Κινητήρας: SUZUKI DF25, ∆ικύλινδρος V µε ροπάτες διαθέσεις
Τι είναι αυτό που κάνει ένα δικύλινδρο σε διάταξη V να ξεχωρίζει απο έναν δικύλινδρο σε σειρά. Γιατί είναι εξαιρετικά αγαπητός στο κοινό των απανταχού µοτοσυκλετιστών και όχι µόνο και ποιές είναι οι αρετές του? Γιατί οι κατασκευαστές εξωλεµβίων φλερτάρουν εδώ και δεκαετίες µε τους πολυκύλινδρους υψηλού κυβισµού 2χρονους αλλά και 4χρονους V κινητήρες και γιατί δεν εφαρµόσθηκε η λύση σε γκάµες µικρότερης ιπποδύναµης. Ποιό ήταν το σκεπτικό των µηχανικών της Suzuki να υιοθετήσουν µία τέτοια τεχνική λύση σε έναν κινητήρα 25 µόλις ίππων;
Πάµπολλα και εύλογα τα ερωτήµατα αλλά συνήθως επειδή οι εταιρείες κατασκευής κινητήρων και ειδικά ο κραταιός Ιαπωνικός όµιλος δεν αφήνουν τίποτα στην τύχη, εύκολα αναδεικνύονται και οι απαντήσεις σε µία τέτοια επιλογή.
∆ιάταξη κυλίνδρων τύπου V – Πλεονεκτήµατα & µειονεκτήµατα
Οι τυπικές διατάξεις των κυλίνδρων σε ένα κινητήρα είναι 3. Η διάταξη εν σειρά όπου οι κύλινδροι είναι όλοι στην ίδια ευθεία η οποία είναι και η συνηθέστερη στους εξωλέµβιους, η διάταξη τύπου V όπου οι κύλινδροι µοιράζονται σε 2 σειρές (µπάνκες) δεξιά – αριστερά (επίσης κοινή σε έσω, εξωλέµβιους και έσω-έξω πολυκύλινδρους κινητήρες) και οι κινητήρες τύπου Boxer οπου οι κύλινδροι είναι αντιδιαµετρικά (µοτό BMW, αυτοκίνητα SUBARU κτλ) και δεν ευδοκιµούν στο ναυτικό χώρο. Στις διατάξεις εν σειρά όσο περισσότεροι είναι οι κύλινδροι τόσο λιγότεροι οι κραδασµοί π.χ ένας 6κύλινδρος εν σειρά έχει βελούδινη λειτουργία ενώ ένας 4 κύλινδρος έχει κραδασµούς και πιθανά να απαιτήσει αντικραδασµικό άξονα. Οσο λιγότερος είναι ο αριθµός των κυλίνδρων απαιτείται µεγαλύτερο βολάν και οι κραδασµοί είναι πιο εµφανείς ειδικά στους µονοκύλινδρους και 2κύλινδρους εν σειρά. Η διάταξη V στους κυλίνδρους είναι πρωτιµώµενη και εκτιµητέα απο πολλούς σχεδιαστές µηχανικούς κινητήρων επειδή έχει µερικά πλεονεκτήµατα όπως µικρότερο ύψος ( ή µήκος εάν µιλάµε για έσω και έσω έξω) κινητήρα, µεγάλη συγκέντρωση ισχύος (όσο αυξάνονται οι κύλινδροι για τον ίδιο κυβισµό ανεβαίνει η ιπποδύναµη) και καλή ζυγοστάθµιση του κινητήρα. Αυτό πρακτικά σηµαίνει ότι απο έναν 2κύλινδρο 600 cc θα βγάλουµε σαφώς λιγότερα άλογα απο ότι µε έναν 4 κύλινδρο στα ίδια κυβικά καθώς για να παραχθεί ιπποδύναµη είτε πρέπει να αυξήσουµε τα κυβικά (άνοδος κυβισµού) ή να αυξήσουµε τον αριθµό των κυλίνδρων (αύξηση κυλινδρισµού). Οι κατασκευαστές κινητήρων βρήκαν λοιπόν αυτόν τον τρόπο έτσι ώστε σε πολυκύλινδρους κινητήρες µε διάταξη V (π.χ 6κύλινδρους V6 ή 8κύλινδρους V8) να αυξήσουν τόσο την ιπποδύναµη και την ροπή όσο και τις επιδόσεις µε µικρές διαστάσεις κινητήρα.
Οι αρετές ενός 2 κύλινδρου V
Ολοι θα έχουµε δεί κυρίως στις µοτό 2κύλινδρους κινητήρες µε διάταξη V τόσο απο την άλλη µεριά του Ατλαντικού (Harley, Buell κτλ-Φωτ.1) όσο και απο την Ευρωπαική πλευρά (Ducati, Moto Guzzi κτλ). Η επιλογή των σχεδιαστών δεν έγινε άδικα καθώς το µικρό βάρος και ο µικρός όγκος, η άφθονη και καλά κατανεµηµένη σε όλο το εύρος των στροφών ροπή και οι αραιότερες αναφλέξεις (που δεν δίνουν τα εκρηκτικά ξεσπάσµατα των πολυκύλινδρων εν σειρά) τους καθιστούσαν ιδανικούς για τέτοιες εφαρµογές. Η πρωτιµώµενη γωνία των κυλίνδρων µεταξύ τους (το V δηλαδή) ήταν η ορθή γωνία (90 µοιρών) καθώς ναι µεν αυξάνει το µήκος του κινητήρα αλλά οι δυνάµεις που παράγουν τους κραδασµούς αλληλοαναιρούνται ενώ µία διάταξη µε V 60º ή άλλη γωνία εντός του V έχει σαφώς περισσότερους κραδασµούς (όποιος έχει καβαλήσει µία Ηarley το γνωρίζει απο την πρώτη στιγµή). Οι Ιάπωνες µπήκαν κάποια στιγµή τη δεκαετία του 90 γερά στο παιχνίδι και αντί να βάλουν δύο µπιέλες σε κοινό κοµβίο στροφάλου µετατόπισαν τα κοµβία βάζοντας χωριστά τις µπιέλες σε διαφορετικό κοµβίο, µειώνοντας έτσι τη γωνία του V και µειώνοντας δραµατικά και τους κραδασµούς. Ετσι σηκώνοντας τον πήχυ των επιδόσεων µέσω υψηλής τεχνολογίας κατάφεραν να φτιάξουν 2κύλινδρους κινητήρες µε στενό V, µε ειδική ισχύ πάνω απο 100 ίππους ανα λίτρο κυβισµού και ροπή που τρόµαζε έτοιµοι να κοντραριστούν µε οποιοδήποτε 4κύλινδρο. Το µόνο µειονέκτηµα των 2κύλινδρων λοιπόν είναι η µικρότερη παραγόµενη ιπποδύναµη σε σχέση µε έναν πολυκύλινδρο κινητήρα ίδιου κυβισµού.
Το εγχείρηµα των Ιαπώνων µηχανικών για έναν µικρό V2
Γι’ αρκετά χρόνια το τεχνικό τµήµα της Suzuki στην κατηγορία των 25-30HP ήδη απο το 2000 ακολούθησε τον δρόµο του 3κύλινδρου εν σειρά κινητήρα όπως και οι ανταγωνιστές Honda και Tohatsu µε ίδιο µπλόκ για τους 20HP και τους 30HP. Αντιθέτως η Yamaha και η Mercury Mariner προτίµησαν ένα 4χρονο 2κύλινδρο εν σειρά µπλόκ για τους 20HP και ένα υπερκυβισµένο 3κύλινδρο µπλόκ άνω των 700cc για τους 30HP µέσω συµπαραγωγής. Ο 3κύλινδρος παρουσιάζεται πιο δυνατός, µε λιγότερους κραδασµούς και πιο ροπάτος ψηλά απο τον 2 κύλινδρο αλλά στον αντίποδα έχει µεγαλύτερο βάρος λόγω του έξτρα κύλινδρου. Οι 3 κύλινδροι της Suzuki και όχι µόνο απέσπασαν τότε κολακευτικά σχόλια παρά την ύπαρξη 3 καρµπυρατέρ για την λειτουργία τους κυρίως για την αρχιτεκτονική του κινητήρα. Τρικύλινδρος µε καδένα αντί για ιµάντα για την κίνηση του µονού εκκεντροφόρου και 3 βαλβίδες ανά κύλινδρο (2 εισαγωγής και µία εξαγωγής-Φωτ.2) σε αντίθεση µε τον υπόλοιπο ανταγωνισµό. Παρά τις καλές επιδόσεις το βάρος του ήταν βέβαια ένα ζήτηµα τη στιγµή που οι ανταγωνιστικοί Yamaha & Mercury Mariner των 30HP παρά τα 150+ παραπάνω κυβικά τους ζύγιζαν έως και 5 κιλά λιγότερο. Ηταν λοιπόν µία ώρα που οι τεχνικοί έπρεπε να φέρουν έναν άνεµο αλλαγής και η απόφαση πάρθηκε για έναν δικύλινδρο V µε χαρακτηριστικά χρηστικού,ροπάτου, ελαφρύτερου και απλούστερου σε σχέση µε τον παλαιότερο σχεδιαστικά κινητήρα, έτσι ώστε να στέκεται επάξια στην παπαδιά ενός ανάλογου σκάφους και να αποτελέσει µία χρυσή τοµή. Πρόσφατα η Suzuki ανακοίνωσε επίσης την παραγωγή ενός νέου σχεδιαστικά 20άρη φτωχών µιγµάτων µε ψεκασµό καθώς και µεγαλύτερα µοντέλα που θα αναλύσουµε σε µελλοντικό άρθρο.
Κινητήρας
Οι σχεδιαστές της Suzuki ρίχτηκαν µε µπρίο και πάθος στη δουλειά και σε µικρό χρονικό διάστηµα ο 2κύλινδρος V ήταν έτοιµος σε πρωταρχική µορφή. Για να γίνει ελαφρύς ο µικρός 2κύλινδρος επιστρατεύτηκαν ελαφρά κράµατα τόσο στο µπλόκ όσο και στις µπιέλες που δεν είναι παραδοσιακές απο σφυρήλατο χάλυβα αλλά απο κράµα αλουµινίου. Οι διάφορες ενισχύσεις και νευρώσεις στα σηµεία έχουν δηµιουργηθεί στο µπλόκ µετά απο εκτεταµένες µελέτες σε υπολογιστές για µέγιστη ακαµψία και χαµηλό βάρος ώστε να µην τοποθετηθεί περίσσεια µετάλλου άσκοπα. Οσον αφορά την περιεχόµενη γωνία των κυλίνδρων (του V δηλαδή) οι Ιάπωνες τεχνικοί επέλεξαν την γωνία των 70º η οποία θα είχε σαφώς περισσότερους κραδασµούς απο την γωνία 90º η οποία όµως στον αντίποδα θα είχε σαν αποτέλεσµα µεγάλο πλάτος κινητήρα. Εκεί χρησιµοποίησαν την τεχνική γνώση και πείρα που είχαν εφαρµόσει και σε κινητήρες µοτό για να αποφύγουν επίσης µία ακόµη πιο στενή γωνία µε κραδασµούς αλλά και τη χρήση αντικραδασµικού άξονα που θα αύξανε το βιοµηχανικό κόστος και την πολυπλοκότητα καθώς και τα κόστη συντήρησης και επισκευής αναίτια.
Στο θέµα της µετάδοσης απο τον µονοκόµµατο σφυρήλατο στροφαλοφόρο στον εκκεντροφόρο αντί το τεχνικό τµήµα να τοποθετήσει εκκεντροφόρους επικεφαλής και πολύπλοκες διατάξεις µε µακριές καδένες ή ιµάντες και τεντωτήρες ακολουθήθηκε η κλασική παραδοσιακή λύση µε τον εκκεντροφόρο δίπλα στον στροφαλοφόρο και κίνηση των βαλβίδων µε ωστήρια (καλάµια-Σχ.1), λύση που χαρακτήρισε τους περισσότερους κινητήρες εδώ και έναν αιώνα αλλά σποραδικά ακολουθείται ακόµη και σήµερα για τα πλεονεκτήµατα της. Η κίνηση γίνεται µε γρανάζια αλλά για να αποσβέσουν τον θόρυβο δύο µασίφ γραναζιών οι τεχνικοί της Suzuki προτίµησαν να τοποθετήσουν µία εξελιγµένη τεχνικά (αλλά γνωστή στην βιοµηχανία κινητήρων) λύση µε διµερή γρανάζια µε ελατήριο (ψαλιδοειδή-scissor) για να αποφευχθεί η δίχως απόσβεση εµπλοκή και φθορά τους. Η συγκεκριµένη λύση έχει εφαρµοσθεί µε επιτυχία τόσο στην αυτοκινητοβιοµηχανία όσο και στην κατασκευή µοτό (Φωτ.3). Πολλοί µηχανικοί στην κατασκευή κινητήρων θεωρούν ότι η τεχνική λύση µε εκκεντροφόρο στη βάση του V και η κίνηση µε ωστήρια δεν προτείνεται για υψίστροφους κινητήρες. Η πράξη έχει δείξει όµως ότι κάποιοι κινητήρες µε ωστήρια ανεβάζουν άνετα στροφές πάνω απο τις 7500 rpm εάν σχεδιαστούν σωστά και στην προκειµένη περίπτωση οι τεχνικοί της Suzuki δεν αντιµετώπισαν πρόβληµα καθώς το όριο στροφών του κινητήρα είναι στις 5000 rpm στο φούλ γκάζι. Η κίνηση απο τον εκκεντροφόρο µεταδίδεται λοιπόν στις βαλβίδες µέσω ωστηρίων (καλαµιών) τα οποία ανυψούµενα ενεργοποιούν τα αντίστοιχα κοκκοράκια τα οποία τις ανοιγοκλείνουν, µία λύση απλή αξιόπιστη και λειτουργική που αντέχει στο χρόνο και ευκολύνει τα σέρβις. Ο κάθε κύλινδρος είναι 269cc άρα ο συνολικός κυβισµός ανάγεται στα 538cc και ο κινητήρας είναι υπερτετράγωνος µε διάµετρο µεγαλύτερη της διαδροµής των εµβόλων µε έµφαση στην ευστροφία.
Τροφοδοσία καυσίµου και ανάφλεξη
Σε µία εποχή όπου κάποιοι κατασκευαστές έχουν τολµήσει την χρήση συστηµάτων ψεκασµού ακόµη και σε 15άρηδες κινητήρες καθώς τα όρια ρύπων γίνονται όλο και πιο αυστηρά, το τεχνικό τήµ της Suzuki τοποθέτησε απλά ένα εξελιγµένο καρµπυρατέρ µε αισθητήρα θέσης πεταλούδας γκαζιού (T.P.S-Φωτ.4). Η λύση του καρµπυρατέρ δίνει απλότητα µεν και µικρό βιοµηχανικό κόστος αλλά η ύπαρξη του TPS συνδέει ουσιαστικά την εξελιγµένη ηλεκτρονική ανάφλεξη έτσι ώστε να συµβαδίζει µε το γκάζι για οµοιόµορφη και γλυκιά απόδοση του κινητήρα,εύκολη εκκίνηση και άµεση απόκριση, µία λύση που υιοθετήθηκε απο τις µοτό των µέσων της δεκαετίας του 90. Αν η Suzuki πάντως διατηρήσει τον κινητήρα στην γκάµα της θα είναι εύκολο να προσθέσει ένα σύστηµα ψεκασµού στο άµεσο µέλλον. Η ανάφλεξη είναι ψηφιακή (Φωτ.5) µε εκφόρτιση πυκνωτού (CDI), συνδέεται µε αισθητήρα θερµοκρασίας κινητήρα και το αβάνς µεταβάλλεται ηλεκτρονικά χωρίς πλατό στα πηνία του στάτορα βελτιώνοντας δραµατικά την απόκριση στο γκάζι. Το κάλυµµα του κινητήρα παροχετεύει αρκετό αέρα εντός ο οποίος αναρροφάται απο 2 ευµεγέθεις αλουµινένιους αυλούς εισαγωγής οι οποίοι είναι χρονισµένοι και εκµεταλλεύονται τα κύµατα της ροής του αέρα για µέγιστη πλήρωση στους κυλίνδρους (φαινόµενο RAM). Οι αλουµινένιοι αυλοί (Φωτ.6) συµβάλλουν επίσης στην ακαµψία του όλου συνόλου και συνδέονται µε φλάντζες απο συνθετικά θερµοµονωτικά υλικά για να αποφευχθεί η απορρόφηση θερµότητας απο τον κινητήρα πρός τον αέρα εισαγωγής. Το τσόκ είναι αυτόµατο για την µιζάτη έκδοση του κινητήρα και χειροκίνητο για τους κινητήρες µε κορδονιέρα η οποία είναι µεγάλων διαστάσεων για πανεύκολη εκκίνηση. Το φίλτρο καυσίµου (Φωτ.7) ανάµεσα στο κέντρο του V των κυλίνδρων επιτρέπει την απρόσκοπτη παροχή και συνδυάζεται µε υδατοπαγίδα.. Παρά την ύπαρξη καρµπυρατέρ ο κινητήρας κρίνεται όσον αφορά τους ρύπους στα 3 αστέρια κατά τις καλιφορνέζικες προδιαγραφές CARΒ 2008 ενώ υπερκαλύπτει και τις σχετικές προδιαγραφές EPA 2006.
Περιφερειακά
Ο κινητήρας δείχνει συµπαγής µε τα πάντα σωστά τακτοποιηµένα πάνω του αποκαλύπτοντας την προσεκτική εργασία του εργοστασίου ενώ το βάρος σε σχέση µε το παλαιότερο µοντέλο είναι κατά 20 κιλά λιγότερο δείχνοντας την εκτενή και επιµελή σχεδίαση καθώς και την επιτυχή έκβαση της στην πράξη. Το λάδι στο υγρό κάρτερ είναι µόλις 1,5 λίτρο και αποστραγγίζεται εύκολα ενώ το φίλτρο λαδιού (Φωτ.8) είναι εύκολα προσβάσιµο για τη σχετική αλλαγή χωρίς λύσιµο των πλαστικών τµηµάτων της λεκάνης του κινητήρα. Τα πλαστικά τµήµατα είναι εξαιρετικά ανθεκτικά άν και εύκαµπτα και αντέχουν το βάρος του κινητήρα εάν ακουµπήσει στο πλάι του.Υπάρχει επίσης ένα κύκλωµα συλλογής και µετάκαυσης των αναθυµιάσεων λαδιού για µείωση των ρύπων. Οι µιζάτοι κινητήρες είναι εφοδιασµένοι µε ένα αλτερνέιτορ εξόδου 15Α ενώ οι χειροκίνητοι µπορούν να εφοδιαστούν µε κιτ ανορθωτή µε έξοδο στα 6 Α για κάποιες µικρές καταναλώσεις. Οι κινητήρες µε λαγουδέρα έχουν εργονοµική σχεδίαση στη λαβή τους, εύχρηστο διακόπτη και επιλογέα ταχυτήτων µπροστά ενώ η ρυθµιζόµενη τριβή στην κολώνα δίνει ακριβή έλεγχο στην τιµόνευση. Το µπρακέτο ρυθµίζεται χειροκίνητα όσον αφορά την κλίση/ανύψωση του κινητήρα ενώ η κοντή σχέση µετάδοσης στον προπελοφόρο ανάγεται στα 2,09/1 αναδεικνύοντας την ροπή του κινητήρα. Το πόδι είναι σχεδιασµένο σε υπολογιστή για µικρό συντελεστή υδρολίσθησης και ο κινητήρας διατίθεται σε κοντή (15’’) και µακριά (20’’) έκδοση. Ενα σύστηµα έκπλυσης θα βοηθήσει καίρια τον ιδιοκτήτη στο να αποφύγει την συσσώρευση αλάτων στα υδροχιτώνια του κινητήρα ενώ η λαβή µεταφοράς αποδεικνύεται εύχρηστη και συµπαγής.
Συµπερασµατικά
Ο ειδικός τύπος όταν πρωτοδοκίµασε τα πρώτα πειραµατικά µοντέλα προπαραγωγής του δικύλινδρου V έµεινε εξαιρετικά ικανοποιηµένος απο την εύκολη εκκίνηση, τον χαµηλό συνολικό θόρυβο, την πολύ πλούσια ροπή µεταξύ 2000 έως 4000 rpm και την χαµηλότατη κατανάλωση. Ειδικά για την τελευταία οι τιµές ήταν κάτω απο 1 λίτρο την ώρα στο ρελαντί και περίπου 8 λίτρα ανα ώρα στο φούλ γκάζι υπο φορτίο. Η πλούσια ροπή στη γκάµα των χαµηλών και µέσων στροφών καθιστά επίσης τον κινητήρα εξαιρετικά οικονοµικό καθώς δεν απαιτείται να τον ζορίσει κανείς ιδιαίτερα για να επιταχύνει. Με ξεχωριστό και ιδιαίτερο ήχο λόγω του V-Twin χαρακτήρα και την µηχανολογική γνώση του κραταιού Ιαπωνικού οµίλου που κατάφερε παρά την «αναχρονιστική» στα χαρτιά σχεδίαση να δώσει µία απόλυτα αποτελεσµατική λύση στην πράξη, είναι σίγουρο πως θα δελεάσει όποιον ψάχνει έναν µικρό κινητήρα. Κι όσοι πιστοί…
