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

Μπαγκαζιέρες, βαλίτσες και σχάρες: Πόσα κιλά μπορώ να τους βάλω

Οι περιορισμοί που δεν λαμβάνουμε υπόψη μας
1
Μπάμπη Μέντη
Από τον

Μπάμπη Μέντη

12/12/2023

Στη Γερμανία εδώ και πολλές δεκαετίες, κάθε αξεσουάρ που τοποθετείται σε ένα όχημα που κυκλοφορεί σε δημόσιους δρόμους θα πρέπει να έχει έγκριση TUV, δηλαδή να έχει περάσει από δοκιμές που να εξασφαλίζουν πως η ποιότητα και τα χαρακτηριστικά του είναι ασφαλή τόσο για το ίδιο το όχημα, όσο και για τα υπόλοιπα οχήματα που κυκλοφορούν στο δρόμο. Τα τελευταία δύο χρόνια, το ίδιο ισχύει και για τα εργοστασιακά αξεσουάρ των μοτοσυκλετών που πωλούνται στις χώρες της Ε.Ε. κάτι που έχει ως αποτέλεσμα να αυξηθεί η τιμή τους λόγω του επιπλέον κόστους της διαδικασίας έγκρισης τύπου, όμως την ίδια στιγμή οι μοτοσυκλετιστές έχουμε το κεφάλι μας πιο ήσυχο σε ό,τι αφορά την ποιότητα, τον σχεδιασμό, την ασφάλεια και την εγγύηση καλής λειτουργίας τους. Μάλιστα από την στιγμή που εφαρμόστηκε αυτή η διαδικασία, βλέπουμε όλο και πιο συχνά να γίνονται επίσημες πανευρωπαϊκές ανακλήσεις σε αξεσουάρ από τα εργοστάσια κατασκευής μοτοσυκλετών, κάτι που ήταν σπάνιο (έως απίθανο…) να συμβεί μέχρι σήμερα από τους κατασκευαστές των αξεσουάρ, αφήνοντας τον πελάτη να λύσει το πρόβλημα μόνος του.

Το γεγονός πως πλέον γίνονται δοκιμές αντοχής και ασφάλειας στα αξεσουάρ από ανεξάρτητους οργανισμούς, αυτομάτως σημαίνει πως έχουμε γνώση των προδιαγραφών τους, αλλά και συγκεκριμένα όρια για τη χρήση τους, τα οποία πρέπει να λαμβάνουμε υπόψη μας.

2

Το πιο τρανταχτό παράδειγμα αξεσουάρ, που έχει πολύ συγκεκριμένες προδιαγραφές και όρια χρήσης είναι οι σχάρες, είτε ως στάνταρ εξοπλισμός, είτε ως έξτρα εξοπλισμός, είτε ως after market.

 Όλες τους πρέπει να αναγράφουν το μέγιστο επιτρεπτό βάρος, το οποίο δεν αφορά μόνο την δομική αντοχή τους, αλλά κυρίως αφορά τον τομέα συμπεριφοράς της μοτοσυκλέτας.

Ακόμα και με το μάτι είναι εύκολο να καταλάβεις πως οι περισσότερες σχάρες αντέχουν πολλά περισσότερα κιλά από τα 8kg, 9kg, 10kg κ.τ.λ. που αναγράφουν ως μέγιστο επιτρεπτό βάρος φόρτωσης (Max Load).

Για να καθοριστεί αυτή η μέγιστη τιμή, ο κατασκευαστής της μοτοσυκλέτας μας έχει κάνει εργαστηριακές δοκιμές για την δομική αντοχή της και δοκιμές σε πραγματικές συνθήκες για να διαπιστώσει τον βαθμό αρνητικής επίδρασης του επιπλέον βάρους στη συμπεριφορά της μοτοσυκλέτας.  

Οι δοκιμές αντοχής είναι αντικειμενικές, δηλαδή γίνονται με μηχανήματα και μετρήσεις ακριβείας, οπότε είναι εύκολο να καθοριστούν τα μέγιστα κιλά που αντέχει μια σχάρα.

Αντιθέτως οι δοκιμές που αφορούν την αλλαγή συμπεριφοράς της μοτοσυκλέτας, έχουν μεγαλύτερα περιθώρια υποκειμενικής κρίσης από τους δοκιμαστές της κάθε εταιρείας, ενώ θα πρέπει να ληφθεί υπόψη και το γεγονός πως κάθε ιδιοκτήτης μοτοσυκλέτας έχει διαφορετικό επίπεδο οδηγηκής ικανότητας, διαφορετικό επίπεδο εμπειρίας και φυσικά διαφορετικό σωματότυπο, κάτι που παίζει ρόλο όταν μεταβάλλεται η κατανομή του βάρους προσθέτοντας 10-15 κιλά σε 50-60mm απόσταση πίσω από το σώμα του αναβάτη.

3

Ως αποτέλεσμα όλων των παραπάνω, όταν μια σχάρα αναγράφει ως μέγιστο όριο τα 9kg για παράδειγμα, στην πραγματικότητα αντέχει παραπάνω από τα διπλάσια, όμως η αλλαγή της κατανομής του βάρους σύμφωνα με τις δοκιμές του κατασκευαστή σε πραγματικές συνθήκες δεν επιτρέπει την τοποθέτηση μεγαλύτερου βάρος σε αυτό το σημείο.

Οι περισσότεροι κατασκευαστές μοτοσυκλετών στις μέρες μας βάζουν όρια και στην μέγιστη ταχύτητα που μπορείς να κινηθείς όταν έχεις μία, δύο ή τρεις βαλίτσες με το μέγιστο επιτρεπόμενο όριο βάρους, καθώς λαμβάνουν υπόψη τους και την τεράστια αλλαγή της αεροδυναμικής συμπεριφοράς της μοτοσυκλέτας.

Καθώς οι περισσότεροι κατασκευαστές μοτοσυκλετών δεν φτιάχνουν οι ίδιοι τις σχάρες και τις βαλίτσες, αλλά συνεργάζονται με εξωτερικούς προμηθευτές, τις περισσότερες φορές οι επώνυμες after market εταιρείες αξεσουάρ ακολουθούν και σε κάποιες περιπτώσεις αναλαμβάνουν οι ίδιες τις διαδικασίες δοκιμών και εξέλιξης.

Τι συμβαίνει όμως στην πραγματική ζωή; Δυστυχώς ελάχιστοι μοτοσυκλετιστές ακολουθούν όλα τα όρια χρήσης που μας δίνουν οι κατασκευαστές.

4

Στην πράξη ο μόνος περιορισμός είναι ο διαθέσιμος όγκος φόρτωσης, χωρίς να λαμβάνουμε υπ’ όψη τις υπόλοιπες παράμετρους, δηλαδή την κατανομή του βάρους και την αεροδυναμική συμπεριφορά.

Επίσης όταν αυξάνουμε υπέρμετρα το βάρος της μοτοσυκλέτας, αυτομάτως τα φρένα και οι αναρτήσεις δεν μπορούν να προσφέρουν τα ίδια επίπεδα ασφάλειας.

Όχι μόνο οι αποστάσεις φρεναρίσματος αυξάνονται και οι αναρτήσεις δυσκολεύονται να ελέγξουν τις δυνάμεις που ασκούνται στη μοτοσυκλέτα κατά την επιβράδυνση, επιτάχυνση και στις αλλαγές πορείας, αλλά προκαλούν και πρόωρη κόπωση που μπορεί να οδηγήσει στην πλήρη κατάρρευση του συστήματος πέδησης και των αναρτήσεων.

6