Οι πολυβάλβιδες κεφαλές αποτελούν πλέον κάτι το κοινότυπο, ειδικά σε κινητήρες μοτοσικλετών, όπου κι έχουν καθιερωθεί εδώ και περίπου μία εικοσαετία.

Εκτός από τις γνωστές τετραβάλβιδες, λοιπόν, υπάρχουν και τριβάλβιδες, διβάλβιδες, αλλά και πενταβάλβιδες, ενώ έχουμε δει ακόμα και... οκταβάλβιδες. Οι αρχαίοι ημών πρόγονοι, όντας σοφοί, υποστήριζαν πως «ουκ εν τω πολλώ το ευ» και που να φαντάζονταν τότε πού αλλού θα έβρισκε εφαρμογή το γνωμικό αυτό...

Οι βαλβίδες είναι (εν μέρει) υπεύθυνες για το στροβιλισμό του καυσίμου, ενώ στεγανοποιούν το επάνω μέρος του κυλίνδρου. Οι κινητήρες μοτοσικλετών πάντοτε βρίσκονταν ένα βήμα μπροστά από αυτούς των αυτοκινήτων, για έναν απλούστατο λόγο: Οι μοτοσικλέτες, λόγω περιορισμένου όγκου, είναι αναγκασμένες να έχουν κινητήρες μικρού κυβισμού, κάτι που σημαίνει ότι για να αποκτήσεις μία «αξιοπρεπή» ισχύ όταν η χωρητικότητα είναι περιορισμένη, πρέπει αναγκαστικά να αυξήσεις την ποσότητα του καυσίμου που καίγεται στη μονάδα του χρόνου. Η ποσότητα του καυσίμου μπορεί να αυξηθεί είτε «μπουκώνοντας» με κάποιο τρόπο τον κύλινδρο σε κάθε κύκλο είτε αυξάνοντας τον ίδιο τον αριθμό των κύκλων, δηλαδή ανεβάζοντας τις στροφές του κινητήρα. Ενίοτε, χρησιμοποιούνται και οι δύο παραπάνω τρόποι ταυτόχρονα...

Η ίδια η αρχή λειτουργίας των κινητήρων εσωτερικής καύσης ορίζει ότι ένα μοτέρ πρέπει να έχει τουλάχιστον δύο βαλβίδες σε κάθε κύλινδρό του: μία εισαγωγής και μία εξαγωγής. Οι περισσότερες των δύο βαλβίδες ήρθαν για να εξυπηρετήσουν αυτή ακριβώς την προσπάθεια αύξησης ισχύος-απόδοσης. Θέλοντας οι σχεδιαστές να «μπουκώσουν» με καύσιμο τον κύλινδρο, μεγάλωσαν αρχικά τη διάμετρο της βαλβίδας εισαγωγής. Το πόσο μπορεί να μεγαλώσει αυτή η διάμετρος, όμως, περιορίζεται από τη συνολική διάμετρο του θαλάμου καύσης, και δεν είναι πολύ. Ετσι, η μία μεγάλη βαλβίδα εισαγωγής αντικαταστάθηκε με δύο μικρότερες, οι οποίες χωράνε ευκολότερα σε θάλαμο καύσης της ίδιας διαμέτρου και συνολικά έχουν ακόμη μεγαλύτερο εμβαδόν.



Οι βαλβίδες έγιναν τρεις (δύο εισαγωγής, μία εξαγωγής) και αμέσως μετά τέσσερις (δύο εισαγωγής, δύο εξαγωγής), αφού ό,τι μπαίνει πρέπει και να… βγαίνει! Με την τοποθέτηση τεσσάρων μικρών βαλβίδων, αντί για δύο μεγάλων σε κάθε κύλινδρο, ήρθαν και κάποια άλλα πλεονεκτήματα. Μία μικρή βαλβίδα έχει μικρότερη μάζα από μία μεγάλη, οπότε μπορεί να κινηθεί σε μεγαλύτερους ρυθμούς περιστροφής. Ετσι, μπορούν να ανέβουν οι στροφές του κινητήρα, αυξάνοντας ακόμη περισσότερο την απόδοση, χωρίς να υπάρχει περιορισμός από το σύστημα κίνησης των βαλβίδων.

Επίσης, η αύξηση του συνολικού εμβαδού των βαλβίδων είναι μεγαλύτερη, ώστε να μπορούν να τοποθετηθούν ηπιότεροι εκκεντροφόροι (μικρότερο βύθισμα των βαλβίδων). Ηπιότεροι εκκεντροφόροι σημαίνει καλύτερη ροπή στις μεσαίες στροφές. Με ένα σμπάρο δυο τρυγόνια! Τα πλεονεκτήματα, όμως, δεν σταματούν εδώ. Με τέσσερις βαλβίδες σε κάθε θάλαμο καύσης, το μπουζί έρχεται και τοποθετείται στο κέντρο, δηλαδή στην ιδανική θέση, καθώς ισαπέχει από τις δύο βαλβίδες εισαγωγής, κάνοντας γρηγορότερα (= καλύτερα) την καύση. Γρηγορότερη καύση σημαίνει μικρότερο αβάνς και ακόμη μεγαλύτερο περιθώριο αύξησης των στροφών. Αντιμετωπίζοντας... χοντρικά όλα τα παραπάνω, εύκολα θα μπορούσε κάποιος να συμπεράνει ότι με πέντε βαλβίδες στον κύλινδρο υπάρχει ακόμη καλύτερη βελτίωση. Δεν είναι όμως έτσι. Με πέντε βαλβίδες στον κύλινδρο (τρεις εισαγωγής, δύο εξαγωγής) πράγματι αυξάνεται ακόμη περισσότερο το συνολικό εμβαδόν εισαγωγής του μείγματος, αλλά τα πλεονεκτήματα μάλλον σταματούν εκεί.

Για να μπορέσουν να κινηθούν τρεις βαλβίδες από έναν εκκεντροφόρο, τοποθετούνται ανομοιόμορφα (δεν έχουν την ίδια γωνία). Επίσης, με το μπουζί αναγκαστικά στο κέντρο (αφού δεν υπάρχει αλλού χώρος), η μεσαία βαλβίδα βρίσκεται κοντύτερα σε αυτό από τις δύο ακριανές. Το αποτέλεσμα είναι να μην γίνεται ομοιόμορφη καύση και να απαιτείται μεγαλύτερος στροβιλισμός του μείγματος. Παράλληλα, για να χωρέσουν πέντε βαλβίδες, αναγκαστικά «στριμώχνονται» στην εξωτερική περιφέρεια του κυλίνδρου, δηλαδή μακρύτερα από το μπουζί σε σχέση με τις τέσσερις. Η καύση χρειάζεται περισσότερο χρόνο για να ολοκληρωθεί, οπότε οι στροφές δεν μπορούν να αυξηθούν τόσο όσο σε έναν τετραβάλβιδο. Το αποτέλεσμα είναι ο πενταβάλβιδος να αποδίδει μικρότερη ισχύ από τον τετραβάλβιδο, αλλά καλύτερη ροπή.Αυτός είναι και ο λόγος που εκτός της Yamaha και της Rotax (αποτελεί καθαρά θέμα πρεστίζ), κανείς άλλος δεν έχει ασχοληθεί με πενταβάλβιδες κεφαλές. Η αλήθεια είναι ότι η πλέον εξελιγμένη κυλινδροκεφαλή θεωρείται μέχρι σήμερα η... οκταβάλβιδη της Honda NR750, κάτι το οποίο όμως δεν αντιβαίνει στην παραπάνω θεωρία. Ο οκταβάλβιδος θάλαμος καύσης της NR ήταν ουσιαστικά δύο… τετραβάλβιδοι ενωμένοι, με ένα μπουζί ανά τέσσερις βαλβίδες (δύο μπουζί στον κύλινδρο), οπότε λειτουργούσε σαν τετραβάλβιδος!

http://www.mototriti.gr