Brzmi to trochę tak, jakby ktoś wybrał z puli przypadkowe określenia z branży motoryzacyjnej i umieścił je w jednym projekcie… Ale to naprawdę się dzieje!

Z Japońskiego Urzędu Patentowego na światło dzienne wydostał się nowy projekt Kawasaki, a opisuje go amerykański Cycleworld.com. W patencie znajdujemy motocyklowy napęd hybrydowy (elektryczno-spalinowy) z silnikiem dwusuwowym nowej generacji wyposażonym w kompresor. Silnik ma układ rzędowy, 4-cylindrowy, z wałem typu crossplane

Brzmi to przedziwnie? Poczekajcie, aż wytłumaczymy wszystko krok po kroku.

Hybryda szeregowa?

Napędy hybrydowe w samochodach dzieli się na kilka typów, w tym na dwa główne: hybryda szeregowa lub hybryda równoległa.

Najczęściej (np. prawie każda nowa Toyota) spotykamy hybrydy równoległe. Za napęd odpowiada silnik spalinowy, a elektryk go wspomaga w stopniu większym lub mniejszym. Możliwa jest także jazda wyłącznie na prądzie.

Rzut silnika

Hybryda szeregowa jest rzadziej spotykana. W tym przypadku główny napęd stanowi motor elektryczny, a silnik spalinowy jest wyłącznie dodatkiem. Najczęściej (np. Opel Ampera, Fisker Karma lub BMW z opcjonalnym generatorem), silnik spalinowy nie odpowiada za napęd, a jedynie za doładowanie baterii elektrycznej. Czyli wydłuża zasięg.

Patent od Kawasaki jest właśnie hybrydą szeregową.

Jednak w przypadku Zielonych sprawa ma się trochę inaczej. Silnik spalinowy nie będzie jedynie delikatnym dodatkiem. Silnik spalinowy będzie jednostką wysokowydajną, zapewniającą stały napęd dla generatora. Ten z kolei wytwarzał będzie prąd niezbędny do jazdy.

Silnik dwusuwowy nowej generacji?

Dwusuw raczej kojarzy się z wysokimi emisjami spalin i niską ekologią, prawda? Tak, ale dotyczy to takich dwusuwów, które znamy z motocykli, szczególnie klasycznych lub motocrossowych.

Dla odmiany ogromne, doładowane, dwusuwowe silniki diesel stosowane w statkach są uznawane za jedne z najbardziej wydajnych silników spalinowych… A potężne Kawasaki Heavy Industries ma przecież spore doświadczenie także w tej branży.

Zawory i głowica

Dlatego dwusuwowa benzynówka z patentów na pierwszy rzut oka wygląda jak typowy 4-suw. Posiada wtrysk bezpośredni, konwencjonalne zawory grzybkowe (po cztery na cylinder), a nawet głowicę z dwoma wałkami rozrządu DOHC. Względem czterosuwa zmienił się “jedynie” cykl pracy.

Skoro jedyną funkcją silnika będzie napęd generatora, może on pracować na stałej (najbardziej wydajnej) prędkości obrotowej. Sprytne!

Dla porównania – cykl pracy klasycznego dwusuwa (Wikipedia)

Kompresor?

Skoro silnik ma konwencjonalne zawory, zamiast kanałów dolotowych i wydechowych w ściankach cylindrów, to jak wymieniana jest mieszanka paliwowa? Zazwyczaj w dwusuwie odpowiada za to tłok i skrzynia korbowa, pełniąc funkcję pompy ssąco tłoczącej.

Dlatego w nowej jednostce Kawasaki potrzebny jest kompresor lub turbosprężarka.

Dzięki turbinie dowolnego typu, powietrze wtłaczane będzie do komory spalania pod ciśnieniem, jednocześnie wypychając gazy spalinowe z poprzedniego cyklu. Problem rozwiązany.

Wtrysk bezpośredni?

Świeże powietrze pod ciśnieniem musi wypchnąć stare gazy, a to oznacza, że wszystkie zawory (dolotowe i wydechowe) otwarte będą jednocześnie.

W tym momencie niezbędne jest zastosowanie wtrysku bezpośredniego, który doda benzynę do komory spalania w momencie, gdy wszystkie zawory będą już zamknięte. W ten sposób niespalone paliwo nie wydostanie się do układu wydechowego, co jest problemem klasycznych dwusuwów.

Wał korbowy typu crossplane?

Pamiętajmy, że cały czas mówimy o silniku z 4 cylindrami ustawionymi w rzędzie. Skoro mamy do czynienia z dwusuwem, wybuchy mieszanek paliwowych wydarzają się dość często. Zamiast co 720°, wybuch mieszanki w każdym cylindrze odbywa się co 360°.

W przypadku klasycznej kolejności zapłonów (flat-plane) jak w większości rzędówek, wybuchy w dwóch cylindrach odbywałyby się jednocześnie, a to generowałoby wibracje, a przede wszystkim niepotrzebne obciążenia.

Wał korbowy

Stąd właśnie potrzeba wału korbowego i kolejności zapłonów typu crossplane. Wybuchy w poszczególnych czterech cylindrach będą odbywały się regularnie, co każde 90° obrotu wałku.

Przekazanie napędu z silnika?

Jedynym zadaniem silnika spalinowego będzie napędzanie generatora prądu. Oznacza to, że niepotrzebny będzie konwencjonalny zestaw sprzęgła i skrzyni biegów.

Czyli na końcu wału korbowego po prostu znajdzie się generator. Dalej baterie i silnik elektryczny napędzający tylne koło.

Poziom otwarcia zaworów w 1 cyklu spalania

Jakie baterie? Jaki silnik elektryczny?

Temat magazynowania energii nie został jeszcze przez Kawasaki sprecyzowany. Tak samo nie opisano dokładnie silnika elektrycznego.

Być może to dlatego, że odpowiednie dopracowanie nowoczesnego dwusuwa z kompresorem do motocykla zajmie jeszcze sporo czasu. Z kolei w tym czasie technologia baterii i elektryków pójdzie do przodu i dopiero wtedy Kawasaki zacznie na poważnie dobierać pozostałe komponenty.

Motocykl? A może łódź? Kiedy? I jak to tankować/ładować?

W swoim patencie Kawasaki jasno zaznacza, że głównym zastosowaniem opisywanego układu napędowego będą motocykle. Jednocześnie nie wyklucza, że układ może zostać użyty także w łodziach lub skuterach wodnych, w trajkach oraz buggy.

Zaawansowane, nowoczesne spalinowe silniki dwusuwowe uznawane są za znacznie bardziej wydajne, niż silniki czterosuwowe. Jednak wciąż nie dorastają do pięt silnikom elektrycznym. Elektryki jednak tracą, gdy trzeba pozyskać energię elektryczną i naładować nią baterie (wydajność, czas).

W przypadku układu Kawasaki istnieje założenie, że wystarczy w klasyczny sposób zatankować zbiornik paliwa. Następnie silnik spalinowy (pracujący na stałej, najbardziej wydajnej prędkości obrotowej) z pomocą generatora zamieni to paliwo w energię elektryczną. Dzięki takiemu zastosowaniu, silniki spalinowe nie wymrą szybko!

Tylko jak tu robić przegazówki na światłach?!

Więcej w Newsy, Nowości rynkowe, Porady, Warsztat, Wyróżnione
Pierwszy! BMW Motorrad ogłasza aktywny tempomat w motocyklu [Active Cruise Control]

Aktywny tempomat w motocyklach BMW sam dopasuje prędkość i odległość od pojazdu poprzedzającego. A w głębszym zakręcie utrzyma stabilność motocykla.

Zamknij