30 Septembrie 2025, 13:40
Redacţia PiataAuto.md
Propulsia electrică e de multă ori calificată drept o direcţie aproape iminentă spre care se dezvoltă mobilitatea, dar în acelaşi timp foarte mulţi pasionaţi auto o critică pentru lipsa întregului spectru de emoţii pe care le poate oferi un motor combustie, de la sunet mecanic, ce progresează odată cu turaţiile şi puterea oferită, până la vibraţii. Periodic mai există încercări de a imita senzaţiile motoarelor prin combustie prin sunet generat digital, ca la ultimul muscle car electric Dodge, sau prin sunet şi sacadări de cuplu livrat, ca la Hyundai Ioniq 5 N. Dar cum ar fi ca cineva să regândească în totalitate modul în care propulsia electrică funcţionează, astfel încât să existe un motor electric cu cilindri, pistoane şi valve, pentru a păstra aceeaşi senzaţie de condus, dar fără a arde carburanţi fosili în timpul funcţionării? Ei bine, exact asta au conceput şi patentat inginerii niponi de la Yamaha acum, în ceea ce ar putea fi probabil cea mai genială idee pentru a păstra pasiunea de condus în epoca mobilităţii electrice, dacă am putea aplica grad e comparaţie genialităţii.
Noul motor vine din convingerea inginerilor pasionaţi de la Yamaha că o motocicletă electrică simplă, cu un electromotor obişnuit, pur şi simplu nu poate înlocui emoţiile de condus ale uneia cu combustie. Această supoziţie e demonstrată şi de evoluţia vânzărilor modeste ale actualelor modele de motociclete electrice existente în lume, cota lor fiind mult mai mică decât cota maşinilor electrice faţă de cele cu combustie. La o motocicletă sunetul şi vibraţiile pe care le simţi de un motor sunt mult mai importante, definitorii chiar, nu în zadar în unele limbi motocicletele sunt numite adesea drept motor.
Aşadar, ideea genială a inginerilor Yamaha a fost să creeze un motor construit ca unul cu combustie, dar pus în mişcare nu prin aprinderea combustibilului în cilindri, ci prin electricitate. Prima opţiune la care am putea să ne gândim noi, şi ne-am gândit în trecut — ar fi ca în interiorul cilindrilor pistonul să fie pus în mişcare nu de forţa combustiei, ci fie prin câmp magnetic declanşat în aceeaşi consecutivitate ca la un motor cu combustie, când pistonul ar putea avea magnet permanent, iar în capătul de sus al cilindrului ar exista un magnet electric care devine activ în momentul scurt al fazei în care primeşte curent. O asemenea construcţie ar putea funcţiona teoretic, dar are provocări de mase inerte ale pistoanelor, durabilitate şi randament dictat de pierderi energetice, la fel ca la un motor cu combustie. Deci un asemenea motor ar consuma cel puţin dublu energie faţă de unul electric obişnuit şi ar avea sens doar acolo unde nu se pune mare preţ pe eficienţă, ci doar pe plăcerea finală. Însă inginerii Yamaha au gândit un pic diferit motorul lor nou.
În cazul noului motor Yamaha, acesta are pistoane conectate la un arbore cotit, pistoanele au valve de admisie şi de evacuare, exact ca la un motor în 4 timpi, dar sursa propulsiei vine dintr-un electromotor obişnuit conectat la fulia arborelui cotit. Deci, o versiune un pic mai simplă faţă de formula teoretică de mai sus, care e aparent mai fiabilă şi mai eficientă în randament. Dar detaliile de mai departe sunt extrem de curioase.
Foto: Construcţia noului motor electric Yamaha, imagine din patentă
Valvele din acest motor sunt acţionate de arbori cu came şi vor fi închise şi deschise în timpul operării, iar astfel prin motor aerul atmosferic va trece în tranzit, intrând în cilindru, apoi fiind evacuat în aceeaşi compoziţie în care a intrat, fără vreun amestec de carburant. Tot acest tranzit e aer se face de dragul sunetului produs, or, valvele de evacuare vor duce la canale de evacuare şi un soi de eşapament scurt, calibrat pentru a da rezonanţă sunetului.
Iar mişcarea pistoanelor va asigura şi vibraţiile specifice ale unui motor cu combustie. Odată ce vor creşte turaţiile electromotorului de la fulia arborelui cotit, vor creşte şi direct şi turaţiile arborelui şi mişcarea pistoanelor, exact ca la un motor cu combustie.
Mai există o diferenţă majoră în funcţionarea acestui motor, care-i asigură o eficienţă mai bună decât la motoarele cu combustie obişnuite. La motoare în doi timpi, randamentul maxim ajunge la puţin peste 40%, ceea ce înseamnă că puţin peste 40% din energie conţinută în carburant ajunge să fie transformată în forţă motrice. Pierderile sunt date de rezistenţa comprimării aerului din faza de compresie şi de ciclul de 4 timpi, în care un eveniment de combustie are loc la fiecare a doua mişcare a sa în jos, fiind nevoit totodată să comprime un alt cilindru şi să mişte celelalte pistoane şi arborele.
La noul motor Yamaha nu va exista compresia aerului în faza de compresie. Adică ciclul de funcţionare a motorului şi conectarea pistoanelor la arborele cotit va fi făcută similar unui motor cu 4 timpi, dar valvele fiecărui cilindru se vor deschide atât în faza de evacuare, cât şi în cea de compresie.
În etapa 1, un piston se mişcă în sus în faza de evacuare, iar valvele de evacuare se deschid complet, cele de admisie fiind uşor deschise în acest caz. Aerul e evacuat şi astfel se generează sunetul. În etapa 2, când ar trebui să aibă loc admisia, pistonul se mişcă în jos, iar valvele de admisie se deschid, permiţând aerului să intre şi generând o nouă fază a sunetului. În etapa 3, când la motoarele cu combustie obişnuite aer loc compresia amestecului de obicei, aici valvele de evacuare vor fi semideschise, lăsând aerul să iasă cât să minimizeze rezistenţa pe care o formează e obicei pistonul cu aer compresat deasupra lui. La etapa 4, când de obicei are loc combustia şi mişcarea în jos determinată de aceasta, pistonul se va mişca în jos şi va lăsa uşor deschise valvele de evacuare, pentru a mai trage aer în cilindru în revers şi a forma şi vârtejul necesar. După asta, se repetă etapa 1 şi astfel are loc funcţionarea în 4 timpi a noului motor.
Foto: Cele 4 faze a funcţionării în 4 timpi a noului motor electric Yamaha
Desigur, asta va însemna o ajustare corespunzătoare a formei arborilor cu came, astfel încât acesta să asigure aceste faze de deschidere repetată, totală şi parţială a valvelor, dar totul depinde de forma lor mecanică, deci nu e nimic complicat. De fapt, întregul motor e cumva simplu în ideile aplicate, şi tocmai asta îl face genial.
De asemenea, odată ce electromotorul e ataşat de arborele cotit, înseamnă că el poate fi turat doar în limitele mecanice ale construcţiei cilindrilor şi arborelui cotit din jur. Lipsa rezistenţei şa compresie îl poate face capabil să atingă turaţii mai mari, dar oricum noul motor va fi cuplat cu o cutie de viteze, cel mai probabil manuală, care va completa senzaţiile autentice de condus.
Sigur, o parte din sunetul scos de un motor cu combustie vine şi de la exploziile din cilindru care au loc în evenimentul combustiei, iar aici ele vor lipsi. Însă inginerii Yamaha spun că prin forma corectă a evacuării şi prin compresia parţială pe care o asigură, cu calibrare atentă a acestor faze, au reuşit să se apropie foarte mult de un sunet original savuros, şi nu o fac cu difuzoare şi sunet generat digital, ci cu sunet generat mecanic. Mai mult ca atât, motocicleta ar putea avea chiar şi o pornire de la picior, dacă se doreşte, deşi nici ea nu e absolut deloc necesară. Va exista şi o poziţie neutră a cutiei de viteze, iar motociclistul va simţi cum turaţiile urcă odată cu comenzile sale şi cum motorul vibrează în mod similar.
Inginerii Yamaha recunosc din start că noul lor motor electric cu cilindri nu va fi la fel de eficient ca un electromotor standard, care să-şi trimită puterea spre roată. Aici inevitabil se va pierde o parte din putere în mişcarea arborelui cotit şi pistoanelor, dar şi în compresia parţială care va avea loc în cilindri, şi doar diferenţa ajunge la cutia de viteze şi la roată. Dar această pierdere de eficienţă e făcută conştient aici, de dragul plăcerii în condus pe care ar putea-o livra acest motor. Iar faptul că acesta nu consumă carburant şi nu are combustie, înseamnă că pe ţeava sa de eşapament iese acelaşi aer atmosferic care tranzitează motorul.
Desigur, mai există şi câteva provocări şi curiozităţi date de acest motor. În primul rând, propulsorul va trebui lubrifiat oricum, doar că în absenţa căldurii degajate de combustie, uleiul va fi mult mai rece, ceea ce îl va împiedica să asigure lubrifierea în acelaşi mod obişnuit. Inginerii au decis că motorul n-are nevoie de segmenţii obişnuiţi în jurul pistoanelor care să asigure compresia şi au minimizat numărul lor, reducând rezistenţa şi simplificând necesităţile lor de lubrifiere. Astfel, ei sugerează că motorul va folosi ulei de alte caracteristici, ce poate asigura lubrifierea la temperaturi joase. Dar asta înseamnă că şi presiunea pe degradarea uleiului e mai mică, şi astfel acesta poate rezista foarte bine în timp.
O ultimă provocare ar putea conferi spaţiul disponibil pe o motocicletă electrică. De obicei, la modelele electrice motorul a poziţionat undeva jos, în timp ce locul propulsorului e ocupat de baterie. Aici, dacă motorul rămâne prezent, rămâne mai puţin loc pentru baterie, care va trebui să ocupe locul rezervorului sau alte spaţii goale. Şi din cauza consumului mai mare de electricitate, va fi o provocare să se asigure o baterie suficient de mare, încât să fie garantată o autonomie decentă.
Dincolo de asta, însă, motorul e o idee genială şi fanii cu siguranţă vor aştepta cu nerăbdare lansarea acestui motor şi pe primele motociclete Yamaha. De la patentare până la lansare de obicei mai tec 1-3 ani, dar inginerii niponi cu siguranţă au avut aici o inspiraţie foarte originală în a concepe un asemenea motor.
1
8,441
ŞTIRI DE CARE AŢI PUTEA FI INTERESAT