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

Yamaha – Ετοιμάζει νέες ημι-ενεργητικές αναρτήσεις με σύστημα “anti-dive”

Ένα βήμα πιο κοντά στην ενεργητική λειτουργία
motomagYamaha – Ετοιμάζει ημι-ενεργητικές αναρτήσεις με σύστημα “anti-dive”
Από τον

Αλέξανδρο Λαμπράκη

22/5/2024

Το εργοστάσιο της Iwata φαίνεται ότι δουλεύει πάνω σε μία νέα “anti-dive” λειτουργία, την οποία θα προσθέσει στο λογισμικό των ημι-ενεργητικών αναρτήσεών της, λειτουργία που θα ελέγχει τη βύθιση των αναρτήσεων σε πραγματικό χρόνο όταν ασκούνται δυνατά φορτία, κατά τη επιτάχυνση ή την επιβράδυνση, με στόχο τη βελτιωμένη συμπεριφορά στην σπορ οδήγηση.

Οι αναρτήσεις βρίσκονται πάνω στη μοτοσυκλέτα μας με βασικό στόχο την απορρόφηση των ανωμαλιών του οδοστρώματος για τη διατήρηση της ευστάθειας της μοτοσυκλέτας και φυσικά για την διατήρηση της άνεσης των επιβαινόντων. Ταυτόχρονα, με τη λειτουργία των αναρτήσεων υπάρχει και ένα δευτερογενές αποτέλεσμα, το οποίο έχει να κάνει με την αλλαγή της γεωμετρίας της μοτοσυκλέτας. Κατά τη διάρκεια της επιτάχυνσης η γεωμετρία της μοτοσυκλέτας μεταβάλλεται, από την συμπίεση της πίσω ανάρτησης και το κέντρο βάρους μετατοπίζεται, ελαφραίνοντας τον μπροστινό τροχό. Από την άλλη, κατά την επιβράδυνση η συμπίεση της εμπρός ανάρτησης μετατοπίζει εκ νέου το κέντρο βάρους και μπορεί όλα αυτά να επιφέρουν μικρές αλλαγές στα γεωμετρικά χαρακτηριστικά από πλευράς αριθμών, έχουν όμως τεράστιο αντίκτυπο στην συμπεριφορά της μοτοσυκλέτας.

Yamaha – Ετοιμάζει ημι-ενεργητικές αναρτήσεις με σύστημα “anti-dive”

Το σοβαρό πρόβλημα που είχαν οι ημι-ενεργητικές αναρτήσεις της πρώτης γενιάς, ήταν πως προσπαθούσαν να ακυρώσουν πλήρως όλα τα παραπάνω, κρατώντας την μοτοσυκλέτα σταθερή. Για κάποιο λόγο, όλη αυτή η σοφία και η εμπειρία που χτίστηκε σε έναν αιώνα που η ανθρωπότητα μαθαίνει να ισορροπεί σε δύο τροχούς με έναν κινητήρα στη μέση, πήγε να ακυρωθεί επειδή απλά μπορούσαμε πλέον να αντιστρέψουμε την λειτουργία των αναρτήσεων. Πολύ γρήγορα φάνηκε το λάθος και πολύ γρήγορα είδαν οι κατασκευαστές πως αν δεν γίνει μετατόπιση κέντρου βάρους, ιδιαίτερα στην είσοδο της στροφής, το αποτέλεσμα είναι χειρότερο και από τις πιο απλές συμβατικές αναρτήσεις. Χρειάζονται και τα δύο για να εκμεταλλευτεί κανείς πλήρως τις δυνατότητες, ιδιαίτερα όταν μιλάμε για σπορ οδήγηση και έτσι όταν πλέον γίνεται λόγος για anti-dive τεχνολογία, είναι δεδομένο πως δεν θα υπάρχουν τα λάθη πρώτης γενιάς.

Yamaha – Ετοιμάζει ημι-ενεργητικές αναρτήσεις με σύστημα “anti-dive”

Η Yamaha πρωτοπορεί στον τομέα των δοκιμών αναρτήσεων σε όλο το μήκος της μακράς της ιστορίας, το Niken εμπίπτει σε αυτή την διαρκή αναζήτηση, όπως φυσικά και οι εναλλακτικές λύσεις που έχει βγάλει κατά καιρούς στην παραγωγή, όπως το παράδειγμα με το hub-steering στο τουριστικό GTS1000. Μέχρι στιγμής δεν υπάρχει παράδειγμα εναλλακτικού μπροστινού συστήματος που να έχει καταφέρει να επικρατήσει στους αγώνες, απέναντι στα φθηνότερα και απλούστερα στην κατασκευή πιρούνια. Συστήματα όπως το Telelever της BMW, ή το χαρακτηριστικό hub-steering της Bimota εξυπηρετούν την οδήγηση στον δρόμο, ή εκτός, προσφέροντας χαρακτηριστικά anti-dive και κρατώντας σχετικά σταθερή την γεωμετρία, επομένως και  συμπεριφορά της μοτοσυκλέτας. Σε αγωνιστικές συνθήκες όμως τα μειονεκτήματα αυτής της επιλογής είναι μεγαλύτερα και έτσι οι ημι-ενεργητικές έρχονται να δώσουν την λύση, αν όμως βρουν τρόπο να συμπληρώσουν την λειτουργία των συμβατικών. 

Για αυτό και ήμασταν από τους πρώτους που λέγαμε ότι η ημι-ενεργητική λειτουργία υστερούσε απέναντι στις παραδοσιακές αναρτήσεις, ακόμη και για μέσα στην πόλη με μικρές ταχύτητες. Με την πρόοδο όμως της τεχνολογίας και την όλο και ταχύτερη ικανότητα επεξεργασίας των αισθητήρων, οι ημι-ενεργητικές έχουν αρχίσει να αφήνουν στο χρονοντούλαπο του παρελθόντος αυτά τα ζητήματα, ενώ μόλις πρόσφατα η χρήση τους σε αγωνιστικές συνθήκες έχει πλέον γενικευτεί.

Yamaha – Ετοιμάζει ημι-ενεργητικές αναρτήσεις με σύστημα “anti-dive”

Όλα αυτά τα αναφέρουμε γιατί η Yamaha έχει καταθέσει μία νέα παντέντα ενεργητικών αναρτήσεων που αναφέρει πως θα καταπολεμά την βύθιση εμπρός και την ανύψωση αντίστοχα του πίσω τροχού κατά το δυνατό φρενάρισμα. Προφανώς όμως θα γίνονται με βάση όσα γράφουμε παραπάνω, χωρίς δηλαδή επανάληψη λαθών του παρελθόντος.

Η πιο σημαντική διαφορά σε σύγκριση με όσα έχουμε δει αυτή την στιγμή, είναι η αυτοματοποίηση του ελέγχου των αναρτήσεων και των φρένων από μία μονάδα ελέγχου και είναι ο μόνος τρόπος που θα μπορούσε η Yamaha να καταθέσει παντέντα καθώς όλα θα γίνονται αυτόματα μέσα από δύο αισθητήρες. Σύμφωνα με τα έγγραφα της Yamaha, όταν ενεργοποιείται κάποιο από τα δύο φρένα (μανέτα ή πεντάλ), η πίεση θα κατευθύνεται και εμπρός αλλά και πίσω και αναλόγως της επιθυμίας του αναβάτη για άμεσο φρενάρισμα που θα εκλαμβάνεται από το πόσο γρήγορα πιέζει την μανέτα ή το πεντάλ η μονάδα ελέγχου θα ενεργεί και στις αναρτήσεις θα αυξάνει τις αποσβέσεις στο πιρούνι, δίνοντας περισσότερο χρόνο αντίδρασης στα ελατήρια, ή θα σφίγγει τις αποσβέσεις του πίσω αμορτισέρ, μειώνοντας ταυτόχρονα τα φορτία που ασκούνται στο ελατήριο, προκειμένου να μην τερματίζουν οι διαδρομές και να μην εμφανίζεται έντονο το φαινόμενο της βύθισης. Συνδυάζει, δηλαδή, την λειτουργία των φρένων με αυτή της ανάρτησης με πιο άμεσο τρόπο από αυτό που γινόταν στο παρελθόν, με έμφαση στην σπορ οδήγηση και πιθανή πρώτη εφαρμογή σε κάποιο R1 ή R6. 

Yamaha – Ετοιμάζει ημι-ενεργητικές αναρτήσεις με σύστημα “anti-dive”

Με γνώμονα ότι το superbike της Iwata αναμένεται να αντικατασταθεί από το πολυαναμενόμενο YZF-R9 στο Παγκόσμιο Πρωτάθλημα SBK, τότε είναι πολύ πιο πιθανό να το δούμε - εάν και εφόσον βγει στην παραγωγή - στο επερχόμενο μοντέλο. Μπορεί στα Motul WSBK να απαγορεύονται οι ημι-ενεργητικές αναρτήσεις, όμως αυτό δεν σημαίνει ότι η Yamaha δεν μπορεί να βγάλει μία ξεχωριστή έκδοση εξοπλισμένη με αυτές, για χρήση από ιδιώτες, όπως ήδη έχει κάνει με το YZF-R1M, το οποίο εξοπλίζεται με ημι-ενεργητική λειτουργία αναρτήσεων.

Ετικέτες