Τεχνολογία απενεργοποίησης κυλίνδρων: Πως λειτουργεί, που χρησιμεύει

Τεχνολογία εμπνευσμένη από τον κόσμο της αυτοκίνησης.
Η ECU αποφασίζει πότε θα «κόψει» τον ψεκασμό σε 1 κύλινδρο.
Χαμηλότερη κατανάλωση και ζέστη στα πόδια του αναβάτη.
Γιατί δεν εφαρμόζεται σε περισσότερες σύγχρονες μοτοσυκλέτες;

mototriti Team

Τεχνολογία εμπνευσμένη από τον κόσμο της αυτοκίνησης

Τα τελευταία χρόνια, οι κατασκευαστές μοτοσυκλετών αναζητούν συνεχώς τρόπους ώστε οι κινητήρες τους να γίνονται πιο φιλικοί προς το περιβάλλον, βελτιώνοντας παράλληλα την άνεση και την καθημερινή εμπειρία του αναβάτη. Ένα από τα τεχνολογικά «δάνεια» που έρχεται απευθείας από τον κόσμο της αυτοκίνησης είναι η απενεργοποίηση κυλίνδρων (Cylinder Deactivation) ή όπως αλλιώς αποκαλείται Variable Displacement (μεταβαλλόμενος κυβισμός).


Σε αυτόν τον τετρακύλινδρο εν σειρά κινητήρα αυτοκινήτου για παράδειγμα απενεργοποιούνται οι 2 μεσαίοι κύλινδροι δίνοντας αυτά τα "κέρδη" που βλέπεται να αναγράφονται στα δεξιά. 0,4λ/100χλμ χαμηλότερη κατανάλωση και 8 λιγότερα γραμμάρια εκπομπής διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα ανά χιλιόμετρο. 

Στα αυτοκίνητα εφαρμόζεται εδώ και δεκαετίες, κυρίως σε κινητήρες V6 και V8, με στόχο τη μείωση της κατανάλωσης καυσίμου και των εκπομπών ρύπων. Στις μοτοσυκλέτες, το ζήτημα είναι πιο περίπλοκο, καθώς το «πακέτο» είναι μικρότερο (λόγω επιδίωξης μικρών διαστάσεων), οι θερμοκρασίες υψηλότερες και οι απαιτήσεις του αναβάτη για απόδοση και αμεσότητα μεγαλύτερες. ΠαρΆ όλα αυτά, εταιρείες όπως η Ducati με τον V4 Granturismo, η Indian και η Harley-Davidson με κάποια μοντέλα, έχουν ήδη εισαγάγει την τεχνολογία, αποδεικνύοντας ότι η λύση είναι εφικτή και λειτουργική ακόμη και σε δίτροχα υψηλών επιδόσεων.

Η ECU αποφασίζει πότε θα «κόψει» τον ψεκασμό σε 1 κύλινδρο

Η λογική πίσω από την απενεργοποίηση κυλίνδρων είναι απλή αλλά απαιτεί υψηλή τεχνογνωσία. Η ECU, ο «εγκέφαλος» της μοτοσυκλέτας, παρακολουθεί συνεχώς παραμέτρους όπως η θερμοκρασία του κινητήρα, η θέση του γκαζιού, το φορτίο και οι στροφές ανά λεπτό. Όταν πληρούνται οι κατάλληλες συνθήκες, για παράδειγμα σε στάση στο φανάρι ή κατά την κίνηση με σταθερή ταχύτητα στον αυτοκινητόδρομο που αποτελεί συνθήκη χαμηλού φορτίου για τον κινητήρα, η ECU «κόβει» τον ψεκασμό καυσίμου σε συγκεκριμένους κυλίνδρους, ενώ φυσικά εξακολουθούν να κινούνται παλινδρομικά.


Εδώ βλέπουμε το σύστημα σε έναν V8 διάταξης κινητήρα. 

Έτσι, ο κινητήρας λειτουργεί μόνο με τους υπόλοιπους ενεργούς κυλίνδρους, μειώνοντας τη συνολική κατανάλωση. Στην περίπτωση του Ducati V4, απενεργοποιούνται οι 2 πίσω κύλινδροι όταν το γκάζι κλειστό ή σταθερό με τον κινητήρα σε χαμηλές στροφές, ενώ μόλις ο αναβάτης ανοίξει ξανά το γκάζι, όλοι οι κύλινδροι επανέρχονται σε λειτουργία άμεσα και αθόρυβα, χωρίς να καταλάβει ο αναβάτης. Το κλειδί είναι η άψογη διαχείριση του χρονισμού, ώστε η μετάβαση να είναι «αόρατη» για τον αναβάτη.

Χαμηλότερη κατανάλωση και ζέστη στα πόδια του αναβάτη

Το πρώτο και πιο προφανές όφελος είναι η μείωση της κατανάλωσης καυσίμου. Ένας V4 ή V2 κινητήρας που μπορεί να δουλέψει προσωρινά σαν «δικύλινδρος» ή «μονοκύλινδρος» αντίστοιχα, καταναλώνει λιγότερη βενζίνη σε συνθήκες μερικού φορτίου, εκεί δηλαδή όπου ο αναβάτης δεν ζητά όλη την ισχύ. Κλείνοντας εντελώς λοιπόν τις βαλβίδες εισαγωγής και εξαγωγής, σταματάει η ανάφλεξη στους 2 κυλίνδρους κι έτσι δεν παράγεται ισχύς από αυτούς, οπότε ένας κινητήρας 1.158cc μετατρέπεται υπό μία έννοια σε κινητήρα 579cc για ένα σύντομο χρονικό διάστημα, για αυτό το σύστημα λέγεται αλλιώς και Variable Displacement. Ωστόσο, στις μοτοσυκλέτες υπάρχει και ένα εξίσου σημαντικό ζήτημα: Η θερμότητα που παράγεται και καταλήγει στα πόδια του οδηγού, ειδικά όταν η κίνηση είναι αργή ή σε μποτιλιάρισμα. Η απενεργοποίηση κυλίνδρων μειώνει δραστικά αυτή τη θερμική επιβάρυνση, κάνοντας τη ζωή του αναβάτη πιο άνετη. Στο Ducati Multistrada V4, για παράδειγμα, η λειτουργία αυτή ενεργοποιείται αυτόματα σε χαμηλές ταχύτητες, προσφέροντας μια πολύ καλύτερη εμπειρία στην πόλη χωρίς να θυσιάζεται η απόδοση οποιαδήποτε στιγμή. Εξάλλου η ιταλική εταιρεία είναι γνωστή για το "ψήσιμο" των μαλακών μορίων του αναβάτη στα περισσότερα μοντέλα της και με αυτό τον τρόπο σπάει το στερεότυπο με κάποια από αυτά.  Επιπλέον, με τη μείωση της κατανάλωσης, μειώνονται και οι εκπομπές CO2, κάτι που είναι μεγάλο πλεονέκτημα για τις εταιρείες που δέχονται συνεχώς "πόλεμο" από την Ε.Ε. όσον αφορά τις εκπομπές.

Γιατί δεν εφαρμόζεται σε περισσότερες σύγχρονες μοτοσυκλέτες;

Παρά τα προφανή οφέλη, η τεχνολογία της απενεργοποίησης κυλίνδρων απαντάται σε ελάχιστες μοτοσυκλέτες. Ο βασικός λόγος είναι ότι η πολυπλοκότητα ενός τέτοιου συστήματος, αυξάνει το κόστος ανάπτυξης και παραγωγής, ενώ απαιτεί και εξελιγμένο λογισμικό για να λειτουργεί χωρίς κομπιάσματα ή καθυστερήσεις. Επιπλέον, οι περισσότεροι κινητήρες μοτοσυκλετών έχουν ήδη σχετικά χαμηλή κατανάλωση συγκριτικά με τα αυτοκίνητα, άρα το όφελος σε λίτρα ανά 100 χιλιόμετρα δεν είναι πάντα τόσο εντυπωσιακό ώστε να δικαιολογεί την επένδυση. Ενώ στα αυτοκίνητα οι μηχανικοί έχουν στη διάθεσή τους περισσότερο χώρο για να ενσωματώσουν τέτοιες τεχνολογίες, οι μοτοσυκλέτες παρουσιάζουν περιορισμούς λόγω διαστάσεων και βάρους όπου το χαμηλότερο δυνατό είναι το επιθυμητό. Αυτό κάνει την υλοποίηση της τεχνολογίας ιδιαίτερα απαιτητική και η Ducati είναι η μόνη που την έχει ενσωματώσει σε σπορ μοτοσυκλέτες όπως το Panigale V4, διότι σαφώς σε μοντέλα της Harley για παράδειγμα δεν παίζει τόσο σημαντικό ρόλο το βάρος. Για όλους αυτούς τους λόγους, η απενεργοποίηση κυλίνδρων συναντάται κυρίως σε premium (ακριβά) μοντέλα που απευθύνονται σε απαιτητικό κοινό και όπου το πρόσθετο κόστος μπορεί να απορροφηθεί πιο εύκολα. Ωστόσο, με τη συνεχή πίεση για μείωση εκπομπών και την πρόοδο των ηλεκτρονικών, είναι πιθανό στο μέλλον να τη δούμε να υιοθετείται σε περισσότερες μοτοσυκλέτες, ακόμα και στα μεσαία κυβικά.


Η Panigale V4 (1.103cc), είναι η μοναδική σπορ μοτοσυκλέτα με τεχνολογία απενεργοποίησης κυλίνδρων, η οποία όμως εφαρμόζεται μόνο όταν η μοτοσυκλέτα έρχεται σε στάση και όχι όταν κινείται σε χαμηλές ταχύτητες με χαμηλές στροφές κινητήρα όπως ο V4 Granturismo 1.158cc που βρίσκουμε στα Multistrada και Diavel.