Δοκιμάζουμε στην Ελλάδα την ημιαυτόνομη οδήγηση απέναντι στις μοτοσυκλέτες

Πόσο πιο ασφαλής είναι για εμάς τους μοτοσυκλετιστές

Από τον

Μπάμπη Μέντη

5/12/2018

Η αυτόνομη οδήγηση είναι ήδη γεγονός στα αυτοκίνητα και έρχεται στις μοτοσυκλέτες με πολύ πιο γρήγορο ρυθμό απ’ όσο νομίζαμε. Το Motoroid της Yamaha και το Riding Assist της Honda είναι δύο φουτουριστικά πρωτότυπα πλήρους αυτόνομης οδήγησης που είδαμε στις εκθέσεις πριν από ένα χρόνο, και φυσικά δεν θα πρέπει να ξεχνάμε και το Motobot με το οποίο η Yamaha ανιχνεύει τις δυνατότητες από το 2015... κι ας μας διαβεβαίωνε σε προσωπικό επίπεδο στην επίσκεψή μας στο Τόκυο, πως δεν το κάνει για την αυτόνομη οδήγηση... όπως είχαμε πει και τότε, ακριβώς αυτή την τεχνολογία ανιχνεύει. Εντός της χρονιάς που τώρα οδεύει στο τέλος της, η KTM μας έδωσε φωτογραφίες και πληροφορίες για τις δοκιμές που κάνει μαζί με την Bosch στις τεχνολογίες της ημι-αυτόνομης οδήγησης, ώστε το επόμενο 1290 Adventure να είναι η πρώτη μοτοσυκλέτα που θα διαθέτει αυτή την τεχνολογία. Όμως και η Ducati συνεργάζεται με την Bosch πάνω στις δυνατότητες της ημι-αυτόνομης τεχνολογίας και θέλουν να είναι αυτοί που θα την παρουσιάσουν πρώτοι στην επόμενη γενιά του Multistrada 1200. Οι δυό τους πραγματοποιούν έναν αγώνα δρόμου αυτή την στιγμή, στον οποίο προηγείται η KTM. Είδαμε από κοντά ένα Multistrada εφοδοσιασμένο εξωτερικά με όλους τους απαραίτητους αισθητήρες που αυτή την στιγμή απαιτούνται για το στάδιο των δοκιμών, που μάλιστα έχει περάσει στην δεύτερη φάση.

Η BOSCH είναι εκείνη που δίνει τον ρυθμό των εξελίξεων, όμως δεν είναι η μόνη εταιρία που δουλεύει εντατικά στη δημιουργία και τελειοποίηση πρωτίστως του hardware, που θα επιτρέπει σε όλους τους κατασκευαστές μοτοσυκλετών να φτιάξουν μοτοσυκλέτες με δυνατότητες ημι-αυτόνομης οδήγησης. Στην πρόσφατη έκθεση της EICMA, άλλη μια γερμανική εταιρεία ανακοίνωσε πως δουλεύει εντατικά για να είναι εκείνη η πρώτη που θα προσφέρει ένα ολοκληρωμένο σύστημα ημι-αυτόνομης οδήγησης για μοτοσυκλέτες. Μιλάμε φυσικά για την Continetnal, που είναι ο μεγαλύτερος ανταγωνιστής της Bosch στο πεδίο εφαρμογής νέων τεχνολογιών στις μοτοσυκλέτες. Έχουμε γράψει άπειρες φορές ότι δεν είναι μία εταιρία ελαστικών. Τα ελαστικά για εκείνους είναι το τελευταίο πράγμα που πρέπει να αναφέρεις όταν περιγράφεις τον τεράστιο κύκλο εργασιών που έχουν αναπτύξει στον τομέα των ηλεκτρονικών συστημάτων σε ένα μεγάλο εύρος της αυτοκινητοβιομηχανίας.

Η BOSCH όμως είναι ένα βήμα πιο μπροστά έχοντας ξεκινήσει νωρίτερα και παρά την στενή συνεργασία με δύο εταιρίες παράλληλα (σε ότι αφορά το κομμάτι για το οποίο συζητάμε καθώς η συνεργασία της εκτείνεται σε όλους τους κατασκευαστές) είναι η KTM που μάλλον θα κερδίσει αυτή την κούρσα. Το 2014 είμασταν στις εγκαταστάσεις της Bosch για την πρώτη στον κόσμο δοκιμή του cornering ABS, κι είδαμε από κοντά πώς είχε σμιλευτεί η κοινή τους ζωή, κατά την εξέλιξη του πιο προηγμένου ABS στον κόσμο. Όταν η Bosch έψαχνε τον κατασκευαστή που θα αναλάβει το ρίσκο και το βάρος της εξέλιξης, η μόνη που δήλωσε πρόθυμη είναι η KTM. Μάλιστα οι Ιάπωνες που ήταν οι πρώτοι στον κόσμο που επένδυσαν το 1984 στο ABS μοτοσυκλετών δείλιασαν έχοντας γευτεί την δυσκολία και τον κίνδυνο του να είσαι πρώτος σε μία τέτοια τεχνολογία.

Ωστόσο δεν θα πρέπει να ξεχνάμε και την Kawasaki, που μέσω ενός teaser video μας έδειξε σαφέστατα πως τελικός στόχος της πλατφόρμας “Rideology” είναι η αυτόνομη οδήγηση. Προς το παρόν αυτό που υπάρχει εκεί έξω, τώρα και όχι στο μέλλον, είναι η αυτόνομη οδήγηση των αυτοκινήτων η οποία έχει φυσικά εξελιχθεί σε ένα περιβάλλον που δεν έχουν καμία ιδέα για το πώς οδηγούμε εμείς εδώ στην Ελλάδα τις μοτοσυκλέτες μας, στους ίδιους δρόμους που κινούνται κι αυτά τα αυτοκίνητα. Κι αν τώρα είναι λίγα κι ακριβά, σε πολύ λίγο χρονικό διάστημα θα είναι πολύ περισσότερα στους δρόμους που χρησιμοποιούμε όλοι μας. Θέλαμε να δούμε λοιπόν στην πράξη, τι συμβαίνει αυτή την στιγμή, όταν μία μοτοσυκλέτα πλησιάζει ένα τέτοιο αυτοκίνητο, που εκείνη την στιγμή το βάρος της οδήγησης το σηκώνει το ίδιο το αυτοκίνητο και όχι τα χέρια του οδηγού που κρατούν το τιμόνι...

Η διαφορά αυτόνομης και ημι-αυτόνομης οδήγησης

Στα αυτοκίνητα λοιπόν η τεχνολογία της ημι-αυτόνομης οδήγησης είναι από καιρό διαθέσιμη στο εμπόριο και εμείς τη δοκιμάσαμε στην πράξη για να δούμε αν όντως βοηθάει τους οδηγούς των αυτοκινήτων να κινούνται στους δρόμους με μεγαλύτερη ασφάλεια, τόσο για τους ίδιους όσο κυρίως για τους υπόλοιπους οδηγούς και κυρίως για εμάς τους μοτοσυκλετιστιστές. Ταυτόχρονα, θέλαμε να δούμε ποιες δυνατότητες έχει και αν αυτές μπορούν να εφαρμοστούν στις μοτοσυκλέτες. Για τον σκοπό αυτό ζητήσαμε από την Mercedes-Benz Hellas να μας παραχωρήσεις την E-Class που έχει στο στάνταρ εξοπλισμό την πιο πλήρη και τεχνολογικά προηγμένη μορφή ημί-αυτόνομης οδήγησης στα αυτοκίνητα σήμερα. Αυτή τη στιγμή, η διαφορά μεταξύ πλήρους αυτόνομης και ημί-αυτόνομης οδήγησης στα αυτοκίνητα δεν είναι τόσο σε επίπεδο hardware, αφού και στις δύο περιπτώσεις τα συστήματα συλλέγουν πληροφορίες από κάμερες τοποθετημένες στο παρμπρίζ και ραντάρ τοποθετημένα περιμετρικά του αμαξώματος του αυτοκινήτου. Η διαφορά είναι περισσότερο νομικής φύσεως και έχει να κάνει με την απόφαση του εκάστοτε κατασκευαστή, αν θα επιτρέπει στο σύστημα να κινείται στο δρόμο με τον οδηγό να έχει τα χέρια του στο τιμόνι ή όχι. Στη Mercedes-Benz E-Class που χρησιμοποιήσαμε εμείς για αυτή την δοκιμή, μπορείς για μερικά δευτερόλεπτα να αφήσεις τα χέρια σου από το τιμόνι και το αυτοκίνητο να στρίβει, να φρενάρει και να επιταχύνει εντελώς μόνο του!

Επίσης μπορεί να παρκάρει εντελώς μόνο του χωρίς να χρειάζεται να αγγίζεις το τιμόνι, τα πεντάλ ή τον λεβιέ του αυτόματου κιβωτίου ταχυτήτων. Όμως η Mercedes-Benz έχει τοποθετήσει αισθητήρες στο τιμόνι και μόλις αντιληφθεί πως δεν έχεις τα χέρια σου πάνω του για περισσότερο από δέκα δευτερόλεπτα, σε προειδοποιεί ηχητικά και μετά από λίγο το σύστημα αυτόνομης οδήγησης απενεργοποιείται. Στα πλήρως αυτόνομα αυτοκίνητα, το σύστημα είναι συνδεδεμένο με το GPS-Navigation και ακολουθεί την πορεία του μέσω αυτού, ενώ παράλληλα οι κάμερες και τα ραντάρ ελέγχουν τις πραγματικές συνθήκες που επικρατούν, επιτρέποντας στον οδηγό να μην αγγίζει κανένα χειριστήριο του οχήματος για πολλές ώρες.

Η δημιουργία μιας πλήρως αυτόνομης μοτοσυκλέτας δεν είναι τόσο εύκολη υπόθεση όσο ενός αυτοκινήτου, καθώς θα πρέπει να προστεθεί και η τεχνολογία των γυροσκοπίων, που περιπλέκει πολύ τα πράγματα. Όμως η ημι-αυτόνομη τεχνολογία μπορεί να εφαρμοστεί άμεσα στις μοτοσυκλέτες.

Ζήτω τα ημι-αυτόνομα αυτοκίνητα!

Στο ΜΟΤΟ έχουμε την πολύ κακιά συνήθεια να δοκιμάζουμε στην πράξη τις τεχνολογίες πριν ανοίξουμε το στόμα μας και εκφέρουμε άποψη. Μάλιστα για να είμαστε ακόμα πιο χρήσιμοι στους αναγνώστες μας, προσπαθούμε πάντα οι δοκιμές μας να γίνονται σε ελληνικές συνθήκες. Ειδικά σε αυτή την περίπτωση, όπου το θέμα μας είναι μια νέα τεχνολογία που για να δουλέψει σωστά εξαρτάται από δεκάδες εξωγενείς παράγοντες.

Μπορούν οι κάμερες να διαβάσουν τις σβησμένες διαγραμμίσεις των ελληνικών δρόμων; Έχουν προβλέψει την διέλευση των μοτοσυκλετών ανάμεσα από τα αυτοκίνητα; Βλέπουν τα ραντάρ τον μικρό όγκο των μοτοσυκλετών;

Για να απαντήσουμε σε όλα αυτά, αλλά και για να δούμε πόσα από τα στοιχεία της ημι-αυτόνομης τεχνολογίας των αυτοκινήτων μπορεί να περάσει στις μοτοσυκλέτες, οδηγήσαμε για τέσσερεις ημέρες την E-Class μέσα στην πόλη, στην εθνική, σε επαρχιακούς δρόμους και στο τέλος κάναμε για σειρά από δοκιμές μαζί τη νέα BMW R1250 GS.

Αυτόνομη οδήγηση από την BMW!
Τεχνολογικό άλμα από τους Βαυαρούς

Το παράδειγμα της GS δεν είναι τυχαίο, καθώς μόλις δύο μήνες πριν, η BMW παρουσίασε την πορεία των δοκιμών της με ένα πλήρως αυτόνομο R1200GS που μπορούσε με ευκολία να πλοηγηθεί εντός πίστας, όπως μπορείτε να δείτε εδώ.

Το ποιο εντυπωσιακό και χρήσιμο για εμάς τους μοτοσυκλετιστές είναι το Lane Assist.

Το σύστημα αυτό εμποδίζει τον οδηγό της E-Class να αλλάξει απότομα λωρίδα κυκλοφορίας αν δεν έχει βγάλει πρώτα φλας.

Οι κάμερες στο παρμπρίζ διαβάζουν τις διαγραμμίσεις στο δρόμο και η υποβοήθηση του τιμονιού γίνεται με ηλεκτρικό μοτέρ. Έτσι αν δεν έχεις ανάψει το φλας, το τιμόνι γίνεται πολύ βαρύ και αντιστέκεται στην κίνηση των χεριών να στρίψουν απότομα το αυτοκίνητο. Επίσης όταν η E-Class πλησιάζει πολύ κοντά στη διαγράμμιση, στο τιμόνι αρχίζει να τρέμει στα χέρια του οδηγού. Με άλλα λόγια, το σύστημα αυτό λύνει ένα από τα μεγαλύτερα προβλήματα ασφάλειας που έχουμε οι μοτοσυκλετιστές στους δρόμους ταχείας κυκλοφορίας και είναι η απότομη αλλαγή λωρίδας των αυτοκινήτων χωρίς να βγάζουν φλας. Τονίζουμε πως "Lane Assist" υπάρχουν χρόνια σε πολλά διαφορετικά μοντέλα κατασκευαστών, και βλέπουμε πως υπάρχει εξέλιξη στο πόσο καλά αντιλαμβάνονται τις ιδιαίτερες διαγραμμίσεις της χώρας μας, πράγμα που καταλήγει καλό για εμάς τους μοτοσυκλετιστές που κινούμαστε επάνω τους...

Η Continental λέει πως αυτή η λειτουργία θα υπάρχει εν μέρει και στο δικό της σύστημα για μοτοσυκλέτες. Μια κάμερα θα διαβάζει τις διαγραμμίσεις του δρόμου και όταν η μοτοσυκλέτα μας πλησιάζει πολύ κοντά σε αυτές, το τιμόνι μας θα αρχίζει να τρέμει.

Στο μέλλον θα μπορούσε να “βαραίνει” και το τιμόνι της μοτοσυκλέτας, κάτι που είναι εύκολο να γίνει μέσω των ηλεκτρονικών σταμπιλιζατέρ, όπως αυτό που έχουν τα Honda Fireblade, αλλά επειδή οι μοτοσυκλέτες πρέπει να πλαγιάσουν για να στρίψουν, το πιο πιθανό είναι να χρησιμοποιηθούν σταμπιλιζατέρ με ηλεκτροκινητήρες, χρησιμοποιώντας τα γυροσκόπια της IMU.

Το δεύτερο στοιχείο της ημι-αυτόνομης λειτουργίας της E-Class που μας εντυπωσίασε, ήταν το γεγονός πως όταν βρίσκεται μια μοτοσυκλέτα κοντά δεν επιτρέπει στον οδηγό της να κάνει την γνωστή μας “τιμονιά” ακόμα κι αν δεν υπάρχουν διαγραμμίσεις στο δρόμο. Σε αυτή την περίπτωση εκτός από το τιμόνι, επεμβαίνουν και τα φρένα, εμποδίζοντας οποιαδήποτε απότομη αλλαγή της θέσης του αυτοκινήτου στο δρόμο.

Εδώ, τα δεδομένα συλλέγονται από τους αισθητήρες ραντάρ που είναι τοποθετημένοι στους προφυλακτήρες του αυτοκινήτου και έχουν εμβέλεια περίπου ένα μέτρο.

Αντίστοιχο σύστημα (Blind Spot Assist) υπάρχει ήδη στο scooter C650GT της BMW, όπως είχαμε γράψει και στο τεστ του, η ταχύτητα κίνησης του scooter επηρεάζει την αποτελεσματικότητά του.

Το ίδιο ισχύει και στην περίπτωση της E-Class, όπου λειτουργεί τέλεια όταν η μοτοσυκλέτα κινείται περίπου με την ίδια ταχύτητα με εκείνη του αυτοκινήτου, όμως αν η διαφορά είναι πάνω από 20km/h, το σύστημα δεν προλαβαίνει να αντιδράσει. Αν λοιπόν το αυτοκίνητο κινείται με 100km/h και εσύ το προσπερνάς με 130km/h, η εμβέλεια του ενός μέτρου των ραντάρ δεν επαρκεί για να δώσει τον χρόνο που χρειάζεται το σύστημα για να αντιδράσει.

Πολύ πιο αποτελεσματικό είναι το Adaptive Cruise Control και πρόκειται για ένα σύστημα που ελπίζουμε να δούμε πολύ σύντομα στις μοτοσυκλέτες τουρισμού. Πρόκειται για ένα cruise control που μπορεί να προσαρμόζει την ταχύτητα του αυτοκινήτου, ανάλογα με την ταχύτητα του προπορευόμενου οχήματος. Χρησιμοποιεί ένα ραντάρ μεγάλης εμβέλειας (περίπου είκοσι μέτρων στην E-Class) μειώνοντας την ταχύτητα του αυτοκινήτου σου αν το προπορευόμενο όχημα φρενάρει και το ακολουθεί σε σταθερή απόσταση. Αν το προπορευόμενο όχημα επιταχύνει ή φύγει από μπροστά σου, τότε το cruise control αυξάνει την ταχύτητα έως το όριο που είχες καθορίσει. Μπορείς να ρυθμίσεις τη σταθερή απόσταση ανάμεσα σε εσένα και το προπορευόμενο όχημα από 3 έως και 10 μέτρα.

Για να μπει το Adaptive Cruise Control στις μοτοσυκλέτες θα πρέπει να αλλάξει η σχεδίαση του συστήματος ABS. Θα χρειαστεί ένας servo-μηχανισμός που θα δέχεται εντολές από την IMU. Κάτι αντίστοιχο με τον μηχανισμό που είχαν τα πρώτα R1200GS του 2005-2007. Θα πρέπει δηλαδή πέρα από την αυξομείωση της πίεσης ανάμεσα στον εμπρός και πίσω τροχό, να υπάρχει τρόπος να από την μοτοσυκλέτα να πιέσει και τα φρένα που μέχρι στιγμής δεν υπάρχει. Πέρα από την υποβοήθηση που έχουμε δει από την BMW λοιπόν, που δεν είχες φρένα αν είχες σβηστό τον κινητήρα, μέχρι στιγμής δεν υπάρχει “brake by wire”, ενώ όπως γράφαμε και στο περιοδικό, πάνω σε αυτό ακριβώς εργάζεται η KTM για να καταφέρει να φέρει στην παραγωγή το Adaptive Cruise Control.

Τα συμπεράσματά μας

Μετά από την δοκιμή της ημι-αυτόνομης Mercedes E-Class, μπορούμε να σας πούμε ότι αυτή η τεχνολογία μπορεί να βελτιώσει την ασφάλεια των μοτοσυκλετιστών στην Ελλάδα. Ο φόβος μας ότι αυτού του είδους τα συστήματα θα κοιμίσουν ακόμα περισσότερο τους ήδη κοιμισμένους Έλληνες οδηγούς, δεν βγήκε αληθινός. Σε καμία περίπτωση δεν απαγορεύουν στον παρτάκια Ελληνάρα να σε κοπανήσει με το αυτοκίνητο κάνοντας απότομες και χωρίς προειδοποίηση αλλαγές πορείας, θεωρώντας ότι μόνο αυτός υπάρχει στο δρόμο. Όμως σίγουρα τον αναγκάζει να βγάλει φλας πριν αλλάξει λωρίδα, τον εμποδίζει να κάνει “τιμονιές” όταν βρίσκεται κοντά του μια μοτοσυκλέτα και τον εμποδίζει να σε κοπανίσει από πίσω. Πάντα μέσα στα όρια που είδαμε παραπάνω. Μιλάμε δηλαδή για μείωση πιθανοτήτων και σε καμία περίπτωση για εξάλειψη.

Οπότε αν το ερώτημα είναι να κυκλοφορούμε ανάμεσα σε συμβατικά αυτοκίνητα ή σε αυτοκίνητα με ημι-αυτόνομη τεχνολογία, η απάντησή μας είναι χίλιες φορές τα ημι-αυτόνομα αυτοκίνητα.

Στο δεύτερο ερώτημα, δηλαδή αν αυτή η τεχνολογία μπορεί να εφαρμοστεί στις μοτοσυκλέτες, η απάντηση είναι φυσικά ΝΑΙ. Το Blind Spot Assist υπάρχει ήδη στο C 650 GT. Το επόμενο θα είναι το Adaptive Cruise Control που θα δούμε στις mega On-Off της Ducati και της KTM. Μαζί του θα έρθει και η αυτόνομη ενεργοποίηση των φρένων και η προειδοποίηση του αναβάτη (μέσω κραδασμών στο τιμόνι) για την κίνηση άλλων οχημάτων γύρο του. Στα σκαριά είναι και η ολοκλήρωση της τεχνολογίας vehicle-to-vehicle, όπου η μοτοσυκλέτα σου θα συλλέγει δεδομένα από τα υπόλοιπα οχήματα και θα ξέρει με ποια ταχύτητα κινούνται κι αν φρέναραν ξαφνικά σε κάποιο σημείο του δρόμου, αν οι αναρτήσεις τους έπεσαν σε λακκούβα, αν μπήκε το ABS ή το Traction Control τους.

Στο (όχι και τόσο μακρινό…) μέλλον, τα συστήματα αυτά θα έχουν απευθείας επικοινωνία με το GPS-Navigation, που με την σειρά του θα τα οδηγήσει κάποια στιγμή στα πλήρως αυτόνομα οχήματα. Ήδη πολλά αυτοκίνητα χρησιμοποιούν το GPS για να ρυθμίζουν το πρόγραμμα λειτουργίας του αυτόματου κιβώτιου ταχυτήτων τους. Γνωρίζουν δηλαδή αν ο δρόμος έχει αργές στροφές και είναι ανηφορικός επιλέγοντας την sport λειτουργία ή αν ο δρόμος είναι ανοιχτός και κατηφορικός, επιλέγοντας την ECO λειτουργία.

Η πλήρως αυτόνομη οδήγηση μιας μοτοσυκλέτας δεν νομίζουμε ότι έχει νόημα, όμως η ανάπτυξη της αυτόνομης τεχνολογίας έχει μεγάλο ενδιαφέρον όταν μιλάμε για κάποια επί μέρους στοιχεία της, που μπορούν να συμβάλουν θετικά στα δυναμικά χαρακτηριστικά, την άνεση και την ασφάλεια μιας τουριστικής μοτοσυκλέτας υψηλών επιδόσεων. Ταξίδια μεγάλα με τουλάχιστον χίλια χιλιόμετρα σε μία μέρα γινόντουσαν πάντα, αλλά κανείς δεν είπε όχι στην ευκολία του cruise control που είναι νεότερο χαρακτηριστικό. Σαφώς τα ηλεκτρονικά θα πρέπει να έχουν επικουρικό ρόλο και όχι να είναι κυρίαρχα στη ζωή μας, όμως αν φέρεις στο μυαλό σου τις ικανότητες και την νοοτροπία του μέσου Έλληνα οδηγού, μάλλον θα προτιμούσες να κυκλοφορείς με τη μοτοσυκλέτα σου ανάμεσα σε οδηγούς με ημί-αυτόνομες Mercedes E-Class, παρά με Zastava.

Δείτε στο video τις δυνατότητες του Yamaha Motoroid Concept:

Δείτε τις δυνατότητες του Honda Riding Assist:

Δείτε στο video τις δοκιμές της KTM για το Adaptive Cruise Control:

Ετικέτες

Αποκλειστικό

BMW

https://bit.ly/MOTO_660

Τεχνικά άρθρα

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

Όταν τα μέταλλα συμπεριφέρονται ως λάστιχα

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.

https://bit.ly/MOTO_660