Βελτίωση κινητήρων

Μπιέλες τιτανίου, αλουμινίου, σφυρήλατες, χυτές
Μπάμπη Μέντη
Από τον

Μπάμπη Μέντη

16/12/2016

Ποιες είναι οι καλύτερες μπιέλες; Οι ατσάλινες; Οι σφυρήλατες; Οι τιτανίου; Οι αλουμινένιες; ΌΛΕΣ είναι η σωστή απάντηση, αφού το υλικό και η μέθοδος κατασκευής της μπιέλας, εξαρτώνται από τον τύπο του κινητήρα και το είδος της δουλειάς που θέλουμε να κάνει. Έτσι, ακόμα και αν το ζητούμενο είναι οι απόλυτες επιδόσεις, το ποιο είδος μπιέλας είναι κατάλληλο για τον κινητήρα μας, το καθορίζει η χρήση.

Χυτές (Ατσάλινες)

Οι χυτές ατσάλινες μπιέλες είναι το πιο κοινό είδος και χρησιμοποιείται στο 99% των κινητήρων παραγωγής. Για την κατασκευή τους γίνεται απλή χύτευση ατσαλιού στο καλούπι. Είναι πιο σκληρές και άκαμπτες από τις αλουμινένιες, αλλά πιο μαλακές από τις σφυρήλατες και τις τιτανίου. Σαφώς υπάρχουν διαφορές στην ποιότητα, καθώς η περιεκτικότητα σε άνθρακα δεν είναι σε όλες η ίδια και ο κάθε κατασκευαστής χρησιμοποιεί διαφορετικής ποιότητας ατσάλι, ώστε να ταιριάζει με την απόδοση του συγκεκριμένου κινητήρα. Αυτό του τύπου οι μπιέλες είναι ιδανική επιλογή για κινητήρες χαμηλής και μέσης ειδικής ισχύος.

Πλεονεκτήματα

Εύκολη διαδικασία παραγωγής

Χαμηλό κόστος αντικατάστασης

Μειονεκτήματα

Περιορισμένη αντοχή στις υψηλές καταπονήσεις

Σφυρήλατες (Ατσάλινες)   

 

Σφυρήλατες είναι οι ατσάλινες μπιέλες που έχουν υποστεί σκλήρυνση μέσω συμπίεσης. Η μέθοδος αυτή έχει σκοπό να δώσει συγκεκριμένη κατεύθυνση στη μοριακή δομή του ατσαλιού (στην περίπτωσή μας κατά μήκος της μπιέλας) με αποτέλεσμα να αυξηθεί η μηχανική αντοχή. Έτσι, μια σφυρήλατη μπιέλα μπορεί να αντέξει μεγαλύτερες δυνάμεις από μια χυτή. Οι κατασκευαστές εκμεταλλεύονται αυτό το χαρακτηριστικό, είτε για να μειώσουν το υλικό και να φτιάξουν ελαφρύτερες μπιέλες με την ίδια αντοχή των χυτών, είτε για μεγαλύτερη αξιοπιστία σε κινητήρες παραγωγής με πολύ μεγάλη ειδική ισχύ (π.χ. Supersport, Superbike, Motocross κτλ).

Πλεονεκτήματα

Ανθεκτικότητα στις ισχυρές καταπονήσεις

Λογικό κόστος κατασκευής

Λογικό βάρος

 

Μειονεκτήματα

Αν μιλάμε για κινητήρες παραγωγής δεν έχουν μειονεκτήματα. Για αγωνιστική χρήση υπάρχουν καλύτερες επιλογές

Τιτανίου

Είναι το σκληρότερο και ελαφρύτερο υλικό που μπορείς να χρησιμοποιήσεις για να φτιάξεις μια μπιέλα. Σχεδόν όλοι οι αγωνιστικοί κινητήρες έχουν τέτοιου είδους μπιέλες καθώς είναι οι πιο κατάλληλες όταν το ζητούμενο είναι οι πολύ υψηλές στροφές και ακραίες τιμές γραμμικής ταχύτητας εμβόλου. Τα τελευταία χρόνια χρησιμοποιούνται και σε εξωτικές μοτοσυκλέτες παραγωγής (Ducati Superleggera, MV Agusta F4 CC, Yamaha R1M κ.τ.λ)

 

 Πλεονεκτήματα

Ακαριαία μεταφορά δυνάμεων στον στρόφαλο

Ταχύτατη άνοδος στροφών

Δυνατότητα επίτευξης υψηλής γραμμικής ταχύτητας εμβόλου

Μειονεκτήματα

Λόγω σκληρότητας καταπονούν υπερβολικά τα κουζινέτα στροφάλου και τον ίδιο τον στρόφαλο. Γι΄αυτό σπάνια χρησιμοποιούνται σε αγώνες endurance από ιδιωτικές ομάδες με μικρό budget

 

Αλουμινίου

Οι μπιέλες αλουμινίου είναι οι πιο ογκώδεις και μαλακές απ’ όλες, ενώ όπως γνωρίζουμε, το αλουμίνιο έχει μνήμη και συσσωρεύει τις καταπονήσεις που δέχεται. Γι΄αυτούς τους λόγους οι μπιέλες αλουμινίου χρησιμοποιούνται στους… ισχυρότερους κινητήρες του κόσμου! Όταν σκοπεύεις να φτιάξεις ένα κινητήρα που βγάζει περισσότερους από 200 ίππους ανά κύλινδρο, οι αλουμινένιες μπιέλες είναι μονόδρομος. Οι κινητήρες Dragster που βγάζουν 2000-3000 ίππους (με turbo και nitro) έχουν μπιέλες αλουμινίου διότι αν είχαν πιο σκληρές θα έσπαγε ο στρόφαλος. Οι μπιέλες αλουμινίου μπορούν και απορροφούν το αρχικό “χτύπημα” της εκτόνωσης του εμβόλου και μεταφέρουν πιο ομαλά την δύναμη προς τον στρόφαλο.

 

 Πλεονεκτήματα

Προστατεύουν τον στρόφαλο από τις καταπονήσεις

Μειονεκτήματα

Είναι αναλώσιμο ανταλλακτικό και πρέπει να αντικαθιστάται συχνά καθώς συσσωρεύει τις καταπονήσεις

Είναι ογκώδεις και δημιουργούν χωροταξικά προβλήματα στον σχεδιασμό των κάρτερ  

 

Pokemon και δράκοι - Φτερά και κέρατα στις ουρές των MotoGP μοτοσυκλετών

Στην κορυφή μετρά και η παραμικρή λεπτομέρεια
Κώστα Γκαζή
Από τον

Κώστα Γκαζή

23/9/2022

Κατά τη διάρκεια των δοκιμαστικών του Mugello στον αγώνα του 2022, ο αναβάτης εξέλιξης της Aprilia, Lorenzo Savadori, εμφανίστηκε με ένα εντυπωσιακό αεροδυναμικό βοήθημα στην ουρά, που θύμιζε πολύ την αεροτομή των F1 μονοθεσίων. Στη συνέχεια, το Noale  εγκατέλειψε το συγκεκριμένο βοήθημα, όμως λίγους μήνες μετά, η Ducati έκανε τη δική της κίνηση όσον αφορά στα βοηθήματα ουράς, που δείχνουν να έχουν έρθει για να μείνουν, ενώ στα δοκιμαστικά του Motegi την εταιρεία του Borgo Panigale ακολούθησε και η Suzuki.

Διπλά φαίρινγκ, πλαϊνά “φτερά”, σχισμές που θυμίζουν βράγχια στο φέρινγκ (S 1000 RR) και τρύπες εκατέρωθεν του προβολέα (CBR900RR), αεροτομή “κουτάλι” στο κάτω μέρος του πίσω τροχού, και τώρα αεροδυναμικά βοηθήματα στην ουρά. Ο πειραματισμός στα αεροδυναμικά βοηθήματα έχει μεγάλη ιστορία, και ακόμα μεγαλύτερο μέλλον.

Καθώς διάφοροι κατασκευαστές του MotoGP μείωναν το μέγεθος των πλαϊνών αεροδυναμικών “φτερών” των μοτοσυκλετών τους, αναζητώντας τρόπους για να αυξήσουν την ταχύτητα τους, η Aprilia εφοδίασε τη μοτοσυκλέτα του Savadori στα δοκιμαστικά του Mugello στα τέλη Μαΐου του 2022, με μια νέα αεροτομή στην ουρά. Ο Aleix Espargaro μπορεί να μην δοκίμασε την αεροτομή αυτή, δήλωσε όμως τα εξής: “Είδα τα δεδομένα από την αεροσήραγγα και έχουν ενδιαφέρον. Εκ πρώτης όψεως η αεροτομή δείχνει ένα απλό τέχνασμα του marketing, όμως κάνει διαφορά. Ναι, θυμίζει την F1, αλλά φορτίζει με βάρος κάποια σημεία και πλέον στο MotoGP αναζητούμε τις λεπτομέρειες που κάνουν τη διαφορά. Θέλουμε μεγαλύτερη φόρτιση του πίσω μέρους της μοτοσυκλέτας, δεν μπορώ να χρησιμοποιήσω περισσότερο φρένο κινητήρα και πιέζω την ομάδα να μου βρουν τρόπο να φορτίσω περισσότερο το πίσω μέρος.”

Παρά τις δηλώσεις του Espargaro για ενδιαφέροντα αποτελέσματα στις δοκιμές της αεροτομής, η Aprilia στη συνέχεια εξαφάνισε το εν λόγω βοήθημα, και κανείς δεν ξανάκουσε για αυτό.

Απ’ ότι φαίνεται η αεροτομή της Aprilia φόρτιζε μεν την ουρά της μοτοσυκλέτας, πακτώνοντας την στο έδαφος στις ευθείες με ψηλές ταχύτητες, όμως στις στροφές η δύναμη του αέρα ανέπτυσσε πλευρικές δυνάμεις που δεν ήταν επιθυμητές.  

Φτάνουμε στο  Βρετανικό GP του Silverstone, στις αρχές Αυγούστου του 2022, με τη Ducati να παίρνει τη σκυτάλη από την Aprilia, παρουσιάζοντας μια νέα σειρά αεροδυναμικών βοηθημάτων για την ουρά της Desmosedici GP, που έγιναν γνωστό και ως “ουρά Στεγόσαυρου”, “Ουρά δράκου” ή ακόμα και ως… “Pokemon”. Μια νέα εποχή αεροδυναμικών… φτερών και κεράτων έδειχνε να ανατέλλει.

Δεν ξεχνάμε πως η Ducati είναι εδώ και χρόνια πρωτοπόρα στην αεροδυναμική των αγωνιστικών μοτοσυκλετών, καθώς ήταν ο πρώτος κατασκευαστής που παρουσίασε τα γνωστά, και κοινά πλέον, αεροδυναμικά βοηθήματα στα πλάγια του φαίρινγκ των MotoGP και Superbike μοτοσυκλετών, φτερά που έχουν πλέον προσαρμοστεί ακόμα και σε γυμνά μοντέλα παραγωγής.

Οι πρώτοι αναβάτες που δοκίμασαν τα συγκεκριμένα βοηθήματα στην ουρά των MotoGP μοτοσυκλετών τους ήταν οι Enea Bastianini και Jorge Martin. Τα βοηθήματα είναι τέσσερα εξογκώματα στο πάνω μέρος της ουράς που θυμίζουν φτερά, δύο από κάθε πλευρά που αλληλοκαλύπτονται, τοποθετημένα με κλίση.

Αρχικά κανείς δεν γνώριζε ποιος ακριβώς ήταν ο στόχος της Ducati με τα συγκεκριμένα φτερά, ενώ ο Martin δήλωσε μεταξύ άλλων πως “ένιωθα πως δυσκολευόμουν λίγο περισσότερο να αλλάξω κατεύθυνση, όμως στην ευθεία είχα καλύτερη αίσθηση”.

Ο Bastianini δήλωσε πως “στο φρενάρισμα η μοτοσυκλέτα είναι πιο σταθερή, και νομίζω πως αυτό είναι το δυνατό τους σημείο.”

Τα “φτερά Στεγόσαυρου” είναι σχεδιασμένα ώστε το φτερό που βρίσκεται στο εσωτερικό της στροφής να φορτίζει τον πίσω τροχό, όταν η μοτοσυκλέτα είναι υπό κλίση (όπου ο αναβάτης έχει βγάλει το σώμα του εκτός της μοτοσυκλέτας, αφήνοντας τον αέρα να κάνει τη δουλειά του με τα φτερά), και την ίδια στιγμή το απέναντι φτερό να μην παράγει κάποια αντίθετη ή ενοχλητική δύναμη.

Μια ακόμα λειτουργία των αεροδυναμικών αυτών βοηθημάτων είναι να εξομαλύνει τη ροή του αέρα στο πίσω μέρος της μοτοσυκλέτας, κατευθύνοντας τον στο κέντρο, μειώνοντας τις αναταράξεις και βοηθώντας στην επίτευξη μεγαλύτερης τελικής ταχύτητας.

Σιγά-σιγά τα συγκεκριμένα βοηθήματα εξαπλώθηκαν σε περισσότερες MotoGP μοτοσυκλέτες της Ducati, ενώ πλέον τα χρησιμοποιούν οι Francesco Bagnaia, Jack Miller, Enea Bastianini, Luca Marini, Jorge Martin, και πιο πρόσφατα απ’ όλους ο Johann Zarco. Ακόμα δεν τα έχουν φορέσει οι Fabio di Giannantonio, Marco Bezzecchi.

Καθώς τα GP διαδέχονται το ένα το άλλο, τα συγκεκριμένα “φτερά” της Ducati έχουν αλλάξει ελαφρώς σε σχήμα, όμως σε γενικές γραμμές παραμένουν στην ίδια λογική με τα πρώτα.

Η πιο πρόσφατη εξέλιξη στο θέμα είναι η είσοδος της Suzuki στο κλαμπ με τις “φτερωτές ουρές”-λίγο πριν την έξοδο της από το MotoGP-, όπου στο GP του Motegi αποφασίστηκε να οδηγήσει ο δοκιμαστής της φίρμας Takuya Tsuda, και αντικαταστάτης του τραυματία Mir, με δυο αεροδυναμικά βοηθήματα στην ουρά που κάποιοι χαρακτήρισαν ως… “αυτιά λαγού”.

Ενδιαφέρον έχει το γεγονός πως μόλις το έμαθε ο Alex Rins επέμεινε να οδηγήσει κι εκείνος με αυτά τα βοηθήματα. Όταν η Suzuki αρνήθηκε, τους έκανε την εξής πρόταση: “αν είμαι γρήγορος τα πρώτα λεπτά, θα έρθω στα pits και θα μου βάλετε την ουρά με τα βοηθήματα.”  Η Suzuki δέχθηκε, ο Ισπανός ανέβηκε στην κορυφή των χρόνων τα πρώτα λεπτά, μπήκε στα pits και όταν βγήκε ξανά είχε την ουρά με τα αυτιά του λαγού. Πώς τα πήγε με αυτήν; Όχι και τόσο καλά, όμως χωρίς να φταίει η ουρά, καθώς είχε βγει κίτρινη σημαία και ο Rins δεν κατάφερε να σημειώσει γρήγορο χρόνο στα λεπτά που απέμεναν.

Κι η ετυμηγορία του; “Ένιωσα πιο σταθερή τη μοτοσυκλέτα όσον αφορά στο πίσω μέρος. Με τα δεδομένα της τηλεμετρίας, συγκρίνοντας την πρώτη μου έξοδο στα δοκιμαστικά με τη δεύτερη, ήμουν ικανός να φρενάρω λίγο πιο δυνατά μέσα στη στροφή. Τουλάχιστον με λιγότερα κουνήματα. Αν τα δεδομένα που έχουν συλλέξει οι τεχνικοί είναι καλά, θα χρησιμοποιήσουμε τα βοηθήματα και στον αγώνα.”

Τέλος, να θυμίσουμε την περίπτωση του Dominique Aegerter που το 2016 είχε εμφανιστεί στο τεστ του Κατάρ με τη Moto2 μοτοσυκλέτα της Kalex να φέρει δυο carbon “φτερά” στην ουρά, στο κάτω όμως μέρος της. Αυτά είχαν στόχο να… μεγιστοποιήσουν τις αναταράξεις στο πίσω μέρος της μοτοσυκλέτας ώστε να εμποδίζουν το slip-streaming και να… φρενάρουν τους αναβάτες που τον ακολουθούσαν! Άκρως επικίνδυνη εφεύρεση, που βοήθησε τελικά τον Μάρτιο του 2016, τη Dorna να απαγορεύσει τα αεροδυναμικά βοηθήματα σε Moto2 & Moto3.

Τώρα αναμένουμε να δούμε, αν μετά τις Aprilia, Ducati και Suzuki θα ακολουθήσουν κι άλλοι κατασκευαστές στη νέα αυτή κατεύθυνση, ή αν θα… βγάλουν τις ουρές τους απ’ έξω. Και φυσικά μην αποκλείουμε την πιθανότητα να δούμε σύντομα τις εν λόγω “φτερωτές ουρές” να περνούν και στις μοτοσυκλέτες παραγωγής, είτε από τα εργοστάσια, είτε από τρίτους κατασκευαστές. Και οι αεροδυναμικές αναζητήσεις συνεχίζονται ασταμάτητες.