Nieszczęsna kolej rzeczy. Dwu- i czterocylindrowe rzędowe silniki 600 ccm

Jeśli spojrzeć na liczbę nowych motocykli z czterocylindrowymi rzędówkami, okazuje się, że ten rodzaj silnika ma się całkiem dobrze. W swojej ofercie wciąż mają go Kawasaki, BMW, Honda, Suzuki, Yamaha czy MV Agusta. Mimo to, jeśli mocniej wytężyć słuch, to da się usłyszeć uzasadniony płacz rozżalonych zwolenników tych jednostek. Skąd to nagłe poruszenie? Otóż w tym roku oficjalnie pożegnaliśmy ostatnie czterocylindrowe sześćsetki, czyli Kawasaki Ninja 636 i Yamahę R6. Ta ostatnia co prawda została w sprzedaży, ale w wersji bez homologacji.

Na osłodę dostaliśmy nową propozycję sportowej sześćsetki – Aprilię RS 660, wyposażoną w dwucylindrowy silnik rzędowy generujący 100 KM, czym naprawdę imponuje. Ale do wartości rzędu 130 KM, osiąganych przez „dawne” supersporty, jednak jej trochę brakuje. Pojawiają się zatem pytania, w czym silniki R4 są gorsze od R2, czy taka zmiana warty „to już na stałe” i dlaczego w ogóle tak się stało? W skrócie można odpowiedzieć tak: pieniądze, normy i pragmatyzm.

Urodzony sportowiec

Rzędowe czterocylindrowe silniki już od wielu lat istnieją właściwie tylko w motocyklach sportowych lub o sportowym zacięciu. Dzieje się tak ze względu na ich wspaniałe osiągi na wysokich obrotach i dużą moc jednostkową, wynoszącą obecnie nawet 212 KM z litra pojemności w seryjnych silnikach wolnossących, a pamiętajmy, że w połączeniu ze sprawnym tuningiem czy doładowaniem możliwości są jeszcze większe. Jednostki R2 pod tym względem wypadają znacznie mizerniej. Zazwyczaj moce jednostkowe takich silników sięgają niewiele ponad 100 KM z litra.

Choć ostatnio byliśmy świadkami znacznej poprawy tego parametru, kiedy to Aprilia zaprezentowała nowego dwucylindrowca o pojemności 660 ccm, legitymującego się mocą 100 KM (ok. 151 KM/l). Wynik bez dwóch zdań jest imponujący, ale wciąż daleki od możliwości „czwórki w rzędzie”. Skąd biorą się takie różnice? Przede wszystkim w czterocylindrowcach zazwyczaj łączna średnica kanałów ssących i wydechowych jest większa. Co za tym idzie, straty dławienia są mniejsze, a proces wymiany mieszanki sprawniejszy, co przynosi ogromne korzyści na wysokich obrotach. Dodatkowo obroty maksymalne jednostek R4 też są wyższe. Wartości rzędu 14-15 tys. obr./min nie stanowią problemu, natomiast dla R2 przekroczenie 10 tys. obrotów to już spory wyczyn. A wysokie obroty bardzo sprzyjają generowaniu wysokiej mocy.

Samo się wyrówna

Cztery cylindry w rzędzie mają także inną przewagę – wyższą kulturę pracy. Większa ilość zestawów korbowo-tłokowych i przeciwwag na wale korbowym zapewnia z natury lepsze równoważenie sił masowych niż w rzędowym silniku dwucylindrowym. Przekłada się to nie tylko na znikome wibracje, ale też na mniejsze szarpnięcia w przeniesieniu napędu i płynniejsze przekazywanie siły napędowej na koła, a co za tym idzie, lepszą trakcję. 

Mniejsze wibracje kojarzą nam się głównie ze zwiększonym komfortem jazdy – i słusznie. Ale jest jeszcze jeden plus niewielkiego ich nasilenia, czyli mniejsze obciążenie konstrukcji motocykla. Duże wibracje zazwyczaj sprzyjają odkręcaniu się śrub, a także zmniejszają trwałość elementów metalowych i plastikowych oraz elektryki i elektroniki. Dlatego też budując silniki R2 trzeba poświęcić więcej czasu na projektowanie wałków wyrównoważających zmniejszających wibracje.

Dwa cylindry też mają zalety

Trudno nie zauważyć, że w powyższych akapitach mocno oberwało się dwucylindrowcom. Ale dla równowagi mają one też sporo argumentów na swoją obronę. Na zarzut o mniejszej mocy jednostkowej silnik R2 odpowiada lepszą jej dostępnością. Dzięki mniejszej sumarycznej średnicy kanałów dolotowych i wydechowych wymiana ładunku na niskich obrotach jest znacznie sprawniejsza, a co za tym idzie, moc i moment w silnikach R2 są znacznie wcześniej dostępne, co znacznie ułatwia jazdę na co dzień. Konstruktorzy rzędowych czwórek, by zapewnić lepsze osiągi w niskim i średnim zakresie obrotowym, są zmuszeni do projektowania kanałów dolotowych o zmiennej długości. Wciąż jednak trudno o osiągnięcie takiej sprawności jak w rzędowych dwójkach, zwłaszcza w przypadku klasy 600 ccm.

Kolejna przewaga dwucylindrowca nad czterocylindrowcem to prostota konstrukcji. Nakłady materiałowe przy produkcji R2 są znacznie mniejsze, a samo projektowanie łatwiejsze, nawet jeśli trzeba przysiąść nad wyrównoważeniem drgań. Mniejsza liczba cylindrów to także mniejsza waga, masy wirujące i szerokość, a co za tym idzie, lżejszy, węższy i zwinniejszy motocykl. Mniejsze gabaryty to także mniejsze opory powietrza. Warto też dodać, że dwa cylindry podczas dynamicznej jazdy zadowalają się mniejszą ilością paliwa niż cztery, choć nie jest to zapewne szczególnie interesująca kwestia dla użytkowników motocykli sportowych i mocnych nakedów. 

Nieszczęsne normy

To, co stawia silniki dwucylindrowe w korzystniejszym świetle, to łatwiejsze przystosowanie ich do wymagań współczesnych norm Euro. W czterocylindrowcach, zwłaszcza tych mocnych, sportowych, czas otwarcia zaworów ssących jest bardzo długi, a zawory wydechowe otwierają się wcześnie. Moment, w którym otwarcie wszystkich zaworów pokrywa się, wpływa bardzo korzystnie na osiągi na wysokich obrotach, bowiem napełnianie i opróżnianie komory spalania odbywa się wtedy bardzo szybko. Niestety nawet za szybko i w ten sposób bardzo dużo niespalonej mieszanki ucieka przez zawory wydechowe, co znacząco podnosi zawartość węglowodorów w spalinach. Żeby zaradzić tej sytuacji, można skorzystać z trzech rozwiązań: skrócenie otwarcia zaworów dolotowych i opóźnienie otwarcia wydechowych, zwiększenie pojemności skokowej lub zastosowanie zmiennych faz rozrządu.

To pierwsze sprawi, że mniejsza ilość mieszanki pozostanie w komorze spalania na dłużej, a więc spali się w większym stopniu, ale jednocześnie pogorszy to przepływy i obniży moc. Z kolei większa pojemność wchodzi w grę wyłącznie w przypadku nakedów, bo w motocyklach sportowych nie sprawdziłaby się ze względu na ograniczenia klasy Supersport. Natomiast trzecie rozwiązanie, czyli zmienne fazy rozrządu, podniosłoby znacząco koszty projektowania, produkcji i ostatecznie cenę końcową motocykla. W dodatku zestrojenie takiego rozrządu w klasie 600 jest trudniejsze niż w przypadku znacznie mocniejszych, litrowych superbike’ów. Nie można jednak powiedzieć, że dostosowanie czterocylindrowych sześćsetek do norm Euro 5 i kolejnych nie jest możliwe. Przy obecnych technologiach jest to wykonalne, choć bardzo kosztowne i, co równie ważne, wiąże się z pogorszeniem osiągów.

Kochane choć niechciane

Droższe i słabsze „sześćsetki” z silnikami czterocylindrowymi z pewnością cieszyłyby się mniejszym powodzeniem niż dotychczas. A warto wspomnieć, że od dłuższego czasu nie łapały się nawet do pierwszej dziesiątki w wynikach sprzedaży poszczególnych producentów. Ich klientela została bowiem podebrana przez kilka innych segmentów. Osoby, które jeździły nimi po małych torach kartingowych, zostały skuszone zwinnością i lekkością motocykli klasy Supersport 300 czy Supermoto. Fani jazdy na dużych obiektach przeszli natomiast w dużej mierze na współczesne litry, które oferują zbliżoną lekkość prowadzenia połączoną z dużo większą mocą, nowocześniejszą konstrukcją i zaawansowaną elektroniką. Zaś ci, którzy używali sportowych sześćsetek na ulicy, zaczęli częściej zwracać uwagę na elastyczniejsze litry czy też dwucylindrowe nakedy, które są nierzadko tańsze oraz łatwiejsze i wygodniejsze do jazdy na co dzień, a wciąż potrafią być jadowite. 

Czterocylindrowe, sportowe rzędówki zdecydowanie nie miały szczęścia i wiele czynników grało na ich niekorzyść. I choć żal po nich jest ogromny, to jeśli przeanalizować całą sytuację, nie powinna ona dziwić. Na szczęście wciąż jeszcze można kupić nową Yamahę R6 w salonie, choć na ulicę nią już nie wyjedziemy. Jest to bowiem model bez homologacji, pozostawiony z myślą o amatorach torowania i zespołach wyścigowych. I być może takie rozwiązanie się sprawdzi – pozostawienie rasowych supersportów z czterocylindrowcami w ramie i zapomnienie o homologacji. Po prostu stworzenie wyspecjalizowanych maszyn na tor, tam, gdzie od zawsze sprawdzały się najlepiej. Na ulicę natomiast niech wyjeżdżają maszyny z dwucylindrowymi rzędówkami, które choć oferują inne doznania z jazdy, to – jak pokazuje przykład Aprilii RS 660 – mają ogromny potencjał zarówno pod względem osiągów, jak i rozrywki. Taka wersja rozwoju wydarzeń nie brzmi najgorzej.