Wysoka moc jednostkowa silników motocyklowych była możliwa do osiągnięcia również dlatego, że motocykle nie były ograniczone normami czystości spalin. Niedawno zaczęła obowiązywać motocykle norma Euro 4, co oznacza, że jakość spalania i czystość spalin zaczynają mieć niebagatelne znaczenie.

Wprowadzenie tej normy zmusiło producentów motocykli do montażu w układach wydechowych katalizatorów spalin oraz stosowania wydajniejszych układów zapłonowych z lepszymi świecami zapłonowymi.

W przypadku normy Euro 3 trudno było osiągnąć odpowiednią czystość spalin bez stosowania katalizatora, ale w normie Euro 4 jest to już niemożliwe ze względu na dramatyczne obniżenie emisji tlenku węgla (CO), węglowodorów (HC) oraz związków azotu (NO_X). W tym też celu zaczęto stosować elektronicznie sterowany wtrysk paliwa.

W całym procesie spalania ważną rolę odgrywają świece zapłonowe. W przypadku wypadania zapłonu niespalone paliwo jest wydalane z silnika. Spala się ono w niekontrolowanym procesie w układzie wydechowym, emitując dużą ilość węglowodorów. Ponadto wydajność silnika drastycznie spada w przypadku wypadania zapłonu. Wypadanie zapłonu ma miejsce między innymi przy znacznym zawęgleniu elektrod i izolatora świecy. Zawęglenie świecy występuje wtedy, kiedy silnik jest eksploatowany na krótkich dystansach i nie zdąży się odpowiednio rozgrzać. Ponadto nieprawidłowe świece zapłonowe – zbyt zimne – szybko odprowadzają ciepło z elektrod i izolatora, utrzymując niską temperaturę świecy.

Dlaczego to takie ważne?

Ciepłota świecy zapłonowej, czyli jej zdolność do odprowadzania ciepła, określa, jaką temperaturę ma izolator świecy oraz jej elektrody. Temperatura ta musi być utrzymywana na odpowiednim poziomie gwarantującym dopalanie sadzy (węgla) powstającej podczas spalania mieszanki na zimnym silniku. Po osiągnięciu około 450° osadzające się cząsteczki sadzy utleniają się, oczyszczając izolator i uniemożliwiając przepływ ładunku elektrycznego poza elektrodami.

Dodatkowym zabiegiem technicznym polepszającym powtarzalność zapłonu jest stosowanie do produkcji elektrod materiałów odpornych na elektroerozję (dzięki czemu elektrody się nie wypalają), np. irydu. Stabilniejszy materiał elektrody pozwala też na zmniejszenie jej średnicy (NGK stosuje elektrodę o średnicy 0,6 mm), co z kolei umożliwia wytworzenie takiej samej iskry w każdym cyklu pracy silnika. Ponadto zastosowanie irydu i tak niewielkiej średnicy elektrody obniża napięcie potrzebne do wytworzenia iskry, co wpływa na żywotność cewek zapłonowych.

Katalizator ważnym ogniwem

Kolejnym ważnym elementem, który jest dzieckiem normy Euro 4 w motocyklu, jest katalizator. To w nim związki azotu (NO_X) są przekształcane na nietrujące gazy i parę wodną. Aby katalizator działał prawidłowo i był maksymalnie wydajny, silnik musi pracować z wykorzystaniem mieszanki paliwowo-powietrznej w odpowiednich proporcjach. Mieszanka stworzona z 1 kilograma paliwa i 14,7 kg powietrza nazwana jest mieszanką stechiometryczną, co oznacza, że przy jej spalaniu emitowanych jest najmniej substancji szkodliwych. Gdy proporcje ulegają zmianie, wówczas mówimy o spalaniu mieszanki ubogiej (więcej niż 14,7 kg powietrza na 1 kg paliwa) lub wzbogaconej (mniej niż 14,7 kg powietrza na 1 kg paliwa). Aby jednak otrzymać taką mieszankę, konieczny jest pomiar ilości tlenu zawartego w spalinach. Pomiarem tlenu resztkowego w spalinach zajmuje się sonda lambda (λ). W zależności od ilości tlenu w spalinach sonda ta wytwarza napięcie elektryczne, którego wielkość zależy od składu mieszanki. Jeśli ta jest uboga, czyli w spalinach występuje nadmiar tlenu (oraz związków azotu NO_X), sonda emituje napięcie 200 mV. Jeśli mamy do czynienia z mieszanką bogatą (dużo węglowodorów HC), to sonda emituje napięcie na poziomie 900 mV. Sterownik silnika na podstawie odczytu tego napięcia dostosowuje ilość wtryskiwanego do cylindrów paliwa, aby otrzymać mieszankę najbardziej odpowiadającą stechiometrycznej.