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

Πατέντα anti-dive από την Aprilia με αγωνιστικές βλέψεις!

Μια ιδέα από το παρελθόν επιστρέφει
Μπάμπη Μέντη
Από τον

Μπάμπη Μέντη

27/3/2020

Ο όρος anti-dive στοιχειώνει στους φίλους των supersport μοτοσυκλετών για πολλές δεκαετίες, καθώς η θεωρία και η πράξη δεν είχαν καταφέρει έως τώρα να συναντηθούν στον ίδιο δρόμο. Τα συστήματα anti-dive έχουν στόχο να μειώσουν την απότομη βύθιση της εμπρός ανάρτησης κατά την διάρκεια ενός δυνατού φρεναρίσματος, η οποία μειώνει την ωφέλιμη διαδρομή της ανάρτησης και αυτό με τη σειρά του δυσκολεύει την απόσβεση των ανωμαλιών του δρόμου.

Χωρίς anti-dive, θα πρέπει να συμβιβαστείς στον τρόπο ρύθμισης της ανάρτησης και να διαλέξεις ανάμεσα σε μια “μαλακή” ρύθμιση που προσφέρει άνεση και κράτημα σε κακής ποιότητας δρόμους, αλλά την ίδια ώρα η μοτοσυκλέτα βουτάει απότομα και τερματίζει στα δυνατά φρεναρίσματα, ή σε μια “σκληρή” ρύθμιση που μειώνει την απότομη μεταφορά βάρους και επηρεάζει λιγότερο τη δυναμική γεωμετρία της μοτοσυκλέτας, αλλά δεν μπορεί να απορροφήσει σωστά τις ανωμαλίες του δρόμου οδηγώντας σε φυσιολογικούς ρυθμούς.

Για αν λύσουν αυτό το γόρδιο δεσμό, οι σχεδιαστές εμπνεύστηκαν τα συστήματα anti-dive όπου η βασική ιδέα είναι να συνδέσεις τη λειτουργία των φρένων με την λειτουργία της ανάρτησης. Αυτό μπορεί να γίνει είτε με μηχανικό τρόπο στηρίζοντας τη δαγκάνα σε ένα σύστημα μοχλισμού, είτε με υδραυλικό συνδέοντας την τρόμπα του εμπρός φρένου με το πιρούνι.

Προφανώς ο μηχανικός είναι τεχνολογικά και κατασκευαστικά πιο εύκολος και γι΄αυτό προηγήθηκε χρονικά. Ήδη από τα μέσα της δεκαετίας του ’70, πολλές ιδιωτικές ομάδες έφτιαχναν μόνες τους χειροποίητες βάσεις στήριξης για τις δαγκάνες των δισκόφρενων, προσπαθώντας με την χρήση των μοχλικών να βοηθήσουν τη λειτουργία των πιρουνιών εκείνης της εποχής. Οι κοινοί μοτοσυκλετιστές μάθαμε τι πάει να πει anti-dive στα μέσα της δεκαετίας του ’80, όπου τα ιαπωνικά εργοστάσια και κυρίως η Suzuki και η Yamaha, χρησιμοποίησαν στις μοτοσυκλέτες παραγωγής την υδραυλική εκδοχή της ιδέας, όπου ένα επιπλέον σωληνάκι υψηλής πίεσης έφευγε από την τρόμπα και πήγαινε στο πιρούνι.

Έτσι όσο πιο δυνατά πάταγες το φρένο, τόσο περισσότερο αντιστεκόταν το πιρούνι στη βύθιση. Δυστυχώς η πράξη δεν επαλήθευσε την θεωρία, διότι το αποτέλεσμα της αντιβύθισης συνοδευόταν από την απουσία αίσθησης της πρόσφυσης του εμπρός τροχού. Να θυμίσουμε πως τότε δεν υπήρχαν ABS, στη μόδα ήταν οι 16 ιντσών τροχοί (μπρρρρρ…) και τα ελαστικά tubeless είχαν με το ζόρι συμπληρώσει κάποια χρόνια εξέλιξης. Οπότε όταν τα αμέσως επόμενα χρόνια εμφανίστηκαν τα πολυρυθμιζόμενα πιρούνια, τα συστήματα anti-dive εξαφανίστηκαν και οι λάτρεις των superbike ξεφύσησαν με ανακούφιση! Τώρα όμως η Aprilia κατέθεσε μια πατέντα ενός μηχανικού συστήματος anti-dive, που στα δικά μας τα μάτια είναι ολόιδιο με εκείνο που είχαν δοκιμάσει πολλές ιδιωτικές ομάδες στο αμερικάνικο πρωτάθλημα superbike το ’70, κυρίως στις μοτοσυκλέτες της Harley Davidson που ήταν πιο βαριές.

Όπως βλέπουμε, όλη η πατέντα βασίζεται στην σχεδίαση του άξονα στο πιρούνι, όπου επιτρέπει την ελεύθερη περιστροφή της ακτινικής δαγκάνας, αλλά και στο ιδιόμορφο λούκι σχήματος “C” που κινείται το πάνω μέρος της βάσης της δαγκάνας. Όλα μαζί καταλήγουν να στηρίζονται μέσω μιας ράβδου στο καλάμι του upside-down πιρουνιού. Ο περίπλοκος αυτός μηχανισμός, υπόσχεται πως ένα μέρος της δύναμης πέδησης θα εμποδίζει με αναλογικό τρόπο την υπερβολική βύθιση του πιρουνιού.

Μένει να δούμε αν επιτέλους αυτή τη φορά η θεωρεία των μηχανολόγων θα ταυτιστεί με την αίσθηση που χρειάζεται ο αναβάτης ή αν θα πάει κι αυτό αδιάβαστο όπως κάθε μορφής εμπρός ανάρτηση μοχλισμού, ειδικά τώρα που οι ημι-ενεργητικές αναρτήσεις έχουν λύσει αυτά τα προβλήματα. Μια στιγμή όμως! Στα MotoGP απαγορεύονται οι ηλεκτρονικά ελεγχόμενες αναρτήσεις… Βρε λες να το δούμε εκεί;!