.
Κατηγορία TEXNIKA
Τρίτη, 18 Σεπτεμβρίου 2018 16:54

Τεχνική ανάλυση – Σύστημα μεταβλητών βαλβίδων BMW ShiftCam

Τί, γιατί και πώς

Όπως αναμενόταν, η BMW παρουσίασε τα R 1250 GS και RT με έναν νέο κινητήρα που ουσιαστικά αποτελεί την πέμπτη γενιά του τετραβάλβιδου boxer.

Η ιστορία της Γερμανικής εταιρείας έχει χτιστεί πάνω στον boxer, από το πρώτο κιόλας μοντέλο της, το R 32 του 1923. Ο συγκεκριμένος κινητήρας έγινε κάτι σαν συνώνυμο της BMW και βέβαια αυτή η παράδοση συνηγορεί στο να επιμένει η εταιρεία σε αυτόν, ασχέτως αν πλέον η γκάμα της έχει επεκταθεί και σε τετρακύλινδρα και δικύλινδρα σε σειρά, μονοκύλινδρα, ακόμη και σε σκούτερ.

Ο boxer παραμένει το σήμα-κατατεθέν της BMW και η σύγχρονη εκδοχή του έκανε το ντεμπούτο της το 1992 με το R 1100 RS. Ήταν ο πρώτος τετραβάλβιδος boxer και έγινε περισσότερο γνωστός το 1994, όταν και κίνησε το R 1100 GS, τη μοτοσυκλέτα που άλλαξε τα πάντα στον κόσμο των μεγάλων adventure.

Μετρώντας αυτόν τον κινητήρα ως τον πρώτο boxer της σύγχρονης εποχής, ακολούθησε η δεύτερη γενιά με το 1150, μετά παρουσιάστηκε το 1200 (με τα -30 κιλά) και το 2012 ήρθε η ώρα του LC. Για να μπορέσει πλέον να χωρέσει στους στενούς κορσέδες των προδιαγραφών εκπομπών, ο boxer έπρεπε να αποκτήσει υγρόψυξη.

bmw r 1250 gs 2019 22

Τώρα, η BMW εισάγει άλλη μια μικρή επανάσταση στον αειθαλή κινητήρα της, με την πέμπτη του μετενσάρκωση κατά την οποία διατηρείται η υγρόψυξη. Με αυξημένη χωρητικότητα που προήλθε από αύξηση τόσο της διαμέτρου όσο και της διαδρομής του πιστονιού, η BMW πρακτικά έπρεπε να επανασχεδιάσει το μεγαλύτερο μέρος του μοτέρ – και είναι μάλλον λογικό να πιστεύουμε πως έχει ήδη λάβει υπόψη της και το επόμενο βήμα των Euro5 που θα είναι η υποχρεωτική μας πραγματικότητα ως το 2021.

Ο ολισθαίνων άξονας

Το σημείο αιχμής του νέου κινητήρα είναι το σύστημα μεταβλητών βαλβίδων ShiftCam, το οποίο κάνει εδώ το ντεμπούτο του σε μοτοσυκλέτα της BMW και δε μοιάζει με τα γνωστά ανάλογα συστήματα που έχουμε δει σε άλλες εταιρείες.

Το σύστημα της BMW αφορά μόνο τον εκκεντροφόρο εισαγωγής, ο οποίος διαθέτει διπλά αμύγδαλα (έκκεντρα) για κάθε βαλβίδα. Κάθε ζευγάρι αποτελείται από ένα κοντό και ένα πιο μακρύ έκκεντρο και το ποιο θα βρεθεί να σπρώχνει το κοκοράκι της βαλβίδας εξαρτάται από τη θέση του εκκεντροφόρου.

Ο άξονας αυτός μπορεί να ολισθήσει οριζόντια, χάρη σε έναν ηλεκτρονικό μηχανισμό στο ένα του άκρο, ο οποίος ελέγχεται από την κεντρική διαχείριση του κινητήρα.

Προσαρμοστικότητα

Τι διαφορά έχει το μεγαλύτερο από το μικρότερο έκκεντρο στη βαλβίδα; Το ένα τη βυθίζει περισσότερο από το άλλο, άρα ανοίγει περισσότερο χώρο για να περάσει μέσα το καύσιμο μίγμα (αέρας και βενζίνη) από το άλλο. Επίσης, ανοίγοντάς την πιο βαθειά, αυτή θα μείνει ανοικτή και περισσότερη ώρα.

Όταν ο κινητήρας γυρίζει σε χαμηλές στροφές, θέλουμε να ενεργήσει το μικρό έκκεντρο που θα βυθίσει τη βαλβίδα του λιγότερο, μιας και εδώ δεν υπάρχουν απαιτήσεις για μεγάλη ποσότητα καυσίμου.

bmw r 1250 gs 2019 27

Όσο οι στροφές ανεβαίνουν, τόσο πιο γρήγορα συμβαίνουν όλα, άρα εδώ το μεγαλύτερο έκκεντρο γίνεται απαραίτητο ώστε να προλάβει στον λίγο αυτόν χρόνο να περάσει η επιθυμητή ποσότητα.

Για παράδειγμα, μια αγωνιστική μοτοσυκλέτα συνήθως στις χαμηλές στροφές μπερδεύει και δε δουλεύει καθαρά, διότι απλούστατα ο κινητήρας της είναι στημένος με “άγριους” εκκεντροφόρους, δηλαδή με μεγαλύτερα αμύγδαλα που αποσκοπούν στο να δουλεύουν καλά στους υψηλούς ρυθμούς περιστροφής, αλλά δεν είναι εξίσου αποδοτικά όταν ρολάρει σε χαμηλές στροφές και ταχύτητες.

Το σύστημα της BMW έρχεται να προσφέρει την απαραίτητη προσαρμοστικότητα στον κινητήρα, λειτουργώντας τα μικρά έκκεντρα στις χαμηλομεσαίες και τα μεγαλύτερα στις υψηλές. Έτσι ο κινητήρας θα δουλεύει πιο σωστά σε όλο το φάσμα στροφών και θα βελτιστοποιήσει την απόδοσή του παντού.

Η επιθυμία για α-συγχρονισμό

Ένα ακόμη κόλπο που χρησιμοποιεί η BMW στο ShiftCam σύστημά της έχει να κάνει με τον τρόπο που τα ίδια έκκεντρα είναι τοποθετημένα. Συνήθως στις τετραβάλβιδες κεφαλές, όπου έχουμε δύο βαλβίδες εισαγωγής, αυτές ανοίγουν ταυτόχρονα, κάνοντας τη διαφορά από τις διβάλβιδες κεφαλές προσφέροντας δύο εισαγωγές καυσίμου, άρα περισσότερη πρώτη ύλη για τον θάλαμο καύσης.

bmw r 1250 gs 2019 21

Η BMW επέλεξε να τοποθετήσει τα δύο έκκεντρα σε λίγο διαφορετική γωνία μεταξύ τους, με αποτέλεσμα οι βαλβίδες τους να μην ανοίγουν ταυτόχρονα, αλλά να έχουν μια μικρή διαφορά φάσης. Αυτή έχει ως αποτέλεσμα κάθε στιγμή το καύσιμο μίγμα να μπαίνει στον θάλαμο καύσης με διαφορετικές ταχύτητες από κάθε βαλβίδα (αφού έχουν διαφορετικό βάθος στο άνοιγμά τους συνεπεία της ασυμμετρίας των έκκεντρων) κι έτσι να εντείνεται η περιδίνησή του.

Με τον τρόπο αυτόν το καύσιμο απλώνεται καλύτερα μέσα στον θάλαμο καύσης και η ταχύτητά του συμβάλλει σε πιο ομοιογενή καύση. Με λίγα λόγια, καίει αποδοτικότερα τη βενζίνη, άρα εξασφαλίζει καλύτερη απόδοση και οικονομία καυσίμου.

Πρωτοποριακό ή όχι;

Η BMW λέει πως το ShiftCam εφαρμόζεται για πρώτη φορά σε μοτοσυκλέτα της και φυσικά αυτό δεν είναι αμφισβητήσιμο. Ωστόσο συστήματα μεταβλητών βαλβίδων υπάρχουν στην αγορά εδώ και πολλά χρόνια, πρωτίστως στα αυτοκίνητα, αλλά και στις μοτοσυκλέτες.

bmw r 1250 gs 2019 28

Θυμηθείτε το V-Tec της Honda και πόσα χρόνια αυτό χρησιμοποιείται στα VFR. Για να μην πάμε στους τέσσερις τροχούς, όπου τόσο το V-Tec, όσο και το VVTi της Toyota αποτελούν μέρος του καθημερινού μας λεξιλογίου εδώ και δεκαετίες.

Και στη μοτοσυκλέτα έχουμε ήδη στην παραγωγή διάφορα συστήματα που προσπαθούν να προσφέρουν προσαρμοστικότητα στο σύστημα κίνησης των βαλβίδων. Εκτός από το Hyper V-Tec της Honda, έχουμε το σύστημα της Suzuki από το GSX-R1000 του 2016, το DVT της Ducati, αλλά και to VVT της Kawasaki από το GTR1400.

Από όλα αυτά, το μόνο που μοιάζει με της BMW είναι το σύστημα της Honda, διότι αλλάζει και το βύθισμα των βαλβίδων εκτός από τον χρονισμό τους. Τα υπόλοιπα επηρεάζουν μόνο τον χρονισμό, διατηρώντας το βύθισμά τους σταθερό σε κάθε περίπτωση.

Σε ένα μεταβλητό μέλλον

Δεν υπάρχει αμφιβολία πως τέτοια συστήματα θα δούμε ολοένα και περισσότερα στο μέλλον σε μοτοσυκλέτες παραγωγής – και μάλιστα όχι απαραιτήτως μόνο σε μεγάλες, ακριβές και υψηλής απόδοσης.

Όλα τα συστήματα που υπάρχουν σήμερα στην αγορά είναι κατά βάση απλές μηχανικές διατάξεις που δεν κοστίζουν πολλά και ελέγχονται από ηλεκτρονικούς εγκεφάλους και αισθητήρες που ούτως ή άλλως έχουν καταστεί κοινός τόπος στους κινητήρες.

Η ανάπτυξη της ηλεκτρονικής τεχνολογίας επιτρέπει σε απλές ιδέες να αποδώσουν μεγάλα οφέλη με απόλυτη ακρίβεια και, υπό αυτήν την έννοια είναι που περιμένουμε να δούμε κι άλλα ShiftCam, VVT, V-Tec και DVT στα μοντέλα του αύριο.

Φανταστείτε, λ.χ., ένα μεσαίο τετρακύλινδρο που θα έχει ρεπρίζ και κάτω από τις 8,000 στροφές χωρίς να θέλει 2 και 3 κατεβάσματα. Ή απλά οποιοδήποτε μοτέρ να έχει ροπή παντού και όχι μόνο σε ένα στενό φάσμα.

Όλα τα παραπάνω δεν είναι απλά και μόνο γούστα. Σε έναν κόσμο ολοένα και πιο ασφυκτικών προδιαγραφών εκπομπών καυσαερίων και απαιτήσεων για μεγάλη οικονομία καυσίμου, τα συστήματα μεταβλητών βαλβίδων έχουν κλεισμένη και αλυσοδεμένη τη θέση τους, διότι πολύ απλά κάποιες φυσικές αρχές δεν αλλάζουν. Όπως λ.χ. αυτή που λέει πως σε κάθε κινητήρα η οικονομικότερη περιοχή λειτουργίας του είναι γύρω από το σημείο μέγιστης ροπής.

Ακολουθήστε το BIKEIT.GR στο Google News και μάθετε πρώτοι όλα τα νέα
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 Τρίτη, 18 Σεπτεμβρίου 2018 17:03

ΕΠΙΛΟΓΕΣ

ΤΕΛΕΥΤΑΙΑ ΝΕΑ

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