Ścigacz.pl

Czy w ogóle potrzebujemy silnik wysokoprężny w motocyklu?

Od momentu, gdy pojawił się pierwszy motocykl, upłynęło sporo czasu. Genialne umysły całego świata wykonały ogrom pracy, aby z roweru z podwieszonym silniczkiem powstał ten super zaawansowany technologicznie cud motoryzacji, który jest tak bardzo przez nas kochany. Rozwiązując bardzo skomplikowane zadania i łamigłówki techniczne, inżynierom udało się podnieść poziom mocy motocykli do niewyobrażalnego poziomu, wciskając po jednym koniu mechanicznym w każdy kilogram wagi pojazdu. Faszerując go różnymi smakołykami w rodzaju inteligentnego zawieszenia, złożonych układów hamulcowych z ABS, elektronicznych systemów sterowania przepustnicą oraz długością kanału dolotowego, robią oni wszystko, abyśmy naszą maszyną mogli nie tylko lepiej jeździć, ale też pochwalić się przed przyjaciółmi, kolegami z pracy, rodziną i osobami bliskimi. „Lecz co ma do tego motocykl z silnikiem Diesla?” – zapytacie. Szczególnie, że motocykl z takim silnikiem nie jest jeszcze zjawiskiem powszechnym. To bastion, który dla inżynierów pozostał niezdobyty. Spróbujmy zatem zorientować się, czy potrzebna nam w ogóle ta pozostawiona z tyłu twierdza.

Dlaczego silnik Diesla budzi takie zainteresowanie?

Zacznijmy od definicji. Poradnik Młodego Skauta podaje: „Silnik Diesla to tłokowy silnik spalinowy, którego paliwem jest olej napędowy. Podstawową różnicą w stosunku do silnika benzynowego jest inna metoda wprowadzenia mieszanki paliwowo-powietrznej do cylindra i inny sposób jej zapłonu. W silniku benzynowym paliwo miesza się z powietrzem przed cylindrem, a otrzymana mieszanka zapalana jest przez świecę zapłonową. W silniku Diesla powietrze najpierw dostaje się do cylindra, a następnie jest sprężane. Gdy powietrze zostanie podgrzane do temperatury samozapłonu paliwa (700-800 °С), wtryskiwacze wtryskują paliwo pod dużym ciśnieniem do komory spalania”. Lecz to nie ta różnica, lecz wysoka sprawność jest głównym urokiem silnika Diesla.

Rudolf Diesel

Gdy Rudolf Diesel rozbudowywał swoją teorię „racjonalnego silnika cieplnego” (datowaną na 1890 rok), próbował osiągnąć dwa cele. Dzięki dużemu sprężeniu w cylindrach osiągnięta została o wiele większa skuteczność przetwarzania energii cieplnej w mechaniczną oraz uniknięto potrzeby zapalania mieszanki paliwowo-powietrznej (w tych czasach świece zapłonowe były trudnodostępne i zawodne). Pierwszy działający silnik, stworzony przez Diesla w roku 1897, natychmiast potwierdził wszystkie zalety tej teorii. Jego sprawność była istotnie większa, niż sprawność silników benzynowych tamtych czasów. W ten sposób „Urządzenie do przetwarzania wysokiej temperatury na pracę” osiągnęło sens istnienia. W roku 1903 został zbudowany pierwszy statek z silnikiem Diesla. W 1912 – pierwsza lokomotywa, w 1922 – ciągnik. Pierwszy samochód ciężarowy pojawił się w roku 1923, a w 1936 ­- pierwszy samochód osobowy z silnikiem Diesla (Mercedes-Benz 260 D). Kolejnym krokiem powinien oczywiście być motocykl z silnikiem wysokoprężnym, ale tak się nie stało. Ani przed II Wojną Światową, ani po jej zakończeniu.

Dlaczego żadna firma nie zdecydowała się na opracowanie silnika Diesla do motocykla? Wydawało się, że powinien to być najbardziej pożądany i oszczędny rodzaj transportu, w którym zużycie paliwa było prawie dwukrotnie mniejsze, niż w silniku benzynowym o identycznej pojemności. Oszczędność Diesla w przypadku motocykla od strony komercyjnej okazała się bezużyteczna. Po pierwsze, uzyskiwana moc dla jednostki objętości roboczej w przypadku silnika Diesla była prawie półtorakrotnie mniejsza, niż w przypadku silnika benzynowego, a dla małych wartości objętości roboczej (określonej w centymetrach sześciennych) w ogóle zbliżała się do zera. Po drugie, silnik Diesla nie toleruje wysokich obrotów, w takim przypadku mieszanka nie nadąża spalać się w cylindrach. W wersji o większej pojemności silnik Diesla potrafi pokazać na co go stać, ale powstaje inna kwestia: jak taką machinę uruchamiać? (Przecież nie będziemy instalować „kopniaka”.) Czy jednak takie problemy mogą powstrzymać entuzjastów, którzy potrafią kolejny raz z niemożliwego zrobić możliwe, a to co się wydawało na początku nierealne wychodzi „nawet całkiem nieźle”?.

Pierwsze próby

Pierwszy fakt powstania motocykla z silnikiem Diesla został udokumentowany pod koniec lat pięćdziesiątych. W listopadowym numerze czasopisma „Motor Cycling” z roku 1959 ukazał się niewielki artykuł, opowiadający o Gordonie Gloverze, który mając 24 lata potrafił przerobić dwucylindrowy silnik benzynowy (350 cm3) w swym motocyklu marki Ariel na pełnowartościowy silnik Diesla. Jednak wśród znawców tematu za pioniera budowy silników Diesla dla motocykli jest uznawany Arthur Sidney, który mniej więcej w tym samym czasie przedstawił publicznie swoje spostrzeżenie dotyczące dylematu „być albo nie być” dla motocykla z Dieslem. Wspólnie ze swoim ojcem opracował i zmontował doświadczalny model silnika wysokoprężnego o pojemności 500 cm3 (14 KM przy 4000 obr/min), który zainstalował w ramie motocykla Norton.

Pierwsze próby nie wzbudziły dużego zainteresowania społeczeństwa, jednak zasiały ziarno wątpliwości i zainteresowania w umysłach indywiduów myślących niestandardowo. Dlatego na początku lat 60-tych powstała cała masa customów, zarówno z silnikami skonstruowanymi samodzielnie, jak również z już istniejącymi silnikami samochodowymi (od roku 1968 dostępny był silnik Diesla do Citroëna (1255 cm3), który w tym czasie był najmniejszym wśród sprzedawanych samochodowych silników wysokoprężnych i znakomicie mieścił się w ramie motocykla).

Prawdziwie kultową postacią wśród „rewolucjonistów motocykli z dieslem” stał się jednak Ernie Dorsett. Dzięki jego niewyczerpanej energii powstało ponad sto pięćdziesiąt wariacji na temat „co uzyskamy, jeżeli to przystosujemy do tego...”. Dorsett rozpoczął selekcję jeszcze w roku 1975 i przystosował do motocykla silnik Diesla od motopompy Fuji Robin DY30 (1) (299 сm3, 5,5 KM przy 3600 obr/min, średnica/skok tłoka: 76 mm/66 mm, stopień sprężania – 21:1), a następnie wypróbował prawdopodobnie wszystkie wersje, bardziej lub mniej odpowiednie dla tej słusznej sprawy. W rzeczywistości dzieła, które wyszły spod jego ręki, albo dokładniej klucza i wkrętaka, stały się podstawą dla drobnej produkcji wielu motocykli z silnikiem Diesla pod koniec XX wieku.

Dorsett przykładowo uwielbiał produkowane w Indiach motocykle Royal Enfield, które były ogólnodostępne. Jego pomyślne próby z motocyklami tej marki doprowadziły do powstania na początku lat 90-tych prawdziwego dieslowskiego jednośladu marki Royal Enfield pod nazwą Taurus. Był to pierwszy na świecie produkowany seryjnie motocykl z silnikiem Diesla. Silnik o pojemności 325 сm3, produkowany na licencji włoskiej firmy Lombardini Motori, osiągał moc 6,5 KM przy 3600 obr/min i to było wystarczające by rozpędzić motocykl do 75 km/h. Owszem, ta prędkość nie wygląda imponująco, ale Taurus potrafił spalać tylko półtora litra paliwa na setkę! To był niezły atut, biorąc pod uwagę stale rosnące ceny paliwa. Fakt ten w końcu zainteresował szerszą rzeszę sympatyków jednośladów, a ponadto zaczął się bum związany z biodieslem, zaostrzono normy ekologiczne i to skłoniło wszystkich, aby pod nieco innym kątem spojrzeć na motocykl z silnikiem Diesla.

Niedługo pojawiło się kilkanaście firm - naśladowców indyjskiej Royal Enfield, zarówno w samych Indiach (Soorya, Bajaj, Esdit), jak również w Europie (Beckedorf, Sommer), które składały swoje wersje Enfieldów, oraz około dwudziestu firm, wykonujących wykańczanie lub inaczej mówiąc tuning indyjskiego wyrobu, dopasowując go do gustów wytrawnego europejskiego użytkownika. Najciekawsze jest to, iż powstanie Taurusa zburzyło niezłomną obojętność wielkich producentów motocykli. Potwierdza to obszerny program brytyjskiej firmy Norton. Firma ta niezwłocznie zwróciła uwagę na najsmaczniejszy kąsek nowego sektora rynku, którym są wojskowe motocykle z silnikiem wysokoprężnym. Niestety program ten wkrótce został zamknięty z powodu niewyraźnych perspektyw istnienia samej firmy Norton. Jednak pewien interesujący fakt, dotyczący podjętych przez tą firmę prób, pozostawił swój ślad w historii motocykli z silnikiem Diesla.

Jak wszyscy wiemy Norton z powodzeniem stosował benzynowy silnik Wankla z wirującym tłokiem. Szybko pojawiło się pytanie odnośnie zbudowania takiego silnika na olej napędowy. Firma Norton, jak już wiemy, nie zdążyła dać odpowiedzi na to pytanie, ale niepodważalny jest fakt, iż niemiecka firma Wankel Supertec GmbH w roku 2007 przedstawiła działający prototyp silnika z wirującym tłokiem o pojemności 500 cm3, napędzany olejem napędowym, wyróżniający się imponującą maksymalna mocą: 65 KM przy 5500 obr/min. Istnieją także pogłoski, że Nortonowi jednak udało się zmontować kilka silników z wirującym tłokiem na olej napędowy o pojemności 294 cm3 i wiele osób poluje na nie jak na pirackie skarby.

Istotny postęp

Druga fala popularności motocykli na olej napędowy rozpoczęła się po tym, jak w połowie lat 90-tych ministerstwa sił zbrojnych Wielkiej Brytanii i USA ogłosiły projekt przejścia na alternatywne rodzaje paliw. W wyniku tego pojawiły się samochody bojowe i czołgi, które mogły wykorzystywać jako paliwo wszystkie ciecze, które się palą. W zasadzie, cały sprzęt wojskowy USA i NATO (od dieslowskich generatorów po niewidzialne samoloty) wykorzystuje paliwo JP-8, które swoim składem przypomina mieszaninę nafty lotniczej z olejem napędowym. Doskonale sprawdza się ono we wszystkich silnikach, ale nie może być stosowane w silnikach motocykli benzynowych. Dlatego właśnie pomyślano o motocyklach (a wykorzystuje się ich wystarczająco dużo­ w oddziałach łączności, wywiadzie i policji wojskowej), które mogłyby być równie mało wymagające w wyborze paliwa. W 1995 roku pojawił się prototyp D.E.R.A. / R.M.C.S. z silnikiem Diesla o pojemności 547 cm3 (18 KM), w którym zużycie paliwa wynosiło jeden litr na 80 km! Pojazd odznaczał się doskonałą niezawodnością, ale niezupełnie odpowiadał niezbędnym wymogom. Dopracowanie go zajęło prawie sześć lat, wydanych zostało około 250 000 funtów szterlingów, ale w końcu, w 2001 roku, armie USA i Wielkiej Brytanii przekazały oficjalną informację o nowym motocyklu z silnikiem Diesla. Firma Hayes Diversified Technologies oraz Royal Military College of Science przedstawiły motocykl HDT M103M1, w którym wykorzystano podwozie, poszczególne komponenty silnika i przeniesienie napędu z motocykla Kawasaki KLR650, natomiast w silniku zastosowano głowicę z aparaturą paliwową, co umożliwia pracę nie tylko na oleju napędowym, ale również na nafcie lotniczej oraz odpowiednio na JP-8.

I co? Powiecie: „Po prostu jeszcze jedna zabawka dla wojaków, co nas to obchodzi?”. Odpowiedź jest jak sądzę oczywista i godna uwagi. Przede wszystkim, to pierwszy poważny przemysłowy projekt motocykla z silnikiem Diesla, w którym wszystkie części zostały zaprojektowane od podstaw pod to konkretne zastosowanie, a nie wydłubane z motopompy. Po drugie, jeżeli konstrukcja okaże się wystarczająco udana, to niedługo pojawi się również wersja cywilna tego pojazdu. Po trzecie, to swoisty test-drive pierwszej poważnej maszyny takiej klasy.

Podczas testów motocykl HDT M103M1 ujawnił następujące właściwości: diesel reaguje bardzo wolno na dodawanie gazu, dynamika rozpędu jest więc oczywiście niemrawa, ale jego późniejsza wytrwałość w utrzymaniu prędkości, niezależnie od ukształtowania drogi, jest po prostu godna pozazdroszczenia. Wibracje, jak należało oczekiwać w przypadku silnika Diesla (584 cm3, 28 KM przy 5500 obr/min) są dość odczuwalne i przekazywane na ciało jeźdźca poprzez podnóżki i kierownicę. Moc silnika jest dostępna praktycznie ­w pełnym zakresie od 1500 do 7000 obr/min. Maksymalna prędkość wynosi około 90 mil/h (145 km/h), a podstawową zaletą HDT M103M1 jest oczywiście jego ekonomiczność - na 100 km zużywa 2,2 l paliwa. No cóż, nieźle, prawda?

Absolutnie nie związany z wojskiem projekt przedstawiła niemiecka firma­ Neander Motors. Postanowiwszy stworzyć niewielki silnik Diesla, nadający się do zamontowania w lekkich pojazdach, firma zetknęła się z problemem wibracji. Przy czym, były one odczuwalne tym bardziej, im mocniejszy był silnik. Ani wałki wyrównoważające, ani żadne inne środki, stworzone i wymyślone w ciągu całej długiej historii motocykli od czasów Otto Daimlera, nie dawały pożądanego efektu. Silnik Diesla trząsł się tak, że mógł doprowadzić do obłędu… Zrównoważyć szkodliwych momentów nie udawało się w żaden sposób, aż konstruktorów olśniło: niech wał korbowy sam siebie rekompensuje! I światu ukazał się diesel o zasadniczo nowym schemacie konstrukcyjnym: każdy tłok poprzez dwa korbowody obracał dwa sztywno połączone ze sobą kołami zębatymi wały korbowe. Przy czym obrót odbywał się w różne strony, powodując tym samym wystarczające przeciwdziałanie. Co więcej, symetria sił silnika nie tylko wybawiła konstruktorów z problemów związanych z drganiami, ale ujawniła także pewną niespodziankę - silnik firmy Neander Motors okazał się o 12% bardziej ekonomiczny, niż zwykły silnik Diesla!

Opierając się na udanym rozwiązaniu, długo się nie namyślając, konstruktorzy firmy zaprojektowali i przedstawili w 2005 roku całą rodzinę silników: jednocylindrowy chłodzony cieczą, o pojemności 400 cm3 i mocy 25 KM, dwucylindrowy turbodiesel z chłodzeniem powietrzno-olejowym, o pojemności 1400 cm3 i mocy 110 KM oraz 2,5-litrowy trzycylindrowy gigant wysokoprężny o przewidywanej mocy dwustu kucy. Po trzech latach został zaprezentowany kolejny prototyp motocykla na olej napędowy z 1,4-litrowym silnikiem.

Holendrzy z firmy Star Twin przedstawili jeszcze jeden projekt w 2005 roku, skupiając się na segmencie motocykli sportowych. Zmodyfikowany 1,2 litrowy silnik chłodzony wodą, pochodzący z VW Lupo został umieszczony w ramie, opracowanej według własnego projektu. Otrzymano model Thunder Star TDI 1200. Projektowana moc jednostki napędowej przy wykorzystaniu turbodoładowania wynosiła 95 KM. Na razie jednak nie udało się przeskoczyć fazy prototypowej.

Mit czy jednak realia?

Jak wygląda zatem sytuacja dzisiaj? Formacja motocykli z dieslem powiększa się i rozszerza. Dzisiaj motocykl z silnikiem Diesla nie jest już odbierany jako coś niezwykłego. Od ośmiu lat, czyli od roku 2002 corocznie organizowane są zloty motocyklowe we Francji, Niemczech oraz Anglii, na których ludzie wymieniają się doświadczeniami, informacjami o nowościach i nowych osiągnięciach technicznych z branży motocykli z silnikiem Diesla. W roku 2007 firma HDT wreszcie wyprodukowała pierwszą limitowana serię „wszystkożernych” motocykli do zastosowań cywilnych o indeksie D65A01 Bulldog, w ilości 200 sztuk.

Seria odróżnia się od wersji wojskowych zwiększoną do 611 cm3 pojemnością silnika (30 KM przy 5700 obr/min) i sprzedawana jest w komplecie z letnią kurtką skórzaną. Cena takiego pojazdu to 18 999 USD. W roku 2009 została przedstawiona nowa wersja cywilnego motocykla z silnikiem o pojemności 670 cm3 pod nazwą MD670F Bulldog, którego produkcja masowa powinna rozpocząć się w tym roku. Właściwie, model ten już ustanowił rekord świata, osiągając najwyższą prędkość wśród motocykli z silnikiem Diesla w klasie 750 cm3 - 172,4 km/h!

Jeszcze jedna holenderska firma w 2008 roku przedstawiła w pełni ukończony projekt, przygotowany do uruchomienia produkcji. Firma EVA Products proponuje w cenie 17 500 EUR motocykl Track T-800 CDI z trzycylindrowym turbodoładowanym silnikiem Diesla od samochodu Smart o pojemności 800 cm³. Motocykl ten od strony designu jest dość wyrafinowany i posiada wiele nowoczesnych rozwiązań jak choćby silnik jako element nośny ramy oraz jednoramienny wahacz tylny z wałem napędowym w środku. 12-zaworowy silnik o mocy 50 KM zużywa 2,5 l paliwa na 100 km i rozpędza Tracka do imponującej prędkości 185 km/h.

Tymczasem Neander Motors 28 września 2009 roku przedstawiła na moto-show „Mondial du Deux-Roue” w Paryżu prawdziwą sensację. Motocykl z silnikiem Diesla o wartości 95.000 euro! Jest on wynikiem wzmożonej pracy w ciągu długich siedmiu lat, natomiast efekt końcowy robi wrażenie: przyspieszenie do setki w ciągu 4 sekund i możliwość jazdy z prędkością 210 km/h. Oczywiście 95 tyś. euro Niemcy żądają od nas nie za te skromne w znanym nam świecie motocykli osiągi, rzecz jasna elementów ze złota także w nim nie znajdziemy. Neander Turbo Diesel składany jest w Niemczech, przy czym każdy egzemplarz budowany jest ręcznie. Dodajmy, iż posiada on również mnóstwo niezwykłych rodzynków technologicznych. Ten ekskluzywny pojazd rozwija moc 112 KM przy 4200 obr/min i momencie obrotowym 214 Nm! Z taką bestią nie jest wstydem pojawić się nawet w Sturgis i stanąć obok takich modeli jak Yamaha V-Max lub Hayabusa, albo pozwolić, żeby one stanęły obok…

Tak oto szanowni czytelnicy, na zakończenie chcę powiedzieć, że jesteśmy niewiarygodnymi szczęściarzami. Dosłownie na naszych oczach dzieje się historia! „Bzdura!” - powiecie - „kolejny segment motocykli do zabawy”. Może i tak, ale rozpoczęta aktywna działalność patentowa wielu wiodących firm w sferze silników Diesla właśnie dla motocykli, w tym i dla wyżej wymienionej Yamahy, daje nam prawo robić takie przypuszczenia. I kto wie, może minie pięć, dziesięć lat i my będziemy mogli zobaczyć na własne oczy jakiegoś seryjnego V-Maxa z silnikiem Diesla. A może nawet będziemy mieć okazję na nim się przejechać?

Zapewne za najmniejszy silnik wysokoprężny można uznać dwusuwowy silnik Lohmann. Ten malec (jego pojemność to tylko 18 cm3) był mocowany pod piastą zębatki zdawczej roweru i przekazywał napęd przez wałek bezpośrednio na tylne koło. Co prawda niezupełnie odpowiada on klasycznym kanonom Rudolfa Diesla, chociaż pracuje na oleju napędowym na zasadzie zapłonu od sprężenia. Różnica polega na tym, że paliwo podawane jest bez wtrysku, jako mieszanina powietrzna, przez gaźnik, podobnie jak w silniku benzynowym. Natomiast jeden litr oleju napędowego wystarcza mu, żeby przejechać 140 km!

Największe dieslowe monstrum - to mototank niemieckiej firmy Harzer Bike. Kiedy zespołowi Tilo Niebela wpadł w ręce silnik od radzieckiego czołgu T- 55, zbudowano przy jego wykorzystaniu motocykl z wózkiem bocznym, odnotowując rekord w księdze rekordów Guinnessa. Powstała machina o długości 5,8 metra i szerokości 2,8 metra. Waga pojazdu przekracza 4,3 tony! V12 o pojemności 38 litrów chłodzony jest wodą i rozwija moc około 600 KM (dane dla czołgu). W Internecie można znaleźć wideo, jak ten „malec” mruczy...

To właśnie pojawienie się w latach 60-tych produkowanych seryjnie motopomp z silnikiem Diesla stało się impulsem dla wszelkich eksperymentów związanych z przeszczepianiem silników z wyżej wymienionych urządzeń technicznych do motocykli. Wielką popularnością cieszyły się silniki o małej pojemności firmy Fuji Robin (Japonia) 200 cm3 - 350 cm3, włoskich firm Lombardini Motori (325 i 440 cm3) i Ruggerini 850 cm3. Aktywnie były stosowane silniki z minitraktorów i kosiarek do trawy (Yanmar i Punsun). No i oczywiście nie pominięto silników samochodowych, np. dwusuwowy dieslowy silnik Daihatsu (650 cm3, 50 KM przy 3500 obr/min) albo Smart 800 (41 KM). Właśnie te silniki customizerzy z całego świata uwielbiają wstawiać w ramę ukraińskiego Dniepra czy rosyjskiego Urala.