Jednocylindrowe silniki muszą się zmienić, aby przetrwać. Czy wygrają z napędami elektrycznymi?

Czy ekologia ma jakieś dobre strony dla użytkowników i producentów silników? Coraz więcej obostrzeń, nowe regulacje, nowe elementy instalowane przy silniku, ale niepoprawiające jego ekonomii, czyli w praktyce więcej wydatków dla odbiorcy końcowego w trosce o środowisko. Czy znajdzie się zatem jakikolwiek plus?

Wraz z pojawieniem się normy Stage V zniknęły złudzenia jakoby urzędnicy mieli się zatrzymać czy dać odetchnąć producentom maszyn, silników oraz oczywiście ich klientów; nie ma co ukrywać, iż to właśnie na nich przerzucony został koszt tworzenia bardziej ekologicznych napędów. Co więcej, blady strach padł nie tylko na producentów dużych silników, ale na wszystkich, bo po raz pierwszy limitami emisji został objęty cały zakres mocy, wraz z najmniejszymi jednostkami jednocylindrowymi. Pierwszym efektem wejścia w życie nowej normy było stopniowe zanikanie w ofercie silników dwusuwowych, zwłaszcza tych mocniejszych.

Oczekujący na przyznanie patentu za pięciostopniowy filtr cyklonowy motor serii 8290Cxi. Najlepszy dowód na to, iż w segmencie małych silników dzieje się nie mniej niż u większych braci, fot. materiały prasowe

Pojawiły się także pierwsze modyfikacje, jak chociażby wdrożenie na masową skalę karterów z tworzywa sztucznego, coraz większy stopień komplikacji gaźników, bardziej wyrafinowane systemy zapłonowe czy popularyzacja jednostek czterosuwowych. W zasadzie trudno powiedzieć, aby było to coś złego, bowiem tego typu rozwiązania od dawna stosowane były przez producentów motocykli. Ato pamięta, ile czynności obsługowych należało wykonać kiedyś, by ujechać parę kilometrów, a jak to wygląda dziś, kiedy nowoczesny silnik jednocylindrowy po prostu uruchamiamy i on zwyczajnie działa, nie nastręczając zbyt wielu problemów, to można powiedzieć, iż są to zmiany na plus.

Elektroniczny zapłon i wtrysk paliwa w kosiarce?

Dobrze, jedną rzecz trzeba przyznać od razu. Więcej finezji to większy koszt, a tego przecież żaden prężnie działający koncern narzędziowy nie weźmie na siebie. To prawda, jednak wraz z upowszechnianiem się nowego rozwiązania czy raczej wejściem do oferty większej liczby producentów, staje się ono bardziej dostępne, a co za tym idzie, tańsze. Tak było, gdy pojawiły się narzędzia z silnikami czterosuwowymi.

Kiedyś znacznie droższe, w tej chwili w zasadzie wyparły dwusuwy, przy zachowaniu akceptowanej ceny. Oczywiście duży w tym jest udział marek z Chin, które zmuszają producentów zachodnich, by ci zbytnio nie odlatywali w kosmos ze swoimi cennikami. Jednym z takich rozwiązań jest elektroniczny zapłon – CDI, który na dobre zdążył zagościć choćby w najprostszych silnikach. Innym rozwiązaniem, które powoli przebija się do mainstreamu jest elektroniczny wtrysk paliwa EFI.

Klasyczne jednostki przechodzą kuracje odmładzające, toteż u wielu producentów wciąż można znaleźć te same maszyny z jednostkami starego i nowego typu. Śpieszcie się, o ile nie ufacie nowinkom, fot. GS

– Wykorzystanie elektronicznego wtrysku przekłada się na lepszą kontrolę nad ilością paliwa dostarczanego do silnika i dopasowanie do aktualnych warunków urządzenia. Dzięki temu urządzenie całościowo zużywa mniej paliwa, ale też nie marnuje go podczas pracy z częściowym załadunkiem. Lepszą kontrolę nad stosunkiem paliwa do powietrza w silniku daje także technologia ETC. Skutkiem zastosowania obydwu tych rozwiązań jest zużycie paliwa mniejsze o choćby 25% w porównaniu do silników diesla – tłumaczy Tomas Mika, manager sprzedaży regionu CEE i Bałkanów w Briggs & Stratton.

Kolejnym krokiem, który ma ułatwić producentom nie tylko spełnienie norm, ale wykrzesanie większych mocy z małych siników jest ETC, czyli elektroniczne sterowanie przepustnicą. Brzmi świetnie, w końcu jednostki gaźnikowe, choć są proste, mają kiepską wydajność o ile chodzi o obchodzenie się z paliwem. Naturalnie o ile w nazwie pojawia się “elektroniczne”, to w grę musi wchodzić jakiś rodzaj sterownika, trochę przewodów i jakiś efektor w postaci elektrycznego silnika krokowego, a co za tym idzie, koniec z linką i śrubką regulacyjną.

– Elektroniczne systemy wspierają płynną i stabilną pracę silników. Takie silniki są też projektowane z myślą o odporności na trudne warunki i zwiększonej tolerancji na obecność zastałego paliwa – co ma najważniejsze znaczenie w przypadku urządzeń wykorzystywanych sezonowo, jak dmuchawy do liści czy kosiarki. Dodatkowo technologia ETC pozwala ograniczyć degradację mechaniczną silnika. To wszystko sprawia, iż urządzenia są sprawne dłużej i rzadziej ulegają awariom, co w ostatecznym rozrachunku oznacza mniejsze koszty ponoszone przez ich właścicieli – wyjaśnia Tomas Mika z Briggs&Stratton.

Korzyści dla użytkownika czy dodatkowe koszty?

Sceptycy od razu powiedzą, iż to kolejna próba naciągnięcia klienta na koszty i to podwójna. Bo raz przy zakupie; choćby najprostszy sterownik zawsze będzie droższy niż dwie śrubki regulacyjne i kawałek membrany, drugi raz podczas serwisów, gdy aby zapanować nad wariującą kosą, rębakiem czy kosiarką trzeba będzie udać się do serwisu na diagnostykę komputerową. Jest w tym trochę racji, choć z drugiej strony taki jednocylindrowy silnik z EFI i elektroniczną przepustnicą nie będzie się bardzo różnił od silnika w prostym skuterze czy samochodzie, a tutaj już od lat trudno mieć jakieś zarzuty do działania wtrysku benzyny czy pracy przepustnicy „by-wire”. Jedno i drugie stanowią nieźle opanowane systemy.

Co o ile nie przyjmiemy wtrysku i elektroniki w małym silniku? Prąd? Gaz? A może wodór? Fot. GS

– Przykładem producenta wykorzystującego te możliwości jest firma Ferris Mowers, która oferuje kosiarkę FRC7 wyposażoną w silnik Vanguard wyprodukowany przez Briggs&Stratton. Zintegrowanie silnika Vanguard EFI za pośrednictwem magistrali CAN zapewnia niezawodną komunikację między silnikiem a maszyną, umożliwiając korzystanie z zaawansowanych funkcji i diagnostyki, a jednocześnie dając operatorom większą kontrolę i innowacyjne możliwości – Dennie Smeets, kierownik ds. produktów komercyjnych w Briggs & Stratton.

Małe silniki spalinowe – postęp albo śmierć

Pamiętajmy też, iż alternatywą dla małych silników spalinowych są w zasadzie wyłącznie silniki elektryczne, czy to z zasilaniem sieciowym czy akumulatorowym. Mimo wielu starań, urzędnicy UE nie chcą choćby dopuścić myśli o tym, by uznać zasilanie paliwem takim jak LPG czy CNG za korzystniejsze dla środowiska, zarówno w przypadku dużych silników jak i tych najmniejszych.

Część może powiedzieć, iż to w porządku, elektryczne narzędzia są w tej chwili na innym etapie niż dekadę temu. Systemy łączone 18+18V czy choćby o wyższym napięciu (często jedynie chwilowym) dają radę w coraz to nowych segmentach i udowadniają, iż na baterii też da się pracować. Jednak nie zawsze i nie wszędzie akumulator da radę zastąpić mały silnik spalinowy, a przynajmniej nie przy obecnych możliwościach komercyjnie dostępnych akumulatorów.

Czy zatem czeka nas masowe przejście na jednocylindrowe silniki przypominające architekturą te znane z samochodów? Prawdopodobnie tak, ale to wcale nie musi oznaczać czegoś złego; w końcu do grona najmniejszych trzeba zaliczyć także silniki nieco większe, o mocy 10, 15 czy 20 KM, które napędzają małe maszyny, a które w tej chwili poza stosunkowo niskim kosztem zakupu i eksploatacji nie oferują zbyt dobrej ekonomiki względem małego silnika diesla czy napędu elektrycznego. Warto więc, aby producenci nadrobili zaległości, byśmy nie zostali w tych segmentach przymusowo zelektryfikowani.