Μοναδικό σχολείο από την Ohlins και την Extra Products

Σουηδικός χρυσός
Από τον

Βασίλη Καραχάλιο

7/12/2018

Σε μια εκδήλωση πρωτοποριακή για τα Ελληνικά δεδομένα, η Extra Products, αντιπρόσωπος των Öhlins, έδωσε την ευκαιρία σε αγωνιζόμενους και χομπίστες να δοκιμάσουν τις αναρτήσεις της στην πίστα MX της Χαλκίδας.
Υπάρχουν αναβάτες που ποτέ δεν ασχολούνται με τις αναρτήσεις τους, που μπορεί να είναι εντελώς αρρύθμιστες, προσπαθώντας να αναπληρώσουν το κενό με ιδρώτα, τύχη, κούραση και ταλέντο. Ή απλά νομίζουν πως έτσι είναι οι αναρτήσεις των χωματερών μοτοσυκλετών, και πως δεν αξίζει να ασχοληθεί κανείς μαζί τους. Υπάρχουν όμως και οι άλλοι, που εκτιμούν μια καλορυθμισμένη ανάρτηση, που ενδιαφέρονται να κατανοήσουν την λειτουργία τους για να γνωρίζουν τι κάνουν τα “κλικ” και τα “ρυθμιστήρια”, που έχουν διαβάσει τα πολύ βασικά στο manual κι ενδιαφέρονται να μάθουν κι άλλα για το στήσιμο της μοτοσυκλέτας τους. Ειδικά οι αγωνιζόμενοι, που κυνηγούν την καρό σημαία στο άλμα του τερματισμού ή τα δεκατάκια στις ειδικές, είναι πολλαπλά κερδισμένοι αν ξέρουν να στήσουν την μοτοσυκλέτα τους και να ρυθμίσουν τις αναρτήσεις τους. Εκτός όμως από τις στάνταρ αναρτήσεις, υπάρχουν και οι κορυφαίες aftermarket, όπως οι Öhlins.


Ο Kenth Öhlin, στα μέσα της δεκαετίας του ’70, γούσταρε πολύ το motocross. Παρατηρητικός καθώς ήταν, δεν άργησε να διαπιστώσει πως οι μοτοσυκλέτες είχαν πολύ περισσότερο γκάζι απ’ όσο μπορούσαν να διαχειριστούν οι αναρτήσεις τους, και σκέφτηκε πως μπορούσε να κάνει κάτι γι’ αυτό. Ξεκίνησε την Öhlins στο μηχανουργείο του πατέρα του το 1976, στο Väsby της Σουηδίας, κι αρχικά έφτιαχνε εξατμίσεις, βελτίωνε κινητήρες αλλά είχε το πάθος του με τις αναρτήσεις, που εμείς γνωρίσαμε στα δύο αμορτισέρ ITC των επίσης Σουηδικών Husqvarna.

Πολύ γρήγορα, το 1978, ήρθε το πρώτο παγκόσμιο πρωτάθλημα στo motocross, με τον Gennady Moiseev, με ΚΤΜ 250, κι από τότε, η Öhlins έχει κερδίσει αναρίθμητα παγκόσμια, σε κάθε μορφή μηχανοκίνητου αθλητισμού, με ό,τι κινείται, είτε έχει τροχούς είτε όχι, από μοτοσυκλέτες και αυτοκίνητα κάθε είδους ως snowmobiles και ταχύπλοα offshore, που μπορεί να μην έχουν αναρτήσεις στις γάστρες τους, αλλά έχουν αμορτισέρ Öhlins στα καθίσματά τους.

Από τις αρχές της δεκαετίας του ’80, ο Kenth Öhlin ξέχασε τις εξατμίσεις και τους κινητήρες κι επικεντρώθηκε στις αναρτήσεις, αρχικά μόνο με αμορτισέρ κι αργότερα και με πιρούνια. Φυσικά δεν το μετάνιωσε, ούτε και κανείς που έχει οδηγήσει τις αναρτήσεις του, ή ήταν αρκετά τυχερός να τις έχει στην μοτοσυκλέτα του. Τα “χρυσά” Öhlins έγιναν σύμβολα κορυφαίας ποιότητας και απόδοσης.

Υπάρχουν όμως και οι άλλοι, που εκτιμούν μια καλορυθμισμένη ανάρτηση

 

Πολύτιμη γνώση
Με πρωτοβουλία του Χρήστου Τασούλη, ιδιοκτήτη της Extra Products και αντιπροσώπου των Öhlins, δόθηκε η ευκαιρία της δοκιμής των Σουηδικών αναρτήσεων στην πίστα ΜΧ της Χαλκίδας. Οι αναβάτες που είχαν δηλώσει συμμετοχή μπορούσαν να έρθουν με τις δικές τους μοτοσυκλέτες, στις οποίες κορυφαίοι τεχνικοί αναρτήσεων όπως ο Σταύρος Γεωργακόπουλος φορούσαν πιρούνι και αμορτισέρ της Öhlins και τις ρύθμιζαν στα μέτρα του αναβάτη.

Πρώτα απ’ όλα στα κιλά του, φέρνοντας το στατικό sag και το sag με τον αναβάτη στις σωστές τιμές. Μετά από μερικούς γύρους, ο αναβάτης επέστρεφε στα πιτς όπου ο τεχνικός της Öhlins και Product Specialist MX & enduro, o Christopher Nilsson, άκουγε τις παρατηρήσεις του αναβάτη και έκανε επιπλέον ρυθμίσεις, αν χρειαζόταν. Μαζί του ο Christopher είχε φέρει ένα πολύτιμο αλουμινένιο κιβώτιο γεμάτο πιρούνια και αμορτισέρ…


Υπήρχε όμως και η ευκαιρία να οδηγήσουν οι συμμετέχοντες και ήδη έτοιμες μοτοσυκλέτες με Öhlins, μοντέλα της ΚΤΜ, της Yamaha και της GASGAS το Σάββατο, με επιπλέον Honda και ΒΕΤΑ την Κυριακή. Κι αυτές ρυθμίζονταν στα μέτρα του αναβάτη, με πρώτο το sag, διαδικασία που γινόταν πολύ πιο εύκολη και ακριβής με το ειδικό ηλεκτρονικό όργανο Slacker που αντιπροσωπεύει η Extra Products.

Ο Christopher Nilsson ήταν μια ανεξάντλητη πηγή γνώσης για την ρύθμιση και την λειτουργία των αναρτήσεων, κι εξήγησε τι προσπαθούμε να πετύχουμε με το στήσιμο της μοτοσυκλέτας, και πώς να το καταφέρουμε. Οι ρυθμίσεις των αποσβέσεων έρχονται μετά από τα κατάλληλα ελατήρια για το βάρος και το οδηγικό επίπεδο του αναβάτη, και την ρύθμιση της προφόρτισης. Πολύ σημαντική μας είπε πως είναι μια πρώτη “βόλτα” πάνω-κάτω σε μια ομαλή ευθεία, μόνο και μόνο για να διαπιστώσει ο αναβάτης αν η μοτοσυκλέτα έχει ουδέτερη στάση, και δεν κάθεται περισσότερο μπροστά ή πίσω. H ισορροπία αυτή μεταξύ εμπρός και πίσω ανάρτησης είναι το κλειδί για την συμπεριφορά της μοτοσυκλέτας, και η βάση για να έχουν νόημα οποιεσδήποτε περαιτέρω ρυθμίσεις.

Μετά έρχονται οι ρυθμίσεις των αποσβέσεων, με στόχο την συνεχή επαφή των τροχών με το έδαφος και την απορρόφηση των ανωμαλιών, κάτι που όταν το πετύχουμε αυξάνει την ασφάλεια του αναβάτη, την αυτοπεποίθησή του και την άνεση, αφήνοντάς τον απερίσπαστο να απολαύσει την οδήγηση και να κατεβάσει τους χρόνους του, με μικρότερη προσπάθεια απ’ ότι πριν.

“Μετά από χρόνια δοκιμάζοντας ρυθμίσεις αναρτήσεων με αναβάτες απ΄όλο τον κόσμο, έχω διαπιστώσει πως οι κύριες απαιτήσεις τους από τις αναρτήσεις είναι η πρόσφυση μαζί με άνεση και ομαλή λειτουργία στις μικρές κοφτές ανωμαλίες, ταυτόχρονα όμως να έχουν την δυνατότητα απορρόφησης των μεγάλων χτυπημάτων. Κανονικά αυτά τα δύο δεν συνδυάζονται, αλλά όχι πια! Με το σύστημα TTX FLOW, η ανάρτηση έχει μαλακή αίσθηση όταν χρειάζεται να είναι μαλακή, και σφικτή όταν οι περιστάσεις το απαιτούν.
Καθώς οι αναρτήσεις λειτουργούν ομαλά, άνετα και προβλέψιμα, μην αφήνοντας τους τροχούς να χάσουν την επαφή τους με το έδαφος, οι αναβάτες αποκτούν αυτοπεποίθηση και αισθάνονται ασφαλείς. Έτσι, ο αναβάτης μπορεί να χαλαρώσει και να οδηγήσει καλύτερα, εξοικονομώντας ενέργεια ενώ πηγαίνει το ίδιο γρήγορα ή και πιο γρήγορα!”
, έλεγε ο Christopher Nilsson. Μας είπε επίσης πως είναι πιο εύκολο να συνεργάζεται κανείς με επαγγελματίες αναβάτες, γιατί ξέρουν τι θέλουν κι από την στιγμή που βρεθεί το ιδανικό στήσιμο της μοτοσυκλέτας τους, ελάχιστες ρυθμίσεις γίνονται από κει και πέρα, ένα ή δύο κλικ, ανάλογα με τις συνθήκες. Ήταν η πρώτη του φορά στην Ελλάδα, “δεν μπορώ να καταλάβω πως έγινε αυτό, όλοι οι φίλοι μου έχουν έρθει για διακοπές, κι εγώ όχι!”, έλεγε. Κι όταν βρήκε την ευκαιρία, μπήκε με ένα ΚΤΜ στην πίστα κι έκανε αρκετούς γύρους “αλλά κουράστηκα, χρειάζομαι περισσότερη προπόνηση!”.

 

Τεχνολογία TTX Flow
Όταν στόχος σου είναι να συνδυάσεις τα ασύμβατα, χρειάζεται να εξελίξεις κάτι νέο για να το πετύχεις. Στην περίπτωσή μας, η Öhlins χρησιμοποιούσε ήδη το σύστημα Twin Tube (το TT της ονομασίας του, το Χ σημαίνει πλήρεις ρυθμίσεις), οπότε έπρεπε να βρει έναν τρόπο για να αυξήσει την ροή του λαδιού – το Flow.

Η νέα βαλβίδα απόσβεσης συμπίεσης έχει την κατάλληλη σχεδίαση ώστε να μπορεί να επιτελεί και την λειτουργία high speed χωρίς να απαιτείται ξεχωριστή ρύθμισή της εξωτερικά, απλοποιώντας τις ρυθμίσεις

Όταν συμπιέζονται τα συμβατικά αμορτισέρ και το έμβολο σπρώχνει το λάδι, πάνω από το έμβολο έχουμε μεγάλη πίεση αλλά από κάτω του ελάχιστη ή υποπίεση, οπότε παρατηρείται το φαινόμενο της σπηλαίωσης, όπου δημιουργούνται κενά, αέρας αναμιγνύεται με το λιπαντικό κι αντίο απόσβεση και ομαλή λειτουργία, το αμορτισέρ δεν μπορεί να ανταπεξέλθει στο επόμενο χτύπημα. Κι αν λάβει κανείς υπόψη του πως το αμορτισέρ καλείται να ανταποκριθεί ταυτόχρονα σε εντελώς διαφορετικές απαιτήσεις (για παράδειγμα, ενώ η ανάρτηση συμπιέζεται πολύ στην ράμπα ενός άλματος, ταυτόχρονα να αποσβέσει και πέτρες ή μικρές κοφτές ανωμαλίες), και να πρέπει να μπορεί να αντιδρά στα πάντα αλλά να τα “ξεχνάει” κιόλας αμέσως, μέσα σε ένα εκατοστό του δευτερολέπτου, όπως λέει η Öhlins, για να είναι έτοιμο για το επόμενο χτύπημα, τότε τα πράγματα φαίνονται πολύ δύσκολα. Κι όμως, η λύση ήταν απλή, αρκεί βέβαια να μπορέσει κάποιος να την σκεφτεί:

Η εξίσωση της πίεσης ανάμεσα στο πάνω και το κάτω μέρος του εμβόλου, κάτι που γίνεται με διόδους που επιστρέφουν το λάδι στο κάτω μέρος του εμβόλου. Για να μπορεί το αμορτισέρ να διαχειριστεί μεγάλο όγκο ροής λαδιού, φτιάχτηκε μια καινούργια κυλινδρική βαλβίδα ελέγχου της διεύθυνσης της ροής του λαδιού, που παίζει και τον ρόλο της hi speed απόσβεσης συμπίεσης – γι’ αυτό και δεν υπάρχει πια εξωτερική ρύθμισή της, απλοποιώντας τις ρυθμίσεις και κάνοντάς τις πιο εύκολες για τον χομπίστα αναβάτη, σε σχέση με τον εξειδικευμένο τεχνικό αναρτήσεων. Ούτε εργαλείο δεν χρειάζεται, η συμπίεση ρυθμίζεται με το χέρι, όπως και η επαναφορά, στο κάτω μέρος του αμορτισέρ. Για περιπτώσεις που είναι δύσκολη η πρόσβαση, η επαναφορά ρυθμίζεται και με ένα μακρύ κλειδί άλλεν.


Χάρη στην εξίσωση της πίεσης ανάμεσα στο πάνω και το κάτω μέρος του εμβόλου, σε συνδυασμό με την βαλβίδα ελέγχου της ροής, το σύστημα μπορεί να διαχειριστεί μεγάλο όγκο ροής λαδιού (με αντίστοιχα μεγάλα ανοίγματα της βαλβίδας) ενώ ταυτόχρονα μπορεί να ανοίγει και να κλείνει σε ελάχιστο χρόνο. Επιπλέον, χάρη στην σχεδίαση της βαλβίδας, όσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα κίνησης του εμβόλου, τόσο μεγαλύτερος όγκος λαδιού μπορεί να περάσει από την βαλβίδα ελέγχου της συμπίεσης, οπότε δεν χρειάζεται και εξωτερική ρύθμιση high speed απόσβεσης συμπίεσης. Έτσι, καταφέρνει να απορροφά πλήρως τα μικρά χτυπήματα αλλά και να κρατά το πλαίσιο σταθερό στα μεγάλα, χωρίς ο τροχός να χάνει την επαφή του με το έδαφος και την πρόσφυσή του. Με την αυξημένη πρόσφυση σε συνδυασμό με την σταθεροποίηση του πλαισίου και την άνεση του αναβάτη, η συμπεριφορά της μοτοσυκλέτας γίνεται πιο προβλέψιμη, κι αφήνει τον αναβάτη να ασχοληθεί απερίσπαστος με την οδήγηση, χωρίς να του αποσπά την προσοχή συνέχεια, σε κάθε πετρούλα και ανωμαλία. Επιπλέον, η εύρεση των ιδανικών ρυθμίσεων είναι πολύ πιο εύκολη, καθώς έχει μειωθεί ο αριθμός των “κλικ” στα 12 (ενώ διατηρούν το ίδιο εύρος ρύθμισης με πριν). Αντίστοιχη μείωση στα κλικ (11) έχουμε και στην ρύθμιση της απόσβεσης επαναφοράς, όπου η βελόνα ελέγχου της ροής μετακινείται από ένα οδοντωτό έκκεντρο, για να υπάρχει ακρίβεια στην θέση της βελόνας. Όπως μας είπε και ο Christopher Nilsson, από την στιγμή που ο αναβάτης θα βρει τις ιδανικές για κείνον ρυθμίσεις, δεν θα χρειαστεί να κάνει πάνω από ένα κλικ πιο σκληρό ή πιο μαλακό, για διαφορετικά εδάφη και συνθήκες.

Ο Χρήστος Τασούλης, αντιπρόσωπος των Öhlins, παρέα με τον Christopher Nilsson, Product Specialist MX & Enduro της Öhlins

 

Το TTX Flow έχει και διαφορετικό κολάρο προφόρτισης του ελατηρίου, όχι πλαστικό, που όπως λέει η Öhlins κολλάει μόλις μπει στις σπείρες βρώμα και λάσπη, ούτε αλουμινένια δαχτυλίδια, που υποφέρουν μόλις οι βάρβαροι τους επιτεθούν με σφυριά και κατσαβίδια, αλλά ατσάλινo, για την μέγιστη αντοχή. Η αλλαγή του ελατηρίου γίνεται πιο εύκολα, χάρη σε ένα νέο κολάρο στην βάση, ενώ μπορούν να χρησιμοποιηθούν τα ίδια ελατήρια με την προηγούμενη γενιά αμορτισέρ. Το δαχτυλίδι της προφόρτισης έχει και μια εγκοπή που το κάνει να γυρίζει μαζί με το ελατήριο, οπότε περιστρέφοντας το ελατήριο με το χέρι ή με το ειδικό και πολύ έξυπνο εργαλείο της Öhlins, αυξάνεις ή μειώνεις την προφόρτιση χωρίς να χρειάζεται να κοπανάς το κολάρο με σφυροκάλεμο...
Μεγαλύτερης αντοχής είναι οι εσωτερικοί μηχανισμοί του αμορτισέρ, για αύξηση της διάρκειας ζωής του αμορτισέρ, ενώ βελτιωμένο είναι το ελαστομερές bump stop στον άξονά του, για πιο ομαλό τερμάτισμα. Και το bump stop είναι μέρος του αμορτισέρ, προσθέτοντας μια επιπλέον απορρόφηση ενέργειας προς το τέλος της διαδρομής του, και κάνοντας το τερμάτισμα, όταν συμβεί, πολύ ομαλό. Νέα σχεδίαση έχουν και τα αμορτισέρ PDS για τα χωρίς μοχλικό enduro της ΚΤΜ, για μεγαλύτερη ευαισθησία στην λειτουργία τους και πιο ομαλό τερμάτισμα. Το σύστημα PDS ήταν πατέντα της Öhlins, κι όχι της WP, αλλά αυτό είναι μια άλλη ιστορία. Η λειτουργία της απόσβεσης συμπίεσής του, με την βελόνα, ήταν παρόμοια με των δύο αμορτισέρ ITC που φόραγαν τα Husqvarna έως και το 1984.


Ιδιαίτερη σημασία έχει δοθεί τόσο στην αντοχή και την αξιοπιστία του αμορτισέρ, πέρα από την λειτουργία του, αλλά και στην ευκολία ρύθμισης και συντήρησής του.

Πολύ σημαντικό είναι πως το σύστημα TTX Flow διαχωρίζει πλήρως τις αποσβέσεις συμπίεσης και επαναφοράς, κάτι που δεν συμβαίνει στα συμβατικά αμορτισέρ, όπου η μεταβολή της επαναφοράς φέρνει και μια αντίστοιχη μεταβολή στην συμπίεση, σε ένα ποσοστό ανάμεσα από 10 και 15%.

Αυτό είναι κάτι που οι περισσότεροι που προσπαθούν να ρυθμίσουν το αμορτισέρ τους δεν λαμβάνουν υπόψη.

 

Το πιρούνι: RXF 48S
Για το 2018, η Öhlins κάνει ένα ακόμα βήμα στην εξέλιξη του motocross πιρουνιού της, με εσωτερικές αλλά και εξωτερικές αλλαγές. Οι τελευταίες είναι οι ίδιες που έγιναν και στα cartridge kit του ’18 για τα στάνταρ πιρούνια των motocross και enduro, με επανασχεδίαση των βαλβίδων αλλά και νέο setting. Με την εμφάνισή τους δεν μπορείς να μην εντυπωσιαστείς. Οι χρυσές μπουκάλες, οι ρυθμίσεις της συμπίεσης υπό γωνία στο πάνω μέρος τους, οι μπλε ξύστρες, τα καλάμια με την χρυσή titanium nitride επίστρωση, οι μπότες στο κάτω μέρος που είναι από πιο σκληρό υλικό για αντοχή στα χτυπήματα, οι βίδες τιτανίου, οι μαύρες επικαλαμίδες που κάνουν αντίθεση με όλα τα υπόλοιπα...

Αξίζουν δυό λόγια για την επίστρωση TiN στα καλάμια, ένα εξαιρετικά σκληρό κεραμικό υλικό που όχι μόνο ομορφαίνει το πιρούνι, αλλά προστατεύει τα καλάμια από μικροχτυπήματα και φθορά, ενώ παράλληλα μειώνει την τριβή και την φθορά των κουζινέτων εσωτερικά. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η επίστρωση έχει πάχος μόλις 5 μικρά, δηλαδή 5 χιλιοστά του χιλιοστού.

Το RXF 48S έχει υδραυλικά στοπ για το τερμάτισμα, που έτσι πολύ δύσκολα γίνεται αισθητό, όπως και ελατήρια και ελαστομερή για το τερμάτισμα σε έκταση, που κι αυτό γίνεται πολύ ομαλά. Είναι σχεδιασμένο να λειτουργεί με τα ειδικά λιπαντικά της Öhlins.


Πέρα από το κορυφαίας ποιότητας εσωτερικό, τα φυσίγγια των 22mm (τα cartridge) στο εσωτερικό του είναι που κάνουν την διαφορά.

Λειτουργούν κι αυτά με το σύστημα TTX, το twin tube, με την βοήθεια ενός θαλάμου όπου βρίσκεται άζωτο υπό πίεση, έτσι ώστε να μπορεί να διατηρεί την πίεση στο λιπαντικό ίδια, τόσο πάνω από το έμβολο, όσο και από κάτω του. Το σύστημα είναι ανάλογο με αυτό του αμορτισέρ, κι αυτό που πετυχαίνει είναι η εξαιρετικά γρήγορη απόκριση στις μεταβολές, αποτρέποντας παράλληλα την σπηλαίωση που συμβαίνει όταν φυσαλίδες αέρα ανακατεύονται με το λάδι, μειώνοντας την απόδοση του αμορτισέρ.

Για μεγαλύτερη ευαισθησία στην λειτουργία, και το εσωτερικό των φυσιγγίων έχει αντιτριβική κατεργασία. Για όσους δεν μπορούν να αγοράσουν το πιρούνι, αλλά θέλουν την ποιοτική λειτουργία των Öhlins στο στάνταρ πιρούνι τους, είναι διαθέσιμα τα cartridge kit TTX 22, που αντικαθιστούν τα στάνταρ cartridge.

 

 

 

 

Ο Νίκος Λυρίου, πρωταθλητής Ελλάδας στην ΜΧ2, σετάρει τα Öhlins που φορέθηκαν στο ΚΤΜ του
 

 

To ίδιο ισχύει και για όσους έχουν κάποιο motocross με πιρούνι αέρα, χωρίς ελατήρια, έχουν αγανακτήσει με τις μπελαλίδικες ρυθμίσεις του και θέλουν να επιστρέψουν στα ελατήρια για να βρουν την ησυχία τους.
Το αμορτισέρ TTX Flow, το πιρούνι RXF48S και το cartridge kit TTX 22 είναι διαθέσιμα για όλα τα πρόσφατα μοντέλα των KTM, Husqvarna, Honda, Yamaha, Suzuki, Kawasaki, Beta, και Sherco, motocross και enduro.

Το cartridge kit TTX 22 υπάρχει στο εσωτερικό του πιρουνιού RXF48S, αλλά μπορεί να φορεθεί και σε όλα τα πρόσφατα στάνταρ πιρούνια των ΜΧ και των Enduro


 

Συστήματα κίνησης εκκεντροφόρων και βαλβίδων: Η ανωτερότητα των γραναζιών και η απόλυτη κυριαρχία της αλυσίδας

Όταν τα μέταλλα συμπεριφέρονται ως λάστιχα
Μπάμπη Μέντη
Από τον

Μπάμπη Μέντη

7/9/2022

Σε έναν τετράχρονο κινητήρα, για κάθε δύο πλήρεις περιστροφές του στροφάλου πρέπει να έχουμε μια πλήρη περιστροφή του εκκεντροφόρου (2:1). Για να το πετύχουμε αυτό χρειαζόμαστε ένα σύστημα υποπολλαπλασιασμού, δηλαδή έναν μηχανισμό που να μειώνει στο μισό τις στροφές που περιστρέφεται ο εκκεντροφόρος σε σχέση με τον στρόφαλο.

Η απλούστερη λύση είναι να βάλουμε στην άκρη του στροφάλου ένα μικρό γρανάζι και στην άκρη του εκκεντροφόρου ένα γρανάζι με διπλάσιο μέγεθος από εκείνο του στροφάλου.

Αυτό θα ήταν πολύ εύκολο να γίνει αν η απόσταση μεταξύ στροφάλου και εκκεντροφόρου ήταν πολύ μικρή, ώστε τα δύο γρανάζια να έχουν άμεση επαφή μεταξύ τους.

Στην πραγματικότητα όμως η απόσταση που χωρίζει τον εκκεντροφόρο από τον στρόφαλο είναι πολύ μεγαλύτερη απ’ όσο θα μας βόλευε για να κάνουμε την δουλειά μας μόνο με δύο γρανάζια.

Έτσι οι σχεδιαστές κινητήρων είναι αναγκασμένοι να φτιάξουν έναν πιο περίπλοκο μηχανισμό για την μεταφορά της κίνησης από τον στρόφαλο προς τον εκκεντροφόρο.

Έως σήμερα, έχουμε δει στον κόσμο της μοτοσυκλέτας κινητήρες με ωστήρια, κινητήρες με άξονα, κινητήρες με ιμάντα, κινητήρες με αλυσίδα, κινητήρες με γρανάζια και κινητήρες που έχουν και αλυσίδα και γρανάζια ταυτόχρονα!

Από όλα αυτά τα διαφορετικά συστήματα κίνησης των εκκεντροφόρων, η αλυσίδα έχει κυριαρχήσει απόλυτα στους κινητήρες παραγωγής μοτοσυκλετών, με τους ιμάντες, τα γρανάζια και τα ωστήρια να αποτελούν σπάνιες εξαιρέσεις του κανόνα σε έναν σύγχρονο κινητήρα παραγωγής.

 

Κατασκευαστικά, ο φτηνότερος και ταχύτερος τρόπος για να μεταφέρεις την κίνηση από τον στρόφαλο στον εκκεντροφόρο και τις βαλβίδες είναι η χρήση ωστηρίων.

Τοποθετώντας τον εκκεντροφόρο πολύ κοντά στο στρόφαλο (μέσα στα κάρτερ) μεταφέρεις την κίνηση με τη βοήθεια μιας μικρής αλυσίδας. Από τον εκκεντροφόρο στα κάρτερ, μεταφέρεις την παλινδρομική πλέον κίνηση στην κεφαλή του κινητήρα χρησιμοποιώντας μεταλλικές ράβδους (ωστήρια). Εκεί στην κεφαλή έχεις μία “τραμπάλα” δηλαδή ένα “κοκκοράκι” όπου στη μία άκρη το σπρώχνει προς τα πάνω το ωστήριο και στην άλλη άκρη πιέζει προς τα κάτω την βαλβίδα και το ελατήριο επαναφοράς.

Τα βασικά μειονεκτήματα αυτού του είδους μηχανισμού έχει να κάνει κυρίως με το φαινόμενο διαστολής των μετάλλων όταν ζεσταίνονται και το βάρος των μεγάλων εξαρτημάτων που παλινδρομούν.  

Καθώς τα ωστήρια έχουν μεγάλο μήκος για να καλύψουν την απόσταση από τα κάρτερ έως την κεφαλή, το μήκος τους μεταβάλλεται έντονα όταν ο κινητήρας έρχεται σε θερμοκρασία λειτουργίας. Οπότε σχεδιάζοντας έναν κινητήρα με ωστήρια για την κίνηση των βαλβίδων, θα πρέπει να υπολογίσεις πολύ μεγάλα διάκενα.

Τα πολύ μεγάλα διάκενα δημιουργούν έντονους μηχανικούς θορύβους μέχρι να έρθει σε θερμοκρασία λειτουργίας ο κινητήρας. Έτσι στους κινητήρες με ωστήρια που προορίζονται για καθημερινή χρήση, χρησιμοποιούν μεταξύ του εκκεντροφόρου και του ωστηρίου “μεταλλικές κάψουλες” που περιέχουν λάδι κινητήρα ή για να είμαστε πιο ακριβείς στην περιγραφή θα μπορούσαμε να τα αποκαλέσουμε φυσίγγια με λάδι.

Η πίεση λαδιού (η οποία μεταβάλλεται από τις στροφές του κινητήρα και ελαφρώς από την θερμοκρασία, η οποία επηρεάζει και την ρευστότητα του λαδιού) μέσα σε αυτές τις μεταλλικές κάψουλες/φυσίγγια δημιουργεί ένα “μαξιλαράκι” που “μαζεύει” τα διάκενα σε όλο το φάσμα των στροφών. Τέτοιες “κάψουλες” χρησιμοποιούνται και σε κινητήρες με επικεφαλής εκκεντροφόρους, οπότε όπου διαβάζετε πως ένας κινητήρας έχει “υδραυλικές, αυτορυθμιζόμενες βαλβίδες” σημαίνει πως τα διάκενα μεταξύ εκκεντροφόρου και βαλβίδας διατηρούνται στο επιθυμητό επίπεδο χάρη σε αυτές τις κάψουλες με λάδι (hydraulic lifters).

Όλα σχεδόν τα σύγχρονα αυτοκίνητα έχουν τέτοιες “κάψουλες”, ενώ στις μοτοσυκλέτες τις χρησιμοποίησε η Honda στις αρχές των 90ies στο Pacific Coast 800 (V2 κινητήρας βασισμένος στον κινητήρα του XLV 750) και τώρα η Harley Davidson στον νέο υγρόψυκτο κινητήρα του Panamerica 1250.

Πρακτικά αυτοί οι κινητήρες δεν χρειάζονται ποτέ ρύθμιση βαλβίδων, όμως καλό είναι να γίνεται ένας έλεγχος, διότι πάντα υπάρχει η πιθανότητα κάποια από αυτές τις κάψουλες να μην μπορεί να διατηρήσει τη σωστή πίεση λαδιού.

Οι κινητήρες με ωστήρια και υδραυλικά αυτορυθμιζόμενες βαλβίδες μπορούν να ανεβάσουν χωρίς ιδιαίτερο πρόβλημα έως και τις 8.000 στροφές. Όμως στους αγωνιστικούς κινητήρες με ωστήρια που χρησιμοποιούνται στους αμερικάνικους αγώνες dragster και NASCAR (οι κανονισμοί επιβάλουν τη χρήση ωστηρίων) οι οποίοι έχουν κόφτη στις 10.000-11.000 στροφές, οι σχεδιαστές χρησιμοποιούν συμπαγείς “καψουλες” με καπελότα ή συμπαγείς “κάψουλες” με τη ρύθμιση του διάκενου να γίνεται πάνω στην κεφαλή μεταξύ κοκκοράκι/βαλβίδας με κόντρα-παξιμάδι.

Ο βασικός λόγος που ακόμα και σήμερα χρησιμοποιούν ωστήρια σε σύγχρονους κινητήρες (αμερικάνικης σχεδίασης και κατασκευής στην πλειοψηφία τους) είναι πως αυτού του τύπου το σύστημα κίνησης εκκεντροφόρου/βαλβίδας “συγχωρεί” πολλές ατέλειες στην κατασκευή των εξαρτημάτων ενός κινητήρα και μπορείς να έχεις υψηλό ρυθμό παραγωγής και “χαλαρό” ποιοτικό έλεγχο. Αντιθέτως όλα τα υπόλοιπα συστήματα κίνησης εκκεντροφόρου/βαλβίδας απαιτούν πολύ πιο αυστηρό ποιοτικό έλεγχο, διότι το παραμικρό κατασκευαστικό σφάλμα θα έχει καταστροφικές συνέπιες για τον κινητήρα.

Είναι πολύ σημαντικό να καταλάβουμε πως στις γραμμές παραγωγής οι άνθρωποι και τα ρομπότ δεν ελέγχουν ένα-ένα τα εξαρτήματα ενός κινητήρα. Αυτό υποτίθεται πως έχει γίνει πριν, δηλαδή κατά την διαδικασία κατασκευής των εξαρτημάτων. Τα συστήματα κίνησης των βαλβίδων με ωστήρια, αφήνουν πολύ μεγάλα περιθώρια ρύθμισης στις γραμμές συναρμολόγησης ενός κινητήρα και μπορείς να φτιάξεις έναν απόλυτα λειτουργικό κινητήρα που θα αντέξει εκατοντάδες χιλιάδες χιλιόμετρα, ακόμα κι αν το μήκος των ωστηρίων δεν είναι ακριβώς ίδιο!

Άλλο ένα πλεονέκτημα των συστημάτων κίνησης των βαλβίδων με ωστήρια είναι το πολύ μικρότερο ύψος της κεφαλής. Αυτό μπορεί να μην έχει σχέση με την απόδοση του κινητήρα, όμως έχει σχέση με την χωροταξία και την αισθητική των μοτοσυκλετών. Ποτέ δεν πρόκειται να πετύχεις τη χαμηλή και μακριά σιλουέτα μιας Brough Superior ή μιας Indian του 1930 χρησιμοποιώντας κινητήρα με εκκεντροφόρο επικεφαλής.

Τι γίνεται όμως όταν θέλεις να φτιάξεις έναν κινητήρα που έχει κόφτη πάνω από τις 10.000 στροφές; Σε αυτή την περίπτωση η ακρίβεια στη μεταφορά της κίνησης είναι κρίσιμη και τα ωστήρια δεν μπορούν να την προσφέρουν.

Όσο παράξενο κι αν ακούγεται, η συμπεριφορά των κινούμενων και περιστρεφόμενων μετάλλων ενός κινητήρα στις υψηλές στροφές θυμίζει περισσότερο λάστιχο παρά κάποιο συμπαγές και άκαμπτο υλικό.

Πέρα από τη διαστολή των μετάλλων όταν ζεσταίνονται, τα ίδια τα μέταλλα παρουσιάζουν ελαστικότητες λόγω των ισχυρών δυνάμεων που τους ασκούνται.

Καθώς η συμπίεση του μείγματος μέσα στο θάλαμο καύσης έχει πρωταγωνιστικό ρόλο στην ταχύτητα και την ποιότητα της καύσης στις υψηλές στροφές, οι βαλβίδες θα πρέπει να σφραγίζουν τον θάλαμο καύσης τη στιγμή που έχουν σχεδιαστεί να το κάνουν με όσο το δυνατόν μικρότερη απόκλιση.

Απόκλιση πάντα θα υπάρχει διότι όλα τα ζωτικά κινούμενα εξαρτήματα ενός κινητήρα θα πρέπει να έχουν μεταξύ τους διάκενα, ώστε να περνά το λάδι ανάμεσά τους και να αποφεύγεται η καταστροφική επαφή μεταξύ τους. Όμως όσο μεγαλύτερη είναι η απόκλιση, τόσο μεγαλύτερη η πτώση της συμπίεσης στις υψηλές στροφές, οπότε… αντίο ιπποδύναμη!

Ο καλύτερος τρόπος για να μειώσεις στο ελάχιστο την απόκλιση μεταξύ του θεωρητικού και του πραγματικού χρονισμού των βαλβίδων στις υψηλές στροφές είναι να φέρεις τον εκκεντροφόρο όσο πιο κοντά γίνεται στις βαλβίδες.  

Μειώνοντας το μέγεθος και τον αριθμό των μεταλλικών εξαρτημάτων μεταξύ εκκεντροφόρου και βαλβίδας, αυτομάτως μειώνεις τις επιπτώσεις από τη διαστολή των μετάλλων και μειώνεις τον αριθμό των διάκενων, οπότε η βαλβίδα ακολουθεί όσο πιο πιστά γίνεται τις εντολές του εκκεντροφόρου. Όλοι οι αγωνιστικοί κινητήρες έχουν εκκεντροφόρους επικεφαλής (εξαιρούνται τα αγωνιστικά Nascar και τα Dragster στις ΗΠΑ λόγω κανονισμών που επιβάλουν τα ωστήρια).

 

Όμως ανεβάζοντας τον εκκεντροφόρο στην κεφαλή, αυτομάτως τον απομακρύνεις από τον στρόφαλο.  

Σαφώς η μεταφορά της περιστροφικής κίνησης του στροφάλου προς τον εκκεντροφόρο ο οποίος επίσης περιστρέφεται είναι πιο απλή υπόθεση από την μεταφορά και μετατροπή της περιστροφικής κίνησης του εκκεντροφόρου σε παλινδρομική στις βαλβίδες, όμως το “πιο απλή” δεν σημαίνει πως είναι “απλή”.

Θυμάστε που είπαμε πιο πάνω πως τα μέταλλα συμπεριφέρονται σαν λάστιχα στις υψηλές στροφές; Ακριβώς αυτό συμβαίνει και με τη μεταφορά της κίνησης από τον στρόφαλο προς τον εκκεντροφόρο στην κεφαλή.

Η χρήση αλυσίδας είναι η πιο διαδεδομένη πρακτική στις μέρες μας, διότι είναι η δεύτερη φτηνότερη λύση κατασκευαστικά μετά τα ωστήρια και συγχωρεί κάποια μικρά κατασκευαστικά λάθη στις γραμμές παραγωγής.

Καθώς το μήκος της είναι αρκετά μεγάλο (μεγαλύτερο απ’ όσο πραγματικά χρειάζεται για να διευκολύνει τους εργάτες στη συναρμολόγηση), η χρήση τεντωτήρα και γλίστρας είναι απαραίτητη για να μαζεύει τα μπόσικα, κυρίως όμως για να μειώνει στο ελάχιστο τον θόρυβο στους κινητήρες παραγωγής.

Όσο καλές κι αν έχουν γίνει οι αλυσίδες σε ποιότητα σήμερα (χειρότερες έχουν γίνει αλλά αυτό είναι μια άλλη ιστορία…) οι αλυσίδες πάντα θα ξεχειλώνουν και πάντα θα καθυστερούν να μεταφέρουν την κίνηση του στροφάλου προς τον εκκεντροφόρο στις πολύ υψηλές στροφές, ρίχνοντας τη συμπίεση στο θάλαμο καύσης, οπότε και την ιπποδύναμη.

Μια εξίσου φτηνή λύση κατασκευαστικά που έχει λιγότερα προβλήματα από τη διαστολή των μετάλλων και τα διάκενα μεταξύ των μετάλλων, είναι η αντικατάσταση της αλυσίδας με ιμάντα.

Ο ιμάντας δεν μεταβάλει το μήκος του όταν ζεσταίνεται (οι περισσότεροι κατασκευάζονται από ίνες Kevlar ή carbon) και δεν “ξεχειλώνει” τόσο έντονα όσο η αλυσίδα στις πολύ υψηλές στροφές, όμως έχει περιορισμένη διάρκεια ζωής, διότι το λάστιχο που περιβάλει τις ίνες kavlar/carbon δεν αγαπάει καθόλου τις υψηλές θερμοκρασίες και καταστρέφεται.

Ιμάντες χρησιμοποίησε η Ducati στους V2 κινητήρες της από τις αρχές της δεκαετίας του ’80 με σκοπό για να μειώσει το κόστος κατασκευής και τον θόρυβο, αντικαθιστώντας το σύστημα με άξονα (Bevel) που χρησιμοποιούσε έως τότε.

Οι ιμάντες έγιναν δημοφιλείς και στους κινητήρες αυτοκινήτων, λόγω του χαμηλού θορύβου, όμως το ακριβό κόστος αντικατάστασής τους και η αμέλεια (ασχετοσύνη…) των οδηγών αυτοκινήτων για την ανάγκη αντικατάστασής τους (αυστηρά κάθε πέντε χρόνια ανεξαρτήτως χιλιομέτρων) έχει κάνει τους κατασκευαστές να επιστρέφουν στις αλυσίδες.

Στα μειονεκτήματα του ιμάντα θα πρέπει να προσθέσουμε και το μεγαλύτερο πλάτος του σε σχέση με την αλυσίδα. Αν μιλάμε για ένα στενό V2 δεν υπάρχει πρόβλημα, όμως αν μιλάμε για τετρακύλινδρο εν σειρά τότε το μειονέκτημα γίνεται πονοκέφαλος για τον σχεδιασμό του πλαισίου μιας σπορ μοτοσυκλέτας.

Η χρήση άξονα για την μεταφορά της κίνησης από τον στρόφαλο προς τον εκκεντροφόρο ήταν η πιο συνηθισμένη επιλογή για τους κινητήρες με επικεφαλής εκκεντροφόρο έως τον Β’ Παγκόσμιο Πόλεμο και παρέμεινε αρκετά δημοφιλής στους αγωνιστικούς κινητήρες έως τη δεκαετία του ’60 διότι προσφέρει εξαιρετική ακρίβεια στη μεταφορά της κίνησης, ακόμα και στις πολύ υψηλές στροφές.

Το βασικό του μειονέκτημα είναι φυσικά το υψηλό κόστος κατασκευής, όχι μόνο λόγω των ακριβότερων και δύσκολων στην κατασκευή εξαρτημάτων του, αλλά και λόγω του χρόνου συναρμολόγησης που απαιτεί στις γραμμές παραγωγής. Εντελώς ακατάλληλο δηλαδή για μαζική παραγωγή σε οχήματα ευρείας κατανάλωσης.

Εξίσου σημαντικό πρόβλημα είναι και ο όγκος που προσθέτει στα κάρτερ και την κεφαλή το ζεύγος γραναζιών στις άκρες του άξονα, αλλά και το μεγάλο συνολικό βάρος του μηχανισμού για μια σπορ ή αγωνιστική μοτοσυκλέτα.

Αν θέλεις να έχεις έναν μικρών εξωτερικών διαστάσεων και ελαφρύ κινητήρα όπως εκείνοι που χρησιμοποιούν αλυσίδα, αλλά την ίδια στιγμή να έχεις το επίπεδο ακρίβειας του άξονα, τότε η μόνη λύση είναι να χρησιμοποιήσεις μια συστοιχία από γρανάζια υποπολλαπλασιασμού.

Πρόκειται για το σύστημα που χρησιμοποιούν όλοι οι κατασκευαστές κινητήρων στη Formula 1 και τα MotoGP, δηλαδή σε κινητήρες που δουλεύουν πάνω από τις 16.000 στροφές και παράγουν σοβαρές ιπποδυνάμεις έως και τις 20.000 στροφές.

Είναι απόλυτα σημαντικό να καταλάβουμε τη διαφορά μεταξύ ενός κινητήρα που έχει κόφτη στροφών στις 18.000 στροφές/λεπτό και ενός κινητήρα που συνεχίζει να αυξάνει την ιπποδύναμή του έως τις 18.000 στροφές. Πρόκειται για δύο εντελώς διαφορετικά πράγματα.

Ώπα! Αφού είναι τόσο καλά τα γρανάζια γιατί δεν τα έχουν όλοι οι υψηλής απόδοσης κινητήρες παραγωγής; Για δύο βασικούς λόγους, τους οποίους μάλλον έχετε ήδη καταλάβει.

Κόστος και θόρυβος. Η Honda τα χρησιμοποίησε σε κάποια V4 μοντέλα της που είτε προορίζονταν για αγωνιστική χρήση όπως τα VF 1000 R, VFR 750 R και RVF 750 R (RC 30 / RC 45) είτε είχαν κινητήρα που βασιζόταν σε αυτά τα μοντέλα.

Τα τελευταία χρόνια όμως τα εγκατέλειψε και αυτή, διότι οι αυστηρότερες προδιαγραφές θορύβου, σε συνδυασμό με την ανάγκη μείωσης του κόστους παραγωγής δεν άφησαν περιθώρια για τέτοιου είδους πολυτέλειες. Ειδικά όταν μιλάμε για V2 ή V4 κινητήρες, όπου έχεις δυο ξεχωριστά συστήματα για τη μεταφορά της κίνησης στους εκκεντροφόρους και όχι ένα όπως στους μονοκύλινδρους και στους εν σειρά πολυκύλινδρους, το κόστος και ο θόρυβος είναι πολύ πιο σημαντικά μειονεκτήματα απ’ όσο φαίνεται αρχικά.

Μια λύση που βρήκε η Honda για να μειώσει το κόστος και τους μηχανικούς θορύβους στους V4 κινητήρες παραγωγής πριν τους καταργήσει εντελώς όταν μπήκαν σε εφαρμογή οι προδιαγραφές Euro 5, ήταν να χρησιμοποιήσει ένα υβριδικό σύστημα κίνησης που συνδύαζε τα γρανάζια με μια πολύ μικρού μήκους αλυσίδα.

Το πλεονέκτημα αυτής της λύσης είναι πως η μικρή αλυσίδα “λαστιχάρει” πολύ λιγότερο στις υψηλές στροφές σε σχέση με μια τριπλάσιου μήκους αλυσίδα που θα έπρεπε να χρησιμοποιήσουν και μειώνει αρκετά τους μηχανικούς θορύβους σε σχέση με ένα σύστημα που έχει μόνο γρανάζια. Το σπουδαιότερο όλων είναι πως διατηρεί σε λογικά επίπεδα το κόστος στη γραμμή παραγωγής, διότι η αλυσίδα απλοποιεί τη διαδικασία συναρμολόγησης ενός κινητήρα και δεν χρειάζεται να είσαι μηχανικός του HRC για να “κουμπώσεις” σωστά τα γρανάζια μεταξύ τους.

Ακριβώς αυτή τη λύση ακολούθησε και η Ducati στους δικούς της V4 κινητήρες παραγωγής, όχι όμως στους αγωνιστικούς των MotoGP.

Αν οι προδιαγραφές Euro 5 και Euro 5+ δεν ήταν τόσο αυστηροί με τον θόρυβο, να είστε σίγουροι πως όλα τα superbike παραγωγής της τελευταίας διετίας θα είχαν γρανάζια για την κίνηση των εκκεντροφόρων. Τα προηγούμενα χρόνια δεν χρειαζόταν διότι οι κανονισμοί των WSBK επέτρεπαν στους κατασκευαστές να κάνουν πολύ μεγάλες αλλαγές στο σχεδιασμό των κινητήρων που χρησιμοποιούσαν στους αγώνες.