Οι πνευματικές βαλβίδες MotoGP κρύβουν μια αλλαγή που δύσκολα φαίνεται κοιτάζοντας τον κινητήρα απ’ έξω: αντί για το συνηθισμένο μεταλλικό ελατήριο, συμπιεσμένο αέριο αναλαμβάνει την κύρια δύναμη επαναφοράς. Η βαλβίδα συνεχίζει να ανοίγει μηχανικά. Εκείνο που αλλάζει είναι ο τρόπος με τον οποίο επιστρέφει στην έδρα της.
Το πρόβλημα αρχίζει όταν ο χρόνος μικραίνει
Σε έναν τετράχρονο κινητήρα, κάθε βαλβίδα επαναλαμβάνει τον κύκλο της μία φορά ανά δύο περιστροφές του στροφάλου. Όσο ανεβαίνουν οι στροφές, τόσο λιγότερος χρόνος απομένει για άνοιγμα, διέλευση αερίου και ελεγχόμενο κλείσιμο. Ο μηχανισμός πρέπει να ακολουθεί το προφίλ του εκκεντροφόρου χωρίς ανεπιθύμητη αναπήδηση.
Το συμβατικό ελατήριο είναι και αυτό ένα κινούμενο, ελαστικό σώμα. Έχει μάζα και μπορεί να ταλαντωθεί. Η απλή αύξηση της δύναμής του δεν αποτελεί δωρεάν λύση: αυξάνει τα φορτία που πρέπει να υπερνικήσει ο μηχανισμός. Ο σχεδιασμός αναζητά αρκετή δύναμη επαναφοράς, με ελεγχόμενη κίνηση και αντοχή.
Πώς λειτουργούν οι πνευματικές βαλβίδες MotoGP
Σε μια διάταξη πνευματικής επαναφοράς, ένας μικρός θάλαμος αερίου συνεργάζεται με κινούμενο στοιχείο συνδεδεμένο με τη βαλβίδα. Καθώς ο εκκεντροφόρος την ανοίγει, το αέριο συμπιέζεται περισσότερο. Όταν το προφίλ επιτρέψει την επιστροφή, η πίεση την οδηγεί προς την έδρα της. Το αέριο λειτουργεί ως ελαστικό μέσο αποθήκευσης ενέργειας.
Στο MotoGP Workshop του 2013, ο μηχανικός Giacomo Guidotti παρουσιάζει αυτή την τεχνολογία στην πράξη. Η βασική διάκριση είναι ουσιαστική: πρόκειται για σύστημα επαναφοράς βαλβίδων και όχι για κινητήρα που κινείται με πεπιεσμένο αέρα.
Ο εκκεντροφόρος παραμένει στη θέση του
Η λέξη «πνευματικό» δεν σημαίνει ότι καταργούνται ο χρονισμός και οι εκκεντροφόροι. Το πότε και πόσο ανοίγει η βαλβίδα εξακολουθεί να καθορίζεται από τον μηχανισμό της. Η επαναφορά πρέπει να συνεργάζεται με αυτόν, χωρίς να επιβάλλει περιττές αντιστάσεις.
Ούτε χρησιμοποιούσαν όλοι οι αγωνιστικοί κινητήρες της ιστορίας την ίδια λύση. Η τεχνική αναδρομή της Honda για την RC211V καταγράφει μεταλλικά ελατήρια στην περίοδο 2002–2006 και αναφέρει υιοθέτηση πνευματικής επαναφοράς από τη Honda μέσα στη σεζόν του 2008. Η επιλογή ακολουθούσε τις ανάγκες της συγκεκριμένης γενιάς κινητήρα.
Η αξία του συστήματος βρίσκεται στην ακρίβεια της επαναλαμβανόμενης κίνησης. Η αναζήτηση ισχύος δεν αφορά μόνο περισσότερο καύσιμο και αέρα στον κύλινδρο. Χρειάζεται οι βαλβίδες να φτάνουν εκεί που πρέπει, την κατάλληλη στιγμή, χιλιάδες φορές χωρίς να αλλάζει ο έλεγχος της κίνησής τους.
Επεξηγηματικές τεχνικές απεικονίσεις: Engine Power. Τα διαγράμματα παρουσιάζουν την αρχή λειτουργίας και δεν αποτελούν κατασκευαστικά σχέδια συγκεκριμένου κινητήρα.
