Ducati przez kilka dekad było wierne układowi cylindrów V2 o kącie rozchylenia 90 stopni. Nowe Panigale ma jednak V4. Czyżby technologia V2 doszła do ściany i osiągnęła kres możliwości rozwoju?
Yamaha w swoim królewskim modelu R1 w pewnym momencie zastosowała układ crossplane. Dlaczego zdecydowała się „zepsuć” silnik i zrezygnowała z typowych zalet układu R4? Paradoksalnie obie firmy poszły w tym samym kierunku.
Układ cylindrów decyduje o charakterystyce silnika. Kształtuje sposób oddawania mocy. Wpływa na przebieg krzywej momentu obrotowego. Decyduje nawet o odgłosach pracy. Jakie są konsekwencje wyboru poszczególnych układów? Prześledźmy to.
Wyobraźmy sobie, że mamy zbudować silnik o pojemności 600 ccm. Model układu korbowego wynikać może z naszej inwencji. No to zaczynamy.
Silnik R1 - nie mylić z Yamahą!
Jeżeli nasz silnik zbudowalibyśmy w układzie singla, czyli jako jednostkę jednocylindrową, należałoby liczyć się z ograniczoną mocą i sporym momentem obrotowym. Zapewne trudno byłoby przekroczyć granicę 60 KM. Blisko tej wartości miałaby szansę ukształtować się maksymalna wartość momentu obrotowego. Maksymalne obroty silnika raczej nie przekraczałyby 7,5 tys. obr./min.
Silnik cechowałby się zapewne nie najlepszą kulturą pracy przy niskich obrotach, choć nigdy nie zgasłby podczas ruszania z miejsca. Najlepiej czułby się w średnim przedziale obrotowym. Kręcenie do czerwonego pola nie owocowałoby wzrostem dynamiki. Byłby to dobry silnik dla maszyny terenowej.
Silnik R4 - można mylić z Yamahą (R6)
Jaka mogłaby być charakterystyka naszego silnika, po wybraniu układu czterech cylindrów w rzędzie? Limiter obrotów mógłby pozwolić nawet na wściekłe 15 tys. obr./min. Możliwa do uzyskania moc to zapewne 130 KM. Maksymalny moment obrotowy mógłby sięgnąć 70 Nm.
Silnik miałby charakterystykę dynamitu. Do eksplozji nie działoby się nic, natomiast po detonacji po tłokach przechodziłby orkan. Inaczej mówiąc, motocykl napędzany takim silnikiem byłby dychawiczny w niskim i średnim zakresie obrotów, natomiast po przekroczeniu 10 czy 11 tys. obr./min byłby w stanie zapewnić dynamikę maszyny torowej.
Mógłby stanowić idealne źródło napędu dla motocykla sportowego.
Silnik V2
W układzie V2 mielibyśmy szczególnie szerokie pole manewru charakterystyką naszego silnika w oparciu o regulację kąta rozwarcia cylindrów i pozostawanie korbowodów na wspólnym czopie lub na dwóch przesuniętych kątowo. Jakie cechy są uniwersalne dla tego układu?
Po pierwsze, pewne wibracje. Po drugie, podobnie jak w przypadku R1, spory moment hamujący po zamknięciu przepustnic. Możliwe do osiągnięcia obroty oscylują w okolicach 10 tys. Jeżeli chodzi o moc, nie osiągnęlibyśmy 100 KM. Bardziej prawdopodobne byłoby nieco ponad 80. Moment obrotowy kształtowałby się zapewne w okolicach 70 Nm.
Motocykl napędzany takim silnikiem zapewne nie kochałby najniższych rejonów obrotomierza. Jednak dół obrotów byłby mocny i zakres użyteczny liniowo utrzymywałby się do końca przedziału średniego. Ze względu na brak wzrostów mocy i momentu w najwyższym zakresie obrotów, lepiej byłoby zmienić bieg, niż szukać czerwonego pola. Idealny napęd dla nakeda.
Silnik R3
Domena Triumpha i od niedawna Yamahy (dlaczego wciąż przychodzi mi ona na myśl?). Jeżeli zdecydowalibyśmy się na taki układ, mielibyśmy wspaniałe połączenie zalet R4 i V2. Liniowy wzrost mocy od najniższych do pełnych rejestrów. Cała skala obrotomierza do dyspozycji. Wzrost nawet w najwyższym zakresie obrotowym. Oczywiście nie tak spektakularny jak w R4, ale znaczący.
Nie ma też irytującego w V2 momentu hamującego. Jest za to doskonała kultura pracy. Dlaczego więc nie wszyscy wybierają układ R3? Bo ma on jednak pewne wady. Pierwsza to wibracje. Druga to charakterystyczny dźwięk wywołujący u każdego motocyklisty myśli o mechaniku.
Jakie obroty moglibyśmy zafundować naszej konstrukcji? Nawet 12-13 tys. Moc w takiej sytuacji sięgnęłaby zapewne 115-120 KM. Moment obrotowy? Zaklęte 70 Nm. Do czego taki napęd? Choćby dla Moto2. A w cywilu dla sportowych nakedów.
Układ cylindrów motocyklowych V4
Gdybyśmy chcieli zbudować nasz silnik w układzie V4 to... zabiłby nas księgowy. Koszty byłyby ogromne. Ale to cesarz wśród konstrukcji układów cylindrowych. Kultura pracy - idealnie doskonała. Poziom wibracji niemal porównywalny z osiąganym przez silnik elektryczny. Charakterystyka mocy i momentu jak w R3.
Różnica polegałaby na tym, że obroty mogłyby sięgać nawet ponad 16 tys., a moc zapewne przekroczyłaby 140 KM. Do czego taki silnik? Do czegokolwiek, pod warunkiem że kosztowałoby milion dolarów.
Mniej popularne układy cylindrów w motocyklach w skrócie
Bokser B2
Idealna kultura pracy. Zakresy mocy, momentu i obrotów jak w V2 - w końcu to jego odmiana. Problematyczny byłby za to kształt silnika nadający się do nielicznych motocyklowych konstrukcji.
R4 crossplane
„Zepsuty” wał korbowy pozwala zbliżyć silnik R4 do charakterystyki V4. Poprawiamy krzywe mocy i momentu kosztem ich wartości.
R2
Cechy charakterystyczne silnika zbudowanego w układzie R2 byłyby zbliżone do V2. Również w tym przypadku konstruktor ma szerokie pole do popisu wynikające z możliwości przesunięcia czopów wału korbowego. Może iść w kierunku R4 lub właśnie V2.
R6
Zdecydowanie ślepa uliczka, bo doskonałą charakterystykę pracy tego układu oraz wysoką moc można uzyskać równie dobrze w układzie V4. Koszty zbliżone, a silnik nie ma nadmiernych oporów wewnętrznych i szerokości fortepianu.
Jak można łatwo zauważyć, decydując się na dany model motocykla, warto zastanowić się, jakiej charakterystyki pracy oczekiwalibyśmy od jego silnika. Napełnieni taką refleksją i wnioskami z powyższych rozważań możemy precyzyjniej zaspakajać swoje potrzeby.
