BMW: Πατέντες για ενεργά πτερύγια ψυγείου

Επιστροφή στο 1900!
1
Μπάμπη Μέντη
Από τον

Μπάμπη Μέντη

21/2/2023

Τα τελευταία χρόνια διαρκώς πληθαίνουν τα παράπονα των μοτοσυκλετιστών που ζουν στις χώρες της Μεσογείου για την υπερβολική ζέστη που βγάζουν οι καινούριες μοτοσυκλέτες. Τα παράπονα είναι απόλυτα δικαιολογημένα, διότι σε χώρες όπως στην Ελλάδα, τη νότια Ιταλία, τη νότια Ισπανία και την Πορτογαλία, χρησιμοποιούμε καθημερινά τις μοτοσυκλέτες μας για μετακίνηση και όχι μόνο για βόλτες το Σαββατοκύριακο και ταξίδια. Οπότε τις περισσότερες φορές δεν είμαστε ντυμένοι με μπότες και χοντρά μοτοσυκλετιστικά παντελόνια που εμποδίζουν τον ζεστό αέρα να φτάσει στο δέρμα μας και φυσικά το ζεστό κλίμα, κάνει τα βεντιλατέρ να δουλεύουν υπερωρίες μέσα στην κίνηση της πόλης, στέλνοντας όλο τον καυτό αέρα από το ψυγείο στα πόδια μας.  Ο λόγος που το πρόβλημα αυτό έχει γίνει σχεδόν ανυπόφορο στις καινούριες μοτοσυκλέτες έχει να κάνει με τις εκπομπές ρύπων!

Για να επιτύχουν χαμηλές εκπομπές ρύπων οι κατασκευαστές, είναι αναγκασμένοι να χρησιμοποιούν πολύ “φτωχά” μείγματα, ενώ για την αποτελεσματικότερη λειτουργία των καταλυτών είναι απαραίτητη η γρήγορη επίτευξη υψηλής θερμοκρασίας, οπότε τους τοποθετούν όσο πιο κοντά γίνεται στους αυλούς εξαγωγής, αυξάνοντας ακόμα περισσότερο την εκπομπή θερμότητας κοντά στο σώμα του αναβάτη.

Από την άλλη μεριά όμως, υπάρχουν όρια στο πόσο φτωχό μπορεί να είναι το μείγμα, διότι οι πολύ υψηλές θερμοκρασίες λειτουργίας έχουν αρνητικές επιπτώσεις στα έμβολα, τα ελατήρια και τις βαλβίδες. Οπότε τα βεντιλατέρ αρχίζουν να δουλεύουν πιο νωρίς, προσπαθώντας να κρατήσουν την ιδανική θερμοκρασία λειτουργίας.

Η πατέντα που κατέθεσε η BMW για ένα ψυγείο μοτοσυκλέτας που ρυθμίζει τη ροή του αέρα ανοίγοντας και κλείνοντας περσίδες δεν είναι κάποια καινούρια ιδέα και χρονολογείται από τις αρχές του 1900!

2

Τότε δεν υπήρχαν ηλεκτρικοί ανεμιστήρες που να δουλεύουν μόνο όποτε ανέβαινε η θερμοκρασία, αλλά περιστρέφονταν μόνιμα, παίρνοντας κίνηση κατευθείαν από τον κινητήρα. Για να μειώσουν τη ροή του αέρα και να επιτρέψουν στον κινητήρα να έρθει σε θερμοκρασία λειτουργίας, τοποθετούσαν γρίλιες που ήταν συνδεδεμένες με μεταλλικά ελάσματα. Όσο τα μεταλλικά ελάσματα ήταν κρύα, οι γρίλιες ήταν κλειστές εμποδίζοντας τον αέρα να περάσει. Μόλις τα ελάσματα άρχιζαν να ζεσταίνονται, τότε διαστέλλονταν και άνοιγαν τις γρίλιες.

Η χρήση ηλεκτρικών ανεμιστήρων έστειλε στο χρονοντούλαπο για έναν αιώνα αυτή την λύση, μέχρι τις αρχές του 2000 όπου οι κατασκευαστές αυτοκινήτων (ανάμεσά τους και η BMW) έβαλαν ξανά γρίλιες που κλείνουν, όμως αυτή τη φορά ήταν για να μειώσουν τους αεροδυναμικούς στροβιλισμούς και να μειώσουν έτσι την κατανάλωση καυσίμου.   

Στις πατέντες που βλέπουμε εδώ δεν φαίνεται να έχουν στόχο την αεροδυναμική, αλλά περισσότερο σκοπεύουν να ομαλοποιήσουν τη μεταβολή της θερμοκρασίας του ψυκτικού.

Αντί δηλαδή να έχουν ένα μόνιμα ανοιχτό στη ροή του αέρα ψυγείο και να βάλουν έναν θερμοστάτη που θα δίνει εντολή για την λειτουργία του βεντιλατέρ, θα κλείνουν τη ροή αέρα για να έρθει γρήγορα σε θερμοκρασία λειτουργίας ο κινητήρας και θα ανοίγουν τις γρίλιες ρυθμίζοντας με πιο προοδευτικό τρόπο τη θερμοκρασία του ψυκτικού.

2

Εδώ θα πρέπει να λάβουμε υπόψη μας και την ανάγκη μείωσης των τριβών στο εσωτερικό του κινητήρα στο ρελαντί, για περεταίρω μείωση των εκπομπών ρύπων. Οι κατασκευαστές πλέον καταφεύγουν στη χρήση λεπτόρρευστων λιπαντικών (στα καινούρια αυτοκίνητα έχουν φτάσει έως τα 0W-16!!!!) κάτι που επίσης απαιτεί μείωση των ανοχών μεταξύ των εξαρτημάτων του κινητήρα για αποφευχθεί η κατανάλωση λιπαντικού. Με τόσο μικρές ανοχές γίνεται υψίστης σημασίας η άμεση επίτευξη θερμοκρασίας λειτουργίας και η διατήρησή της με ελάχιστες αποκλείσεις.  

Τεχνική ανάλυση πλαισίων: Ποιο είναι το σωστό κέντρο βάρους

Η απομυθοποίηση των μύθων
1
Μπάμπη Μέντη
Από τον

Μπάμπη Μέντη

17/10/2023

Η αδυναμία κατανόησης της πολυπλοκότητας σχεδιασμού μιας μοτοσυκλέτας και της τεχνολογικής προόδου σε όλους τους τομείς, έχει οδηγήσει στη δημιουργία ορισμένων μύθων που στοιχειώνουν τον μοτοσυκλετισμό επί δεκαετίες. Ένας τέτοιος μύθος αφορά και το “Κέντρο Βάρους” μιας μοτοσυκλέτας, όπου για κάποιο λόγο έχει επικρατήσει η άποψη πως “καλό” είναι μόνο το “χαμηλό κέντρο βάρους”. Αυτή η γενίκευση, όπως και όλες οι γενικεύεις σε αυτή τη ζωή, οδηγεί σε εντελώς λανθασμένα συμπεράσματα για το πώς πρέπει να είναι σχεδιασμένη μια μοτοσυκλέτα για να έχει την επιθυμητή συμπεριφορά για την χρήση που προορίζεται.

Ο καλύτερος τρόπος για να σπάσεις έναν τέτοιο μύθο είναι να ανατρέξεις στην ιστορία και να αναλύσεις τα προβλήματα και τις λύσεις που έβρισκαν οι μηχανολόγοι την εκάστοτε εποχή. Σε ό,τι αφορά το “ιδανικό κέντρο βάρος”, τότε η τεχνολογική εξέλιξη των μοτοσυκλετών της Yamaha τις τελευταίες δεκαετίες είναι το καλύτερο παράδειγμα που μπορείς να χρησιμοποιήσεις.

Η Yamaha με την φιλοσοφία GENESIS στις αρχές της δεκαετίας του ’80 έβαλε τις βάσεις για διαλυθεί η κακή φήμη που είχαν οι ιαπωνικές superbike σχετικά με τη συμπεριφορά τους στη γρήγορη οδήγηση, αλλά και για την σταθερότητά τους στις υψηλές ταχύτητες.

Έχοντας ως βασική προτεραιότητα τη γρήγορη συναρμολόγηση στις γραμμές παραγωγής, τα ιαπωνικά εργοστάσια χρησιμοποιούσαν μέχρι τότε ατσάλινα περιμετρικά πλαίσια με βιδωτό το κάτω τμήμα ώστε να μπαίνουν εύκολα και γρήγορα μέσα τους οι ογκώδεις αερόψυκτοι τετρακύλινδροι κινητήρες.

Τα τεράστια μεταξόνια, οι ανοιχτές γωνίες κάστερ και οι μεγάλης διαμέτρου εμπρός τροχοί ήταν τα μόνα όπλα που είχαν για να περιορίσουν την εμφάνιση επικίνδυνων ταλαντώσεων.

Με το FZ750 Genesis το 1985 η Yamaha ανέτρεψε οριστικά τον βασικό σχεδιασμό των ιαπωνικών superbike, σχεδιάζοντας έναν τετρακύλινδρο με το μπλοκ των κυλίνδρων του να έχουν 45⁰ κλίση εμπρός. Αυτή η αρχιτεκτονική ου κινητήρα επέτρεψε τον σχεδιασμό ενός πλαισίου που συνδέει (σχεδόν) ευθύγραμμα τον λαιμό με τον άξονα του ψαλιδιού και την ίδια στιγμή το κέντρο βάρος του κινητήρα  χαμηλώνει και το βάρος της κεφαλής πλησιάσει τον εμπρός τροχό. Μεταφέροντας το βάρος του κινητήρα πιο χαμηλά και πιο κοντά στον εμπρός τροχό, αυτομάτως δημιούργησαν μια μοτοσυκλέτα που ήταν πολύ πιο σταθερή στις υψηλές ταχύτητες από τους υπόλοιπους ανταγωνιστές της. Ο μύθος πως το χαμηλό κέντρο βάρους είναι το απόλυτο “καλό” μόλις δημιουργήθηκε!

2

Την ίδια στιγμή όμως θυσίασαν μεγάλο μέρος της ευελιξίας. Για να “διορθώσουν” το πρόβλημα που δημιουργήθηκε από το χαμηλό κέντρο βάρους κοντά στον εμπρός τροχό, κατέφυγαν στη λύση ενός μικρού εμπρός τροχού 16”, κάτι που ταλαιπώρησε τη ζωή μας μέχρι και το 1998, όταν πλέον τον εγκατέλειψε και η Honda στο τελευταίο CBR900RR που κατασκεύασε. Οι εμπρός τροχοί των 16” έγιναν ξαφνικά το μαγικό χάπι που θεραπεύει κάθε νόσο και κάθε σχεδιαστική μαλ… και στον πειρασμό επέπεσαν ακόμα και οι ευρωπαίοι κατασκευαστές όπως η Ducati στα πρώτα Paso και 851.

Το πρόβλημα των εμπρός τροχών 16” δεν ήταν τόσο το μικρό μέγεθός τους για τις συνθήκες των δημόσιων δρόμων, όσο η ελλιπής τεχνολογία των ελαστικών σε ό,τι αφορά τους σκελετούς τους, με αποτέλεσμα οι μοτοσυκλέτες να αντιδρούν απότομα. Στα πρώτα Fireblade η Honda ζήτησε από την Bridgestone να φτιάξει ένα ειδικό εμπρός ελαστικό 16”, το οποίο θα έχει εξωτερική διάμετρο ίδια με τα ελαστικά των 17”, κάτι που ανάγκασε την Bridgestone να αυξήσει το πλάτος του στα 130mm από 120mm ώστε να πετύχει μια προοδευτική καμπυλότητα στην κορόνα του.

4

Κατανοώντας το πρόβλημα, η Yamaha εγκαταλείπει τους μικρούς εμπρός τροχούς των 16” στα FZR και με την ισχυρότερη ακαμψία των νέων γιγαντιαίων πλαισίων Delatabox, αρχίζει να χρησιμοποιεί πιο γρήγορα γεωμετρικά χαρακτηριστικά.

Όμως τη νέα μεγάλη αναθεώρηση του “ιδανικού κέντρου βάρους” στις σύγχρονες μοτοσυκλέτες θα την κάνει με ένα μοντέλο που δεν ήταν supersport. Μιλάμε φυσικά για το TDM 850, την πρώτη μοτοσυκλέτα της Yamaha που είχε κινητήρα με Tri-Axis κιβώτιο ταχυτήτων, το οποίο μείωνε σημαντικά το μήκος του κινητήρα, καθώς ο στρόφαλος, και οι άξονες του κιβωτίου ταχυτήτων δεν ήταν πλέον ο ένας πίσω από τον άλλον.

3

Η ιδέα αυτή έδειξε τα πραγματικά της πλεονεκτήματα λίγα χρόνια αργότερα στην πρώτη R1, επιτρέποντας στους σχεδιαστές του πλαισίου της να κρατήσουν το μεταξόνιο κάτω από τα 1.400mm και την ίδια στιγμή να βάλουν ένα πολύ μακρύτερο ψαλίδι, αλλά και να φέρουν τον στρόφαλο του τετρακύλινδρου κινητήρα των 1000 κυβικών πιο ψηλά και πιο κοντά στο σώμα του αναβάτη. Έτσι πέρα από την ιδανική κατανομή του βάρους 50/50 εμπρός-πίσω, η στροφορμή του στροφάλου (πολύ πιο έντονη στους τετρακύλινδρους εν σειρά λόγω μήκους και βάρους του στροφάλου σε σχέση με τους δικύλινδρους και τους V4) είχε ευεργετική επίδραση στην ευελιξία. Ταυτόχρονα το μακρύτερο ψαλίδι βοήθησε στην προοδευτικότερη λειτουργία της πίσω ανάρτησης, άρα και την πρόσφυση.

4

Μόνο που τα μακριά ψαλίδια από μόνα τους δεν επαρκούν για να προσφέρουν καλύτερη πρόσφυση. Ίσα-ίσα που αν βάλεις μακρύτερο ψαλίδι στη μοτοσυκλέτα σου πιθανότατα να χάσεις πρόσφυση καθώς απομακρύνεις βάρος από τον πίσω τροχό. Μακρυψάλιδο Hayabusa με ελαστικά δρόμου έχει οδηγήσει κανείς; Μιλάμε για ατελείωτα drift!

Μάλιστα το πρόβλημα της απώλειας πρόσφυσης και σταθερότητας, την ίδια στιγμή που θέλεις ευελιξία, γίνεται όλο και μεγαλύτερο όσο αυξάνεται η ιπποδύναμη.

Γι΄αυτό σήμερα στα MotoGP κυριαρχούν οι μοτοσυκλέτες με V4 κινητήρες. Το σχήμα του V4 κινητήρα φέρνει περισσότερο βάρος πίσω και ψηλά (ανάμεσα στα πόδια του αναβάτη) κάτι που χρειάζεσαι για να αλλάξεις εύκολα πορεία και να έχεις το απαιτούμενο βάρος στον πίσω τροχό όταν επιταχύνεις στις εξόδους των στροφών.

Όταν όμως η μοτοσυκλέτα είναι όρθια αυτή η κατανομή βάρους ψηλά και κοντά στον πίσω τροχό προκαλεί εύκολα σούζες, οπότε χρειάζεσαι έναν μηχανισμό που να μειώνει το ύψος της πίσω ανάρτησης και αεροδυναμικά φτερά που να κρατούν τη μούρη κάτω.

Αν καταργηθούν τα φτερά και οι μηχανισμοί μείωσης του ύψους της πίσω ανάρτησης, τότε οι μοτοσυκλέτες με V4 κινητήρες θα χάσουν τα βασικά πλεονεκτήματά τους και πιθανότατα οι τετρακύλινδρες εν σειρά θα επανέλθουν στην κορυφή. Εκτός κι αν η Yamaha έχει στα συρτάρια της κάποιο μυστικό σχέδιο Genesis II.

Από όλα τα παραπάνω γίνεται σαφές πως ούτε το χαμηλό κέντρο βάρους, ούτε το υψηλό κέντρο βάρους είναι απόλυτα καλό για όλες τις μοτοσυκλέτες. Αναλόγως την τεχνολογία των ελαστικών, των αναρτήσεων, των ηλεκτρονικών και της αεροδυναμικής, αλλά κυρίως της αρχιτεκτονικής του κάθε κινητήρα και την χρήση που προορίζεται κάθε μοτοσυκλέτα, το ιδανικό κέντρο βάρους είναι εκείνο που μας δημιουργεί τα λιγότερα προβλήματα για να λύσουμε.