Ένας κινητήρας με χαμηλή συμπίεση που έχει σχεδιαστεί για να καίει απροβλημάτιστα βενζίνη με λίγα οκτάνια, όχι μόνο δεν πρόκειται να αυξήσει την απόδοσή του αν του βάλεις βενζίνη με πολλά οκτάνια, αλλά υπάρχει το ενδεχόμενο να χάσει σε απόδοση (ιδιαίτερα στις χαμηλές και μεσαίες στροφές όπου η προπορεία της ανάφλεξης δεν επαρκεί).

Στους σύγχρονους κινητήρες και ιδιαίτερα στους κινητήρες με υπερπλήρωση (δηλαδή με υπερσυμπιεστές μηχανικούς/Supercharger ή καυσαερίων/Turbo) υπάρχουν αισθητήρες μέσα στο θάλαμο καύσης που ανιχνεύουν τις πρόωρες αναφλέξεις της βενζίνης και η ECU μεταβάλει την χρονική στιγμή του σπινθήρα του μπουζί (και ταυτόχρονα ρίχνει την πίεση αν πρόκειται για κινητήρα με Supercharger η turbo). Με αυτόν τον τρόπο οι κατασκευαστές μπορούν πλέον να σχεδιάζουν κινητήρες οι οποίοι δεν καταστρέφονται και δουλεύουν μια χαρά αν τους βάλεις βενζίνη λίγων οκτανίων και αποδίδουν καλύτερα αν τους βάλεις βενζίνη πολλών οκτανίων.

Ακόμα όμως και αν εκτοξεύσεις τη συμπίεση στα ύψη μέσα στο θάλαμο καύσης και του βάλεις βενζίνη που δεν αυταναφλέγεται με τίποτα, παρά μόνο με τον σπινθήρα του μπουζί, πάλι το κέρδος αφορά κυρίως το πρώτο 1/3 της διαδρομής του εμβόλου, ακόμα κι αν μιλάμε για κινητήρες με υπερπλήρωση.

Έτσι οι ίδιοι οι κινητήρες των 4500+ ίππων που χρησιμοποιούν στους αγώνες Dragster, βγάζουν μόλις 1000-1500 με κοινή βενζίνη κι αυτό μόνο αν ρυθμίσεις κατάλληλα την ανάφλεξή τους. Αν κρατήσεις την “αγωνιστική” ρύθμιση της ανάφλεξη και τους βάλεις κοινή βενζίνη, όχι μόνο θα βγάλουν με το ζόρι 1500 ίππους αντί για 4500, αλλά το πιθανότερο είναι να διαλυθούν!

Πώς όμως κερδίζουν πάνω από 3000 ίππους χρησιμοποιώντας ειδικά καύσιμα, που είναι τόσο τοξικά ώστε οι οδηγοί να φοράνε ειδικά αεροστεγή κράνη με φίλτρα καθαρισμού του αέρα;

Πολύ απλά, τα καύσιμα αυτά έχουν την ιδιότητα να αυξάνουν τον όγκο των καυσαερίων που παράγουν μετά την ανάφλεξη του μείγματος από το μπουζί για πολύ μεγαλύτερο χρονικό διάστημα σε σχέση με την βενζίνη.

Έτσι όταν το έμβολο ξεπεράσει το πρώτο 1/3 της διαδρομής του και ο θάλαμος καύσης αρχίζει να μεγαλώνει απότομα λόγω της αντίστοιχα απότομης επιτάχυνσής του προς τα κάτω, τα καυσαέρια αυτών των ειδικών καυσίμων συνεχίζουν να διογκώνονται, σπρώχνοντας με δύναμη το έμβολο και μάλιστα με την μπιέλα να είναι στην ιδανική γωνία σε σχέση με τον στρόφαλο.

Έτσι ενώ σε έναν κινητήρα βενζίνης το έμβολο (μέσω της μπιέλας) περιστρέφει με δύναμη τον στρόφαλο από τις 0⁰ έως και τις 30⁰ και μετά αρχίζει να “ξεφουσκώνει” έντονα, στους κινητήρες των dragsterμε τα “τοξικά” και “βραδύκαυστα” καύσιμα συνεχίζουν να “φουσκώνουν” ακόμα και όταν ο στρόφαλος ξεπεράσει τις 100⁰, οπότε και παράγουν τριπλάσιο έργο.

Μάλιστα είναι τόσο μεγάλη η διάρκεια της ολοκλήρωσης της διόγκωσης των καυσαερίων, που το βασικό πρόβλημα των σχεδιαστών κινητήρων Dragster στις κατηγορίες που επιτρέπονται τέτοιου είδους καύσιμα είναι να την περιορίσουν στο σημείο που το έμβολο αρχίζει να “φρενάρει” απότομα πλησιάζοντας το Κάτω Νεκρό Σημείο.

Άλλωστε δεν είναι καθόλου τυχαίο που στους κινητήρες Dragster οι συχνότερες ζημιές είναι στην περιοχή των στροφάλων, ενώ στους κινητήρες βενζίνης είναι στα έμβολα και τις μπιέλες. Δεν μιλάμε για ζημίες που οφείλονται σε κακή λίπανση, όπως κουζινέτα στροφάλου κ.τ.λ. Μιλάμε για κομμένους στροφάλους και λιωμένα έμβολα.

Κι αυτό συμβαίνει διότι στους κινητήρες βενζίνης οι σχεδιαστές αναζητούν τα όρια της μέγιστης απόδοσης στην αρχική διαδρομή του εμβόλου, ενώ στους κινητήρες με τα “αγωνιστικά” καύσιμα αναζητούν τα όρια στη μέγιστη απόδοση προς το τέλος της διαδρομής του εμβόλου.

Έτσι στους Dragster κινητήρες με πάνω από 2000-2500 ίππους συνηθίζουν να χρησιμοποιούν μπιέλες αλουμινίου που απορροφούν τις δυνάμεις και δεν είναι τόσο σκληρές όπως οι ατσάλινες ή οι τιτανίου. Καλύτερα να πετάς τις μπιέλες μετά από κάθε αγώνα, παρά τον στρόφαλο και ολόκληρο το μπλοκ…

Με βάση όλα τα παραπάνω, θα έχει πολύ μεγάλο ενδιαφέρον να δούμε με ποιον τρόπο τα συνθετικά καύσιμα στα MotoGP θα επηρεάζουν τον σχεδιασμό των κινητήρων και φυσικά την απόδοσή τους.