Πέμπτη, 27 Σεπτεμβρίου 2018 16:46

Αφιέρωμα – 50 χρόνια Desmo

Μια σύντομη ιστορία του δεσμοδρομικού συστήματος χρονισμού

Ομολογουμένως ο τίτλος αυτού του αφιερώματος είναι λίγο παραπλανητικός. Το Desmo δε συμπληρώνει ακριβώς μισό αιώνα από τη γέννησή του, αλλά από την πρώτη του εφαρμογή σε μοτοσυκλέτα μαζικής παραγωγής – ήταν το Ducati Mark 3 Desmo του 1968, με μονοκύλινδρο κινητήρα σε εκδόσεις 250, 350 και 450 κυβικών.

Η ιστορία μας επίσης διδάσκει πως το Δεσμοδρομικό σύστημα δεν ήταν καν ανακάλυψη της Ducati, καθώς η πρώτη σχετική αναφορά μας πηγαίνει πίσω στο 1896 και μια πατέντα κάποιου Gustav Mees. Ήδη από το 1910 η Αγγλική Arnott έχει ένα τέτοιο σύστημα χρονισμού βαλβίδων με έναν μηχανισμό σε σχήμα δακτυλιδιού να ανεβοκατεβάζει τη βαλβίδα.

various desmo kits

Ακολουθούν διάφορες άλλες αυτοκινητάδικες εφαρμογές, όπως αυτή της Γαλλικής Bignan (1920), της FIAT (1923), καθώς και της Mercedes που φορέθηκε στο οκτακύλινδρο μονοθέσιο W196, με το οποίο ο θρυλικός Αργεντινός Juan Manuel Fangio κέρδισε δύο παγκόσμιους τίτλους Formula 1 το 1954 και 55.

Τί είναι και γιατί υπάρχει

Στην κεφαλή του τετράχρονου κινητήρα απαιτείται ένας μηχανισμός που να ελέγχει την κίνηση των βαλβίδων, δηλαδή του νευραλγικού εξαρτήματος που καθορίζει την είσοδο του καυσίμου και την έξοδο των καυσαερίων από τον θάλαμο καύσης. Συνήθως το άνοιγμα της βαλβίδας γίνεται μέσω άμεσης ή έμμεσης πίεσης από τον εκκεντροφόρο άξονα (δηλαδή τον άξονα που φέρει τα έκκεντρα), ενώ η επαναφορά της συντελείται με ένα ελατήριο.

Η ακρίβεια που απαιτείται εδώ είναι τεράστια και ο διαθέσιμος χρόνος για να ολοκληρωθεί ένας πλήρης κύκλος καύσης (εισαγωγή, συμπίεση, εκτόνωση, εξαγωγή) είναι απειροελάχιστος.

Για παράδειγμα, στις 1,000 rpm ο στρόφαλος θα κάνει 1,000 περιστροφές σε 1 λεπτό, άρα κάθε πλήρης στροφή του (δηλαδή ένα ανέβασμα-κατέβασμα του πιστονιού στον κύλινδρο) διαρκεί 1 χιλιοστό του λεπτού ή 6 εκατοστά του δευτερολέπτου. Σε αυτό το διάστημα, πρέπει να έχουν ανοίξει οι βαλβίδες εισαγωγής, να έχει μπει το καύσιμο και να έχουν κλείσει πριν ανέβει το πιστόνι για τη συμπίεση.

Όσο οι στροφές του κινητήρα ανεβαίνουν, τόσο μικρότερος γίνεται αυτός ο διαθέσιμος χρόνος. Αν βρεθούμε στις 10,000 rpm, πλέον ο χρόνος για τη φάση της εισαγωγής θα έχει γίνει 6 χιλιοστά του δευτερολέπτου, δέκα φορές μικρότερος.

desmodromic valve

Το Δεσμοδρομικό σύστημα σχεδιάστηκε ακριβώς για να συνεισφέρει στην ακρίβεια που απαιτείται στην κίνηση των βαλβίδων. Ο εκκεντροφόρος πιέζει τη βαλβίδα παραδοσιακά, αλλά το κόλπο είναι στην επαναφορά. Εκεί δεν υπάρχει ελατήριο, μα ένα δεύτερο έκκεντρο που πιέζει ένα δεύτερο κοκοράκι, το οποίο σηκώνει ξανά τη βαλβίδα.

Το όνομά του είναι προφανώς μια Ελληνική σύνθετη λέξη, δεσμός και δρόμος, περιγράφοντας ακριβέστατα και το τι κάνει. Ο εκκεντροφόρος είναι δεσμευμένος με τη βαλβίδα και την κινεί και στις δύο κατευθύνσεις του δρόμου της.

Κατά το πρώτο μισό του 20ού αιώνα η μεταλλουργία βρισκόταν αρκετά πίσω συγκριτικά με σήμερα και είναι φυσικό οι μηχανικοί της εποχής να βλέπουν σε τέτοια συστήματα ένα σημαντικό πλεονέκτημα έναντι των ελατηρίων της εποχής.

Γι’ αυτό και τότε υπήρχαν πολλοί κατασκευαστές που επένδυαν σε αυτήν την τεχνολογία, ειδικά στα πιο πολύστροφα και απαιτητικά αγωνιστικά αυτοκίνητα. Με την πάροδο των ετών, τα σύγχρονα ελατήρια κατέστησαν λιγότερο αναγκαίο τον δεσμοδρομικό έλεγχο των βαλβίδων.

Η ώρα του Fabio

Για τη Ducati το Desmo αποτελεί ένα προσωπικό στοίχημα του σπουδαίου μηχανικού Fabio Taglioni. Ο θρύλος λέει πως ο Enzo Ferrari ψαχνόταν με την εφαρμογή του δεσμοδρομικού συστήματος στα αυτοκίνητά του και ρώτησε σχετικά τον Taglioni, ο οποίος φέρεται να εμπνεύστηκε τότε τη μοτοσυκλετιστική του εφαρμογή.

1st desmo designed by Taglioni
Αυτό είναι το πρώτο Desmo που σχεδίασε ο Fabio Taglioni

Για να είμαστε ακριβείς, ένα ανάλογο σύστημα είχε σχεδιαστεί και από τη Norton σχεδόν μια δεκαετία πριν, αλλά εγκαταλείφθηκε ως πολύ ογκώδες και πολύπλοκο, με τον θρύλο να λέει πως αυτό αντέγραψε η Mercedes για το W196.

1958 125 Desmo
Ducati GP 125 Desmo (1956)

Όποια πάντως και να είναι η έμπνευσή του, το Desmo του Taglioni πρωτοεμφανίστηκε στα GP και την αγωνιστική Ducati 125 το 1956 και μάλιστα κέρδισε τον πρώτο του αγώνα, το Σουηδικό GP με αναβάτη τον Degli Antoni.

Έκτοτε το Desmo αποτελεί αποκλειστικό προνόμιο των μοτοσυκλετών της Ducati.

DFhRAqrUMAA4Xw6
Ducati Mark3 Desmo (1968)

Χρειάστηκε δε σχεδόν μια δεκαετία για να φτάσει σε μοντέλα παραγωγής. Η αρχή έγινε, όπως είπαμε και πιο πριν, από το μονοκύλινδρο Mark3, αλλά στη συνέχεια επεκτάθηκε σε όλη τη γκάμα της Ducati και πλέον είναι κοινός τόπος και σήμα κατατεθέν της Ιταλικής εταιρείας.

Έχει πια νόημα;

Για να απαντήσουμε σε αυτό το ερώτημα, θα πρέπει πρώτα να δούμε ποια είναι τα μειονεκτήματα των ελατηρίων, δηλαδή τα εξής δύο. Πρώτον, η συμπίεση ενός ελατηρίου απαιτεί αρκετή περισσότερη ενέργεια από αυτή που χρειάζεται το αμύγδαλο του εκκεντροφόρου στο Desmo για να κινήσει τη βαλβίδα.

Και αυτό είναι μόνο το μικρότερο κακό.

Το μεγαλύτερο ζήτημα έχει να κάνει με την ακρίβεια. Η επιστροφή της βαλβίδας εξαρτάται από την επαναφορά ενός ελατηρίου που δεν ελέγχεται από τίποτε άλλο πλην των φυσικών του χαρακτηριστικών. Ένα από αυτά είναι και η αδράνεια, δηλαδή η τάση του να συνεχίσει να κινείται και πέραν τον σημείου που εμείς θέλουμε να σταματήσει και η οποία μπορεί να χαλάσει τον εξαιρετικά ακριβή χρονισμό που εμείς επιθυμούμε.

d16rr22 UC60417 High
Το Desmo όπως εφαρμόζεται στην κεφαλή της νέας Ducati Panigale V4

Η σύγχρονη τεχνολογία μας επιτρέπει πλέον να φτιάχνουμε ελατήρια όπως ακριβώς τα θέλουμε, κάνοντας το Desmo λίγο-πολύ μια «ιδιοτροπία» της Ducati που ίσως να υπάρχει μόνο και μόνο λόγω παράδοσης. Αν τα προβλήματα των ελατηρίων ήταν πραγματικά επιβαρυντικά, τότε το 90% των μοτοσυκλετών δε θα τα χρησιμοποιούσαν για την επαναφορά των βαλβίδων, θα είχαν κάτι άλλο, ίσως ένα δεσμοδρομικό σύστημα. Όμως για τις περισσότερες εφαρμογές δουλεύουν μια χαρά.

Απεναντίας, το Desmo έχει περισσότερες απαιτήσεις συντήρησης, είναι πιο δύσκολο να ρυθμιστεί και αυτό δίχως ουσιαστικά να προσφέρει αξιοσημείωτο όφελος.

Ή μήπως όχι;

Το παράδειγμα των MotoGP

Η αλήθεια, ως είθισται, βρίσκεται κάπου στη μέση. Εκτός της Ducati, ο,τιδήποτε από το πιο ταπεινό και μικρό καθημερινό δίκυκλο μέχρι την πρωταθλήτρια του Παγκοσμίου SBK, χρησιμοποιεί ελατήρια στην κεφαλή του. Διότι απλά επαρκούν για να γίνει μια χαρά η δουλειά.

Στα MotoGP όμως δε θα βρείτε και πολλές μοτοσυκλέτες με ελατήρια επαναφοράς στις βαλβίδες. Η Ducati έχει το Desmo της και όλοι οι άλλοι φέρονται να χρησιμοποιούν πνευματικές βαλβίδες. Δηλαδή χρησιμοποιούν ένα άλλο «δεσμοδρομικό» σύστημα που δεν είναι μηχανικό, αλλά χρησιμοποιεί υδραυλική πίεση για να ανεβοκατεβάζει τη βαλβίδα με την απαιτούμενη ακρίβεια.

ev1wybgxduxlkeqljne7
To Desmo στη σύγχρονη μορφή του στις Ducati παραγωγής

Οι κινητήρες των MotoGP πλέον χασμουριούνται εκεί που η καθημερινή μας μοτοσυκλέτα τα βλέπει κόκκινα και έχουν τις 16,000 στροφές για ψωμοτύρι. Εκεί λοιπόν το Desmo έδωσε στη Ducati ένα σημαντικό πλεονέκτημα.

Ίσως να θυμάστε πριν μερικά χρόνια, όταν είχε προταθεί να μπει ανώτατο όριο στροφών στις αγωνιστικές των MotoGP, με τη Ducati να αμύνεται θεωρώντας πως επρόκειτο για μια συνέργεια των Honda και Yamaha με στόχο να ακυρώσουν το πλεονέκτημα του Desmo. Τελικά αυτό το καπέλο δε φορέθηκε ποτέ, αλλά όλοι οι κατασκευαστές πέρασαν σταδιακά στις πνευματικές βαλβίδες, καθώς ήταν ο μόνος τρόπος να έχουν ακριβή χρονισμό στις κεφαλές τους όταν φλέρταραν με τις 18,000 στροφές.

th 37 36 1199 Panigale Engine
Τα σωθικά του κινητήρα της δικύλινδρης Ducati Panigale

Συνεπώς ο δεσμοδρομικός χρονισμός των βαλβίδων δεν είναι και τόσο περιττός, αν και στην πλειοψηφία των περιπτώσεων τα οφέλη του δεν αντικατοπτρίζουν την πολυπλοκότητα που το συνοδεύει, κυρίως εκτός πίστας.

Είναι όμως ένας θρύλος με μια εξίσου θρυλική υπογραφή, σπουδαία ιστορία, κάμποσα αγωνιστικά τρόπαια και πιθανότατα θα συνεχίσει να βρίσκεται μαζί μας για πολλά-πολλά χρόνια.

Φωτογραφίες

Σπύρος Τσαντήλας

Λίγο μετά το τέλος των σπουδών του στο Τμήμα Φυσικής του Εθνικού Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών και τους απαραίτητους 18 μήνες στρατιωτικής θητείας, πρωτομπήκε στον χώρο από το περιοδικό ΜΟΤΟ στις αρχές του 2000.

Συνέχισε περνώντας από σχεδόν όλα τα περιοδικά του χώρου, 2Τροχοί, 0300, Moto Τρίτη – ξέφυγε το Powerbikes που δεν το πρόλαβε πριν κλείσει. Από το 2008 άφησε πίσω το χαρτί για την αμιγώς διαδικτυακή απόπειρα του πρωτοποριακού eBike και έκτοτε συνεχίζει να συνεργάζεται με ηλεκτρονικά μέσα τόσο εσωτερικού όσο και εξωτερικού.

Σπύρος Τσαντήλας Γράφτηκε από τον
Τελευταία τροποποίηση στις Πέμπτη, 27 Σεπτεμβρίου 2018 16:58

ΕΠΙΛΟΓΕΣ

ΤΕΛΕΥΤΑΙΑ ΝΕΑ

ΑΚΟΛΟΥΘΗΣΤΕ ΜΑΣ
ΑΜΕΣΗ ΕΝΗΜΕΡΩΣΗ ΓΙΑ ΤΑ ΝΕΑ ΤΩΝ ΔΥΟ ΤΡΟΧΩΝ ΚΑΙ ΟΧΙ ΜΟΝΟ
  • twitter
  • facebook icon
  • instagram
  • youtube