Η "μαγική" ανάρτηση των MotoGP στις μοτοσυκλέτες μας

Προσθέτωντας "καλό" βάρος στη μοτοσυκλέτα μας
Μπάμπη Μέντη
Από τον

Μπάμπη Μέντη

5/1/2021

Καλό βάρος στον κόσμο των αγώνων και των απόλυτων επιδόσεων δεν υπάρχει. Τουλάχιστον αυτό ξέρουμε και κάπως έτσι ήρθε στη ζωή μας το carbon fiber και τα υπόλοιπα εξωτικά υλικά. Όμως το βάρος και συγκεκριμένα η αδράνεια της μάζας, μπορούν να μας βοηθήσουν να λύσουμε μερικά σοβαρά προβλήματα των αναρτήσεων, αρκεί να βρούμε έναν τρόπο να το ξεφορτωνόμαστε όποτε μας γουστάρει. Οι μηχανολόγοι στην Formula 1 και στα MotoGP βρήκαν πως να χρησιμοποιούν την αδράνεια για να βελτιώσουν τη συμπεριφορά των αναρτήσεων και τώρα ήρθε η σειρά των μοτοσυκλετών δρόμου να επωφεληθούν. 

Στην αρχή όλοι μας είχαμε την περιέργεια να μάθουμε τι στο καλό κρυβόταν μέσα στην “άσχημη” ουρά των Ducati με την στραβή, μονόπλευρη εξάτμιση. Ο χαρακτηρισμός Salad Box που έδωσαν οι δημοσιογράφοι στο carbon κουτί που βρισκόταν στην ουρά των ιταλικών μοτοσυκλετών, ήταν φράση που χρησιμοποίησε ο Michale Pirro για να αποφύγει τις ερωτήσεις τους και δείχνει σε μεγάλο βαθμό πως κανείς δεν ήξερε ακριβώς τι περιέχει μέσα.

Η φαντασία οργίαζε και κάποιοι έφτασαν στο σημείο να πουν πως είναι συσκευή “προωθητικών αερίων”, δηλαδή πως χρησιμοποιεί την ταχύτητα των καυσαερίων της εξάτμισης για να μειώσει την οπισθέλκουσα και να βελτιώσει την αεροδυναμική. Μερικά χρόνια αργότερα και συγκεκριμένα στις 24 Νοεμβρίου του 2017, ο Petrucci (αναβάτης της Pramac τότε) θα έχει μια άσχημη πτώση στα δοκιμαστικά της Jerez, σπάζοντας ένα μεγάλο κομμάτι της ουράς στη μοτοσυκλέτα του και ως αποτέλεσμα η τηλεοπτική κάμερα θα μας έδειξε για μερικά δευτερόλεπτα τι βρίσκεται μέσα. Δυστυχώς όχι τόσα, όσα θα θέλαμε να ξέρουμε, αλλά αρκετά ώστε οι “κατάσκοποι” και οι μηχανολόγοι των paddock να καταλάβουν χοντρικά περί τίνος πρόκειται.

Οι περισσότεροι από αυτούς ήταν βέβαιοι πως η Ducati είχε φτιάξει έναν μηχανισμό με αντίβαρο, που η δουλειά του ήταν να εξουδετερώνει τις ταλαντώσεις της πίσω ανάρτησης. Μάλιστα ένας από αυτούς, ισχυρίζεται πως είχε βρεθεί σε κουβέντα με τον Gigi Dall’lnga και του είχε προτείνει αυτή τη λύση, όσο ήταν στην Aprilia και πριν πάει στη Ducati. Η υπόθεση αποκτά ενδιαφέρον από εδώ και πέρα, διότι ως ιδέα η χρησιμοποίηση ενός αντίβαρου με ελεγχόμενη ελευθερία κίνησης υπήρχε στη Formula 1 από την ομάδα της Renault το 2005, όμως εκεί ο ρόλος του ήταν περισσότερο για τον έλεγχο του ύψους του αυτοκινήτου από το έδαφος, το οποίο επηρεάζει άμεσα την αεροδυναμική και κυρίως το downforce. Το πρόβλημα που προσπαθούσε να λύσει τότε η Renault είχε σχέση με τη σκληρότητα των ελατηρίων της ανάρτησης, όπου λόγω της ισχυρής παρουσίας του downforce στις υψηλές ταχύτητες έπρεπε να είναι υπερβολικά σκληρά για να μην σέρνεται η κοιλιά του αυτοκινήτου στην άσφαλτο. Τα υπερβολικά σκληρά ελατήρια όμως δημιουργούσαν πρόβλημα στις χαμηλότερες ταχύτητες, καθώς ήταν δύσκολο για τα αμορτισέρ να ελέγξουν σωστά την κίνησή τους. Έτσι ένα μεγάλο κινούμενο αντίβαρο κοντά στη μύτη, σταθεροποιούσε το “σώμα” του αυτοκινήτου ως προς την επιφάνεια της ασφάλτου, δυσκολεύοντας τα σκληρά ελατήρια να κάνουν περιττές κινήσεις. Στην πραγματικότητα, αυτή η κινούμενη μάζα του αντίβαρου, έκανε το αυτοκίνητο να συμπεριφέρεται σαν κάποιος να αυξάνει και να μειώνει το βάρος του. Όσοι από εσάς έχετε οδηγήσει μια βαριά λιμουζίνα ή μια βαριά μοτοσυκλέτα, θα έχετε νοιώσει αυτή τη μαγική αίσθηση πως ισοπεδώνουν την επιφάνεια του δρόμου. Όσο πιο ελαφριά είναι η μοτοσυκλέτα, τόσο πιο εύκολα επηρεάζεται από τις ανωμαλίες του οδοστρώματος, διότι έχει μικρότερη αδράνεια μάζας. Το βάρος όμως είναι πολύ κακό πράγμα για τις επιδόσεις και την συνολική συμπεριφορά κάθε οχήματος. Το ιδανικό θα ήταν να μπορούσαμε να αλλάζουμε την αδράνεια μάζας του οχήματός μας τι στιγμή που θέλουμε εμείς. Φυσικά κάτι τέτοιο δεν μπορεί να γίνει στην πράξη, οπότε υπάρχουν δύο λύσεις. Η μία είναι οι ηλεκτρονικά ελεγχόμενες ενεργητικές αναρτήσεις, που “διαβάζουν” την επιφάνεια του οδοστρώματος και “νοιώθουν” τις μετατοπίσεις του βάρους του οχήματος, ρυθμίζοντας κατάλληλα τις αποσβέσεις τους.

Αυτού του είδους οι αναρτήσεις απαγορεύονται στους αγώνες και έως τώρα δεν υπάρχει εφαρμογή τους σε όχημα παραγωγής. Ημί-ενεργητικές αναρτήσεις έχουμε, αλλά και αυτές απαγορεύονται στους αγώνες. Οπότε η άλλη λύση που απομένει στις αγωνιστικές ομάδες είναι η χρήση κινούμενου αντίβαρου. Στην πράξη, η επικουρική απόσβεση των ταλαντώσεων του ελατηρίου που προσφέρει στο υδραυλικό αμορτισέρ, αποδείχτηκε πως έχει περισσότερα από ένα ευεργετικά αποτελέσματα. Διότι τα αμορτισέρ μπορούν (ως ένα βαθμό) να αποσβέσουν τις ταλαντώσεις του ελατηρίου, όχι όμως τις ταλαντώσεις του σκελετού του ελαστικού!

Αυτές οι ταλαντώσεις του ελαστικού δημιουργούν σε μεγάλο βαθμό το φαινόμενο του chattering, το οποίο προκαλεί πρόωρη φθορά στα ελαστικά και ανεπιθύμητες ταλαντώσεις σε ολόκληρη τη μοτοσυκλέτα, καθώς δεν αποσβένονται επαρκώς από την ανάρτηση και περνάνε αφιλτράριστες στο πλαίσιο. Έτσι η ύπαρξη του αντίβαρου στην ουρά των μοτοσυκλετών της Ducati, αποσβένει και αυτές τις ταλαντώσεις.

Όπως βλέπουμε στο σχεδιάγραμμα, η κίνηση του αντίβαρου είναι πλήρως ελεγχόμενη και μάλιστα με ηλεκτρονικό τρόπο (ως προς το εύρος της κίνησής του), κάτι που αγγίζει τα όρια των κανονισμών, έστω κι αν δεν αποτελεί απευθείας μέρος της ανάρτησης.

Ένας αντίστοιχης λογικής “αποσβεστήρας ταλαντώσεων” αλλά με εντελώς πιο απλό σχεδιασμό κατασκευάζεται από την ιταλική εταιρεία Supreme Technology και μπορεί να τοποθετηθεί σε όλες τις μοτοσυκλέτες. Βιδώνει σταθερά στην άκρη του ψαλιδιού (εδώ δηλαδή είναι μη αναρτώμενο βάρος και όχι αναρτώμενο όπως στη Ducati). Σύμφωνα με την Supreme Technology, αποσβένει τις ταλαντώσεις του σκελετού του ελαστικού που διοχετεύονται στο ψαλίδι κι από εκεί καταλήγουν στο πλαίσιο. Η ιταλική εταιρεία λέει πως το σύστημά της το χρησιμοποιούν αναβάτες στις Moto3 και Moto2, στα Motul WSBK, στο παγκόσμιο Supersport, αλλά και στο Flat Track και ότι έχει αναγνωριστεί από την ιταλική ομοσπονδία μοτοσυκλέτας ως συσκευή ασφάλειας στους αγώνες, καθώς μειώνει τον κίνδυνο ενός highsiding έως και 90%. Βαρύγδουπη δήλωση μεν, αλλά η ύπαρξή του έχει λογική και όπως είδαμε στην περίπτωση των εργοστασιακών Ducati, κάποιοι πιστεύουν στα πλεονεκτήματά του και φρόντισαν να κρύψουν την ύπαρξή του μέσα σε ένα “salad box”.                    

"Υβριδικός" κινητήρας Avadi - Εμβολοφόρος και περιστροφικός μαζί [VIDEO]

Mοτέρ που συνδυάζει στοιχεία από τετράχρονο, δίχρονο και Wankel - Κορυφαία αποδοτικό και ιδιαίτερα ελαφρύ
Εμβολοφόρος και περιστροφικός κινητήρας σε ένα Avadi
Από τον

Θοδωρή Ξύδη

5/7/2024

Ένας ακόμη "περίεργος" 4χρονος κινητήρας εσωτερικής καύσης κερδίζει δημοσιότητα καθώς καταφέρνει και συνδυάζει αταίριαστα μέχρι πρότινος στοιχεία, για κορυφαία θερμική απόδοση, με εμπλοκή στο project ενός Έλληνα μηχανολόγου, του Δρ. Δημήτριου Δάρδαλη!

Πολλοί είναι αυτοί που έχουν προσπαθήσει να επανεφεύρουν τον κινητήρα εσωτερικής καύσης παρουσιάζοντας μοτέρ με καινοτομίες που θα μπορούσαν, στα δικά τους τουλάχιστον μάτια, να αλλάξουν τα δεδομένα.

Η πλειοψηφία αυτών των καινοτόμων σε σχεδίαση μοτέρ τελικά όμως δεν άλλαξε τίποτα επί της ουσίας, τα περισσότερα ξεχάστηκαν ενώ στο σύνολό τους δεν υιοθετήθηκαν από κανένα “παραδοσιακό” κατασκευαστή.

Η αμερικάνικη Avadi είναι η τελευταία μέχρι στιγμής εταιρεία που θέλει να αλλάξει το παραπάνω και να κερδίσει τη δική της θέση στην ιστορία του θερμικού κινητήρα έχοντας παράλληλα το βλέμμα της στο μέλλον.

Εμβολοφόρος και περιστροφικός κινητήρας σε ένα Avadi

Ο κινητήρας της αμερικάνικης εταιρείας ονομάζεται MA-250 και έφτασε τώρα στο στάδιο της εμπορικής διαθεσιμότητας καθώς η Avadi κατάφερε να λύσει τα προβλήματα στεγανοποίησης στην κεφαλή του κυλίνδρου που αντιμετώπιζε μέχρι και πριν από λίγους μόλις μήνες.

Ο 4χρονος μονοκύλινδρος MA-250 είναι ένας εμβολοφόρος κινητήρας όπου η κεφαλή-βαλβίδα, το ένα πιστόνι που παλινδρομεί με τις δύο μπιέλες του, ο κύλινδρος και ο στρόφαλος όλα περιστρέφονται μαζί μέσα σε ένα κέλυφος!

Οι μπιέλες του πιστονιού εδράζουν σε έναν στρόφαλο, ο οποίος στα άκρα του φέρει κωνικά γρανάζια με ρουλεμάν και αυτά με τη σειρά τους γυρνούν επάνω σε ένα οδοντωτό δακτυλίδι. Στη μέση του ο στρόφαλος συνδέεται με άξονα που μεταφέρει το παραγόμενο έργο, ενώ μέσα από αυτόν τον άξονα περνάει το λιπαντικό προς το μοτέρ και λιπαίνει από το κέντρο προς τα έξω. Το λιπαντικό περνά μάλιστα ανάμεσα από δύο κάθετα τοποθετημένες διάτρητες πλάκες που φροντίζουν για τη σωστή διασπορά του.

Στην κορυφή του μοτέρ βρίσκεται ο δίσκος-βαλβίδα ο οποίος έχει ενσωματωθεί στον κύλινδρο και περιστρέφεται μαζί με αυτόν και το πιστόνι. Φέρει δύο τρύπες, με τη μικρότερη στο κέντρο του να προορίζεται για το μπουζί. Η μεγαλύτερη τρύπα παίζει τον ρόλο της βαλβίδας. Καθώς περιστρέφεται ο κύλινδρος, η βαλβίδα περνά από την εισαγωγή και την εξαγωγή, και ανάλογα με τη φάση επιτρέπει στο μίγμα να εισέλθει στον κύλινδρο ή στα καυσαέρια να εξέλθουν από αυτόν. 

Για τη στεγανοποίηση της εισαγωγής και της εξαγωγής, όπως και για τη διατήρηση της συμπίεσης φροντίζουν κεραμικοί δακτύλιοι που έχουν τοποθετηθεί σε εσοχές πάνω από τον δίσκο-βαλβίδα, ανάμεσα σε αυτόν και τη σταθερή κεφαλή και πιέζονται πάνω του με ελατήρια.

Εμβολοφόρος και περιστροφικός κινητήρας σε ένα Avadi

Με αυτή τη διάμετρο πιστονιού -μπορεί να αλλάξει ανάλογα με την επιθυμητή απόδοση και εφαρμογή όπως και η διαδρομή- ο κινητήρας έχει χωρητικότητα 250 κ.εκ. και αποδίδει 16 ίππους και 3,1 κιλά ροπής. Η ισχύς του σίγουρα δεν εντυπωσιάζει με την πρώτη ματιά, ωστόσο η μέγιστη τιμή κάνει την εμφάνισή της στις μόλις... 3.500 σ.α.λ. όπως και εκείνη της ροπής! Παράλληλα, η θερμική απόδοση φτάνει σύμφωνα με την Avadi στο εντυπωσιακό 42,12% (!), πάνω από το 35%-36% των καλύτερων μοτέρ βενζίνης και πιο κοντά σε εκείνο των diesel που βρίσκεται στο 45%-46%.

Η σαφώς υψηλότερη θερμική απόδοση προκύπτει από τις μικρότερες απώλειες λόγω των μειωμένων τριβών και των λιγότερων κινούμενων μηχανικών μερών, όπως οι εκκεντροφόροι και οι βαλβίδες, τη στιγμή που δεν χρειάζεται να μετατραπεί η παλινδρομική κίνηση του εμβόλου σε περιστροφική. Έτσι προκύπτει και σημαντική οικονομία σε καύσιμο.

Κέρδος προέρχεται και από το βάρος του μοτέρ που βρίσκεται στα 10,7 κιλά, χωρίς, ωστόσο σε αυτό το νούμερο να υπολογίζεται το βάρος ενός κιβωτίου ταχυτήτων. Το τελευταίο δεν απασχολεί τους ανθρώπους της αμερικάνικης εταιρείας που δεν "βλέπουν" το μοτέρ τους να χρησιμοποιείται σε κάποιο σμβατικό τουλάχιστον δίκυκλο.

Εμβολοφόρος και περιστροφικός κινητήρας σε ένα Avadi

Η Avadi έχει εξελίξει τον 4χρονο κινητήρα της για να χρησιμοποιηθεί σε μη επανδρωμένα και ελαφριά αεροσκάφη, μηχανοκίνητα αλεξίπτωτα πλαγιάς (παραμοτέρ) και μεγάλα drone, ενώ αργότερα θα εξελιχθεί για να λειτουργεί με πετρέλαιο ή ακόμη και με υδρογόνο. 

Το μοτέρ θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί σε υβριδικά συστήματα κίνησης στους τέσσερεις τροχούς (ή στους δύο) όπου ο ηλεκτρικός κινητήρας αναλαμβάνει αποκλειστικά την κίνηση, αλλά και ως range extender-γεννήτρια σε ηλεκτρικά με μεγάλη μπαταρία που λειτουργούν κυρίως με ρεύμα. Οι Αμερικανοί τον βλέπουν επίσης να εκτελεί απλά χρέη γεννήτριας αλλά να τοποθετείται και σε υβριδικά συστήματα βαρέων οχημάτων.

Αρχικός σχεδιαστής του συγκεκριμένου κινητήρα είναι ο Michael Arsenaeu ο οποίος ξεκίνησε να εργάζεται στο project πριν από δύο δεκαετίες, ωστόσο η ουσιαστική εξέλιξή του μοτέρ έγινε τα τελευταία 7-8 χρόνια. 

Ο Arsenaeu απομακρύνθηκε πριν από μερικούς μήνες από τον ρόλο του διευθύνοντα τεχνικού συμβούλου και τη θέση του πήρε ο Δρ. Δημήτριος Δάρδαλης! Απόφοιτος του πανεπιστημίου του Texas-Austin ο Έλληνας μηχανικός μηχανολόγος, με έρευνα επίσης πάνω στους κινητήρες με περιστρεφόμενο κύλινδρο (ο Dr. Δαρδάλης αναφέρεται σε αυτόν ως περιστρεφόμενο χιτώνιο, έχοντας κάνει πολλή δουλειά πάνω στη λύση RLE, ήτοι Rotating Liner Engine, με περιστρεφόμενο χιτώνιο), επανασχεδίασε το μοτέρ για να λύσει τα προβλήματα με την κεφαλή, μαζί με την συνεισφορά του Αμερικανού Mark Cherry που έδωσε τελικά την λύση.

Ετικέτες