Αντικραδασμικοί άξονες: Το μυστικό στην βουτυρένια λειτουργία των σύγχρονων κινητήρων

- Πως επηρεάζουν τον κινητήρα οι δυνάμεις που ασκούν τα έμβολα
- Τι είναι και πως λειτουργεί ένας αντικραδασμικός άξονας
- Cross Balancer: Η πρωτοποριακή (διπλή) λύση της Suzuki
- Τι κάνει απαραίτητη την ύπαρξή τους στους σύγχρονους κινητήρες

Πως επηρεάζουν τον κινητήρα οι δυνάμεις που ασκούν τα έμβολα

Κάθε φορά που πατάμε την μίζα στην μοτοσυκλέτα και στρίβουμε το δεξί γκριπ, ξεσπά ένας μικρός "πόλεμος" δυνάμεων στα σωθικά του κινητήρα ανάμεσα από τα πόδια μας. Οι παλινδρομικές κινήσεις των εμβόλων δημιουργούν τεράστιες δυνάμεις αδράνειας που προσπαθούν να τα εκτοξεύσουν έξω από τον κινητήρα. Η ορμή ενός αντικειμένου υπολογίζεται από την μάζα του επί την ταχύτητά του και στην περίπτωση των εμβόλων η συνεχής επιτάχυνση και επιβράδυνσή τους σε έναν άξονα προς τα πάνω και προς τα κάτω δημιουργεί τεράστιες δονήσεις. Οι πιο μεγάλες δυνάμεις ασκούνται στο πάνω νεκρό σημείο και στο κάτω νεκρό σημείο, όπου το πιστόνι δέχεται τις πιο ακραίες αλλαγές στην πορεία του. Στην πρώτη περίπτωση από εκεί που έχει κατεύθυνση προς τα επάνω με μία πολύ μεγάλη ταχύτητα επιβραδύνεται απότομα και αλλάζει πορεία, χάρη στις εκρήξεις του θαλάμου καύσης που δίνουν ζωή στον κινητήρα και κινούν την μοτοσυκλέτα, ενώ στην δεύτερη το ακριβώς αντίθετο. Φανταστείτε την ταχύτητα των εμβόλων σε έναν μέσο κινητήρα που μπορεί να φτάσει τις 7.000 στροφές ανά λεπτό, πόσο μάλλον στις σπορ τετρακύλινδρες που φτάνουν τις 16.000 στροφές ανά λεπτό στα κόκκινα. Δημιουργούνται λοιπόν δονήσεις στον κινητήρα οι οποίες καταπονούν μακροπρόθεσμα την δομή της μοτοσυκλέτας και κάνουν την οδήγησή της δυσάρεστη. Ειδικά οι μονοκύλινδροι και δικύλινδροι κινητήρες, που έχουν πιο δύσκολή στην εξισορρόπηση λειτουργία έχουν πιο εύκολο πρόβλημα από τους τετρακύλινδρους για παράδειγμα που έχουν πολύ καλύτερη ισορροπία. Έτσι λοιπόν η εξέλιξη της τεχνολογίας των κινητήρων γέννησε τους αντικραδασμικούς άξονες που λειτουργούν σαν μηχανικά "αντίβαρα" και καταπολεμούν αυτό το φαινόμενο, εξισορροπώντας τις δυνάμεις και μειώνοντας θεαματικά τις κραδασμικές ταλαντώσεις.
 

Τι είναι και πως λειτουργεί ένας αντικραδασμικός άξονας

Ένας αντικραδασμικός άξονας είναι ουσιαστικά ένας άξονας με αντίβαρα, ο οποίος περιστρέφεται με συγκεκριμένο ρυθμό, με την ίδια ταχύτητα αλλά αντίθετη φορά από τον στροφαλοφόρο άξονα. Έχει την ίδια ταχύτητα με τον στροφαλοφόρο άξονα διότι συνδέεται με αυτόν μέσω γραναζιών και αυτός είναι επίσης ο λόγος που έχει αντίθετη φορά. Τοποθετημένος σε κατάλληλο σημείο στο μπλοκ του κινητήρα, δημιουργεί "αντίθετες" δυνάμεις στις ανεπιθύμητες ταλαντώσεις που προκύπτουν από την κίνηση των εμβόλων και των μπιελών. Με την στροφορμή του δηλαδή η οποία είναι αντίθετη αυτής του στροφάλου κάνει "cancel" τις αρχικές δυνάμεις που ασκούνται στο εσωτερικό του κινητήρα. Το μεγαλύτερο μέρος των κάθετων κραδασμών βέβαια (των μπιελών και πιστονιών) καταπολεμάται από τα αντίβαρα που είναι ενσωματωμένα στην κατασκευή των στροφάλων, η ύπαρξη τους όμως δημιουργεί και εγκάρσιες ταλαντώσεις οι οποίες καταπολεμούνται μόνο με αντικραδασμικούς άξονες. Σε μερικές περιπτώσεις, χρησιμοποιούνται δύο αντικραδασμικοί άξονες για ακόμα καλύτερη ισορροπία, ιδιαίτερα σε κινητήρες υψηλών στροφών ή μεγάλου κυβισμού. Ο στόχος είναι ένας: να εξουδετερωθούν ή να μειωθούν οι δονήσεις που διαφορετικά θα περνούσαν απευθείας στο πλαίσιο και τελικά στα χέρια και το σώμα του αναβάτη. Το αποτέλεσμα; Πιο ομαλή λειτουργία του κινητήρα, καλύτερη αίσθηση στο γκάζι και λιγότερη κόπωση στις μεγάλες διαδρομές. Εκτός από αυτά βέβαια βελτιώνεται και η "υγεία" (μακροζωία) του κινητήρα, καθώς έχει λιγότερες φθορές χάρη στην ομαλότερη λειτουργία του.
 

Cross Balancer: Η πρωτοποριακή (διπλή) λύση της Suzuki

Η Suzuki έκανε ένα σημαντικό βήμα μπροστά, στη μείωση των κραδασμών με την ανάπτυξη του συστήματος Cross Balancer. Το συγκεκριμένο σύστημα εφαρμόζεται στον νέο δικύλινδρο εν σειρά κινητήρα 776 κυβικών εκατοστών, που εξοπλίζει μοντέλα όπως τα V-Strom 800/800DE, GSX-8S και GSX-8R. Σε αντίθεση με τις παραδοσιακές διατάξεις, όπου οι αντικραδασμικοί άξονες είναι τοποθετημένοι παράλληλα με τον στροφαλοφόρο, το Cross Balancer χρησιμοποιεί δύο αντικραδασμικούς άξονες σε διαγώνια διάταξη (cross layout,) σε σχέση με τον στρόφαλο. Το σύνολο στροφαλοφόρου και των δύο έξτρα αξόνων λοιπόν δημιουργεί ένα "Γ" (γωνία 90°) εάν κοιτάξεις τον κινητήρα από το πλάι. Αυτή η "χιαστί" διάταξη επιτρέπει ακόμα καλύτερη κατανομή των δυνάμεων και πιο ακριβή εξουδετέρωση των δονήσεων, με αποτέλεσμα πρωτόγνωρα ομαλή λειτουργία για δικύλινδρο κινητήρα. Καθήκον του ενός από τους 2 άξονες είναι να αντισταθμίζει τις δονήσεις του αριστερού εμβόλου και του δεύτερου αντίστοιχα του δεξιού. Σε συνδυασμό με τα διαστήματα ανάφλεξης 270° (ανάφλεξη κάθε 270° & 450° στροφής) στον στρόφαλο που κάνουν την λειτουργία του πιο ροπάτη και ομαλή, παρόμοια με αυτή των V-Twin κινητήρων, είναι ένα τεχνολογικό διαμάντι. Επιπλέον, η Suzuki πέτυχε να διατηρήσει το συνολικό βάρος και τις διαστάσεις του κινητήρα χαμηλά, διασφαλίζοντας παράλληλα βελτιωμένη αίσθηση ροπής και πολιτισμένη συμπεριφορά ακόμα και στις πολύ χαμηλές στροφές.
 

Τι κάνει απαραίτητη την ύπαρξή τους στους σύγχρονους κινητήρες

Ένας κινητήρας χωρίς σωστή αντικραδασμική τεχνολογία μπορεί να γίνει κουραστικός και απογοητευτικός, ακόμα κι αν αποδίδει πολύ καλά στα χαρτιά. Οι κραδασμοί όχι μόνο μειώνουν την άνεση, αλλά μπορούν να επηρεάσουν την ακρίβεια στο χειρισμό και να προκαλέσουν πρόωρη φθορά στα εξαρτήματα της μοτοσυκλέτας. Η σωστή και πιο ομαλή λειτουργία των εσωτερικών κινούμενων μερών του κινητήρα βελτιώνει κατά πολύ και την πρόσφυση που προσφέρει ο πίσω τροχός με την άσφαλτο, στοιχείο εξαίρετης σημασίας για κάθε τύπο μοτοσυκλέτας, εντός και εκτός δρόμου. Οι σύγχρονες λύσεις, όπως το Cross Balancer της Suzuki, αναβαθμίζουν τη συνολική εμπειρία οδήγησης, προσφέροντας μια μοτοσυκλέτα πιο άνετη, πιο "δεμένη" και ταυτόχρονα πιο ευχάριστη και αποδοτική σε κάθε ρυθμό κίνησης. Ναι, μπορεί να προσθέτουν κάποιο βάρος, τα πλεονεκτήματα της χρήσης τους όμως ξεπερνούν κατά πολύ αυτή την μικρή αυτή αύξηση κιλών και κάνουν την μοτοσυκλέτα συνολικά καλύτερη. Εξάλλου έχουμε δει στο παρελθόν και έξυπνες τεχνολογίες όπως στον μονοκύλινδρο κινητήρα του αγωνιστικού Supermono της Ducati. Αυτός ο μονοκύλινδρος κινητήρας 549-572cc με την εντυπωσιακή απόδοση 75-80 ίππων, χρησιμοποιούσε έναν "ανενεργό" βραχίονα-βαρίδι που έκανε πιο ομαλή την λειτουργία του και του επέτρεπε να στροφάρει ακόμα πιο υψηλά με λιγότερους κραδασμούς. Παράλληλα πρόσφατα είδαμε μία πατέντα από την QJMOTOR, που χρησιμοποιεί ένα "ψευδο-πιστόνι" για εξισορρόπηση, που όμως δεν κάνει ανάφλεξη στον διάτρητο παρακαλώ, κύλινδρό του. Για όσους λοιπόν ψάχνουν για τον ιδανικό σύντροφο στις καθημερινές ή μακρινές αποδράσεις, η σημασία της σωστής διαχείρισης των κραδασμών είναι κάτι που δεν πρέπει να υποτιμάται.