Οι τετραβάλβιδες κεφαλές έχουν πλέον καθιερωθεί στον κόσμο της μοτοσυκλέτας. Γιατί όμως χρησιμοποιούνται συνήθως τέσσερις και όχι τρεις ή πέντε βαλβίδες; Διάβασέ τα όλα εδώ.
Οι κινητήρες μοτοσυκλετών πάντοτε βρίσκονταν ένα βήμα μπροστά από αυτούς των αυτοκινήτων για έναν απλούστατο λόγο: Οι μοτοσυκλέτες, λόγω περιορισμένου όγκου, είναι αναγκασμένες να έχουν κινητήρες μικρού μεγέθους και άρα κυβισμού, κάτι που σημαίνει ότι, για να αποκτήσεις μία αξιοπρεπή ισχύ, όταν η χωρητικότητα είναι περιορισμένη, πρέπει αναγκαστικά να αυξήσεις την ποσότητα του καυσίμου που καίγεται στη μονάδα του χρόνου. Η ποσότητα του καυσίμου μπορεί να αυξηθεί, είτε «μπουκώνοντας» με κάποιο τρόπο τον κύλινδρο σε κάθε κύκλο, είτε αυξάνοντας τον ίδιο τον αριθμό των κύκλων, δηλαδή ανεβάζοντας τις στροφές του κινητήρα. Ενίοτε, χρησιμοποιούνται και οι δύο παραπάνω τρόποι, ταυτόχρονα. Η αρχή λειτουργίας των κινητήρων εσωτερικής καύσης ορίζει ότι, ένα μοτέρ πρέπει να έχει τουλάχιστον δύο βαλβίδες σε κάθε κύλινδρό του: μία εισαγωγής και μία εξαγωγής.
Οι περισσότερες των δύο, βαλβίδες ήρθαν για να εξυπηρετήσουν αυτή ακριβώς την προσπάθεια αύξησης ισχύος-απόδοσης. Θέλοντας οι μηχανικοί να «μπουκώσουν» με καύσιμο τον κύλινδρο, μεγάλωσαν αρχικά τη διάμετρο της βαλβίδας εισαγωγής. Το πόσο μπορεί να μεγαλώσει, αυτή η διάμετρος όμως, περιορίζεται από τη συνολική διάμετρο του θαλάμου καύσης που δεν είναι πολύ μεγάλη. Έτσι, η μία μεγάλη βαλβίδα εισαγωγής αντικαταστάθηκε με δύο μικρότερες που χωράνε ευκολότερα σε θάλαμο καύσης της ίδιας διαμέτρου και συνολικά έχουν ακόμη μεγαλύτερο εμβαδόν.
"4": Ο μαγικός αριθμός
Αργότερα οι βαλβίδες έγιναν τέσσερις, δύο εισαγωγής και δύο εξαγωγής. Με την τοποθέτηση τεσσάρων μικρών βαλβίδων, αντί για δύο μεγάλων σε κάθε κύλινδρο, ήρθαν και κάποια άλλα πλεονεκτήματα. Μία μικρή βαλβίδα έχει μικρότερη μάζα από μια πιο μεγάλη, οπότε μπορεί να κινηθεί και πιο γρήγορα. Έτσι, μπορεί να ανέβει το όριο περιστροφής του κινητήρα, αυξάνοντας ακόμη περισσότερο την απόδοση, χωρίς να υπάρχει περιορισμός από το σύστημα κίνησης των βαλβίδων. Επίσης, η αύξηση του συνολικού εμβαδού των βαλβίδων επιτρέπει την τοποθέτηση ηπιότερων εκκεντροφόρων (μικρότερο βύθισμα των βαλβίδων). Ηπιότεροι εκκεντροφόροι σημαίνει καλύτερη ροπή στις μεσαίες στροφές. Τα πλεονεκτήματα, όμως, δε σταματούν εδώ. Με τέσσερις βαλβίδες σε κάθε θάλαμο καύσης, το μπουζί έρχεται και τοποθετείται στο κέντρο, δηλαδή στην ιδανική θέση, καθώς ισαπέχει από τις δύο βαλβίδες εισαγωγής, κάνοντας γρηγορότερα και άρα καλύτερα την καύση. Γρηγορότερη καύση σημαίνει μικρότερη προπορεία ανάφλεξης (αβάνς) και ακόμη μεγαλύτερο περιθώριο αύξησης των στροφών.
Και γιατί όχι πέντε βαλβίδες;
Σύμφωνα με τα παραπάνω, εύκολα θα μπορούσε κάποιος να συμπεράνει ότι με πέντε βαλβίδες στον κύλινδρο, υπάρχει ακόμη μεγαλύτερη βελτίωση, δεν είναι όμως έτσι. Με πέντε βαλβίδες στον κύλινδρο (τρεις εισαγωγής, δύο εξαγωγής), πράγματι αυξάνεται ακόμη περισσότερο το συνολικό εμβαδόν εισαγωγής του μείγματος, αλλά τα πλεονεκτήματα μάλλον σταματούν εκεί. Για να μπορέσουν να κινηθούν τρεις βαλβίδες από έναν εκκεντροφόρο, τοποθετούνται ανομοιόμορφα (δεν έχουν την ίδια γωνία). Επίσης, με το μπουζί αναγκαστικά στο κέντρο (αφού δεν υπάρχει αλλού χώρος), η μεσαία βαλβίδα βρίσκεται κοντύτερα σε αυτό από τις δύο ακριανές. Το αποτέλεσμα είναι να μην γίνεται ομοιόμορφη καύση και να απαιτείται μεγαλύτερος στροβιλισμός του μείγματος. Παράλληλα, για να χωρέσουν πέντε ή περισσότερες βαλβίδες, αναγκαστικά στριμώχνονται στην εξωτερική περιφέρεια του κυλίνδρου, οπότε καταλήγουν πιο μακριά από το μπουζί σε σχέση με τις τέσσερις. Η καύση χρειάζεται περισσότερο χρόνο για να ολοκληρωθεί και οι στροφές δεν μπορούν να αυξηθούν τόσο, όσο σε έναν τετραβάλβιδο. Το αποτέλεσμα είναι, ο πενταβάλβιδος να αποδίδει μικρότερη ισχύ από τον τετραβάλβιδο, αλλά καλύτερη ροπή.
Οι περισσότερες των δύο, βαλβίδες ήρθαν για να εξυπηρετήσουν αυτή ακριβώς την προσπάθεια αύξησης ισχύος-απόδοσης. Θέλοντας οι μηχανικοί να «μπουκώσουν» με καύσιμο τον κύλινδρο, μεγάλωσαν αρχικά τη διάμετρο της βαλβίδας εισαγωγής. Το πόσο μπορεί να μεγαλώσει, αυτή η διάμετρος όμως, περιορίζεται από τη συνολική διάμετρο του θαλάμου καύσης που δεν είναι πολύ μεγάλη. Έτσι, η μία μεγάλη βαλβίδα εισαγωγής αντικαταστάθηκε με δύο μικρότερες που χωράνε ευκολότερα σε θάλαμο καύσης της ίδιας διαμέτρου και συνολικά έχουν ακόμη μεγαλύτερο εμβαδόν.
"4": Ο μαγικός αριθμός
Αργότερα οι βαλβίδες έγιναν τέσσερις, δύο εισαγωγής και δύο εξαγωγής. Με την τοποθέτηση τεσσάρων μικρών βαλβίδων, αντί για δύο μεγάλων σε κάθε κύλινδρο, ήρθαν και κάποια άλλα πλεονεκτήματα. Μία μικρή βαλβίδα έχει μικρότερη μάζα από μια πιο μεγάλη, οπότε μπορεί να κινηθεί και πιο γρήγορα. Έτσι, μπορεί να ανέβει το όριο περιστροφής του κινητήρα, αυξάνοντας ακόμη περισσότερο την απόδοση, χωρίς να υπάρχει περιορισμός από το σύστημα κίνησης των βαλβίδων. Επίσης, η αύξηση του συνολικού εμβαδού των βαλβίδων επιτρέπει την τοποθέτηση ηπιότερων εκκεντροφόρων (μικρότερο βύθισμα των βαλβίδων). Ηπιότεροι εκκεντροφόροι σημαίνει καλύτερη ροπή στις μεσαίες στροφές. Τα πλεονεκτήματα, όμως, δε σταματούν εδώ. Με τέσσερις βαλβίδες σε κάθε θάλαμο καύσης, το μπουζί έρχεται και τοποθετείται στο κέντρο, δηλαδή στην ιδανική θέση, καθώς ισαπέχει από τις δύο βαλβίδες εισαγωγής, κάνοντας γρηγορότερα και άρα καλύτερα την καύση. Γρηγορότερη καύση σημαίνει μικρότερη προπορεία ανάφλεξης (αβάνς) και ακόμη μεγαλύτερο περιθώριο αύξησης των στροφών.
Και γιατί όχι πέντε βαλβίδες;
Σύμφωνα με τα παραπάνω, εύκολα θα μπορούσε κάποιος να συμπεράνει ότι με πέντε βαλβίδες στον κύλινδρο, υπάρχει ακόμη μεγαλύτερη βελτίωση, δεν είναι όμως έτσι. Με πέντε βαλβίδες στον κύλινδρο (τρεις εισαγωγής, δύο εξαγωγής), πράγματι αυξάνεται ακόμη περισσότερο το συνολικό εμβαδόν εισαγωγής του μείγματος, αλλά τα πλεονεκτήματα μάλλον σταματούν εκεί. Για να μπορέσουν να κινηθούν τρεις βαλβίδες από έναν εκκεντροφόρο, τοποθετούνται ανομοιόμορφα (δεν έχουν την ίδια γωνία). Επίσης, με το μπουζί αναγκαστικά στο κέντρο (αφού δεν υπάρχει αλλού χώρος), η μεσαία βαλβίδα βρίσκεται κοντύτερα σε αυτό από τις δύο ακριανές. Το αποτέλεσμα είναι να μην γίνεται ομοιόμορφη καύση και να απαιτείται μεγαλύτερος στροβιλισμός του μείγματος. Παράλληλα, για να χωρέσουν πέντε ή περισσότερες βαλβίδες, αναγκαστικά στριμώχνονται στην εξωτερική περιφέρεια του κυλίνδρου, οπότε καταλήγουν πιο μακριά από το μπουζί σε σχέση με τις τέσσερις. Η καύση χρειάζεται περισσότερο χρόνο για να ολοκληρωθεί και οι στροφές δεν μπορούν να αυξηθούν τόσο, όσο σε έναν τετραβάλβιδο. Το αποτέλεσμα είναι, ο πενταβάλβιδος να αποδίδει μικρότερη ισχύ από τον τετραβάλβιδο, αλλά καλύτερη ροπή.
Πηγή: mototriti
0 σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου