Narodziny koncepcji
Pomysł nowej konstrukcji silnika dwusuwowego powstał w 1973 roku. – Śledząc historię powstania i rozwoju silnika dwusuwowego, zdałem sobie sprawę, że największa jego zaleta, jaką jest prostota konstrukcji wynikająca z wykorzystania skrzyni korbowej jako pompy ładującej stała się obecnie jego największą wadą – wspomina J. Jacek Synakiewicz. I rzeczywiście, w tradycyjnym silniku dwusuwowym, konieczność smarowania gładzi cylindrowej olejem podawanym razem z paliwem (lub natryskiwanym przez specjalne, dodatkowe układy smarowania), powoduje nieuniknione jego spalanie.
– Głównym wyzwaniem była dla mnie chęć odseparowania skrzyni korbowej silnika od tzw. wymiany ładunku. Próbowałem narysować wyłącznie coś co byłoby moim zdaniem „bardziej eleganckie” i bardziej zwarte niż silniki, które znałem do tej pory – wyjaśnia konstruktor. Wiesław Schier w swojej książce „Miniaturowe Silniki Spalinowe” napisał: „Teraz tylko trzeba powiedzieć, że przy prędkościach obrotowych rzędu 300 – 400 obr/s (18000 – 24000 obr/min) zachodzące w silniku zjawiska możemy potraktować jako jeden ciągły proces termodynamiczny, który charakteryzują tylko trzy czynniki: temperatura, prędkość i częstotliwość drgań, przy czym drgania słupa gazów mają miejsce w całym silniku – w przewodzie wlotowym, w kanałach przelotowych podczas płukania i podczas wylotu. Takie postawienie sprawy stawia przed konstruktorem konieczność rozpatrywania silnika nie jako zbioru niezależnych elementów z poprawnie dobranych części maszyn, lecz jako logiczny i sprzężony wzajemnie układ, w którym rozwiązania mechaniczne podporządkowane są nadrzędnej roli, jaką spełnia termodynamika wewnętrzna”.



– Okazało się, że wymyślona przeze mnie konstrukcja posiada wiele pozytywnych, dających dobre rokowania cech. Te cechy to zwartość konstrukcji, skrócenie dróg wymiany ładunku, dobre kierunki przepływów, możliwość konstrukcyjnego doboru objętości komory wstępnego sprężania czyli tzw. stopnia doładowania, likwidacja tzw. szkodliwej objętości punkt zapłonu w centrum komory spalania, dynamiczne, bardzo efektywne chłodzenie całego płaszcza tłoka zasysanym do komory wstępnego sprężania powietrza z paliwem, doskonałe chłodzenie głowicy silnika. Dopiero później zdałem sobie sprawę, że narysowałem pierwszy silnik dwusuwowy, który bez specjalnych zabiegów może być tak samo „ekologiczny” jak silnik czterosuwowy – dodaje J. Jacek Synakiewicz.
Ta cecha, tak mało istotna w latach 70., teraz – w dobie ochrony środowiska i obowiązujących coraz ostrzejszych norm dotyczących czystości spalin – okazała się pierwszorzędna.
– Oczywiście zdawałem sobie również sprawę z wad jakie miała ta koncepcja. Bardzo trudne wykonawstwo (kilka współosiowych współpracujących z sobą płaszczyzn), ciężki tłok, którego masy nie da się zredukować ze względu na geometrię całego silnika (wysokość płaszcza tłoka jest wynikiem przyjętej wysokości okna wydechowego), jak i trudne chłodzenie komory spalania – opowiada konstruktor. – Część tych problemów usunął mój nieżyjący już ojciec Tadeusz.
Jak się okazuje, to właśnie on zaproponował wykorzystanie opatentowanego przez brytyjczyka A. J. Bakera, hipocykloidalnego układu korbowego do konstrukcji innowacyjnego silnika. Ten układ korbowy po raz pierwszy został zastosowany w prototypowym silniku typu „Abingdon” Rolanda Crossa.

Okres dojrzewania
Koniec lat 70. i lata 80. nie sprzyjały pracy nad silnikiem. Pan Jędrzej kończył studia architektoniczne, zdobywał uprawnienia projektowe i założył rodzinę.
– Później przyszło zainteresowanie komputerami i ich możliwościami wspomagania projektowania. Pierwszy projekt z wykorzystaniem komputera XT (bez koprocesora!) powstał już w 1988 roku. Podczas rocznego pobytu w USA w 1990 roku, dorobiłem się ACER-a XT z koprocesorem, twardym dyskiem o pojemności 20 MB i kartą graficzną Herkules (monochromatyczna, o rozdzielczości 720×348). Ta „potężna” maszyna umożliwiła mi opracowanie pierwszych precyzyjnych rysunków silnika, a co najważniejsze – wdrożenie się w nowoczesny świat projektowania wspomaganego komputerami. Jednak dopiero połowa lat 90. i szybki rozwój parametryczego oprogramowania 3D umożliwiło mi przyspieszenie prac nad wirtualnym projektem silnika – uśmiecha się J. Jacek Synakiewicz.

Dlaczego dwusuw?
Teoretycznie silnik dwusuwowy z tej samej pojemności skokowej jest w stanie dać dwa razy większą moc niż silnik czterosuwowy. Jest prostszy i mniej skomplikowany, a tym samym tańszy w produkcji. Wspomniane już problemy związane z typowymi silnikami dwusuwowymi to niestabilna praca na niskich obrotach, spalanie oleju służącego do smarowania układu korbowego i gładzi cylindrowych, duże jednostkowe zużycie paliwa wynikające z dużych strat – ucieczki mieszanki paliwowo-powietrznej przez układ wydechowy, mały zakres mocy użytkowej związany z działaniem rezonansowego układu
wydechowego.
– A przecież od kilku lat jeździ już skuter Aprilia SR 50 DiTech z silnikiem dwusuwowym nowej generacji. Silnik wyposażony został w system bezpośredniego wtrysku paliwa z powietrzem i osobny system dawkowania oleju. Jego walory użytkowe są już bardzo atrakcyjne. Większość wad wymienionych na wstępie została w nim usunięta – dodaje konstruktor. W silniku JJ2S udało się oddzielić przestrzeń wymiany ładunku od skrzyni korbowej. A to pozwoliło na zminimalizowanie zjawiska spalania oleju wraz z mieszanką. Dodatkowo możliwe jest smarowanie powierzchni ograniczających tą przestrzeń niejako z „zewnątrz”.
– Docelowo silniki zostaną wyposażone w systemy bezpośredniego wtrysku paliwa, realizujące wtrysk do przestrzeni roboczej cylindra w trakcie zamykania się okna wydechowego.
Dzięki tym cechom otrzymujemy silnik nie wymagający rezonansowego układu wydechowego, który przepłukiwany jest czystym powietrzem z dobranym naddatkiem, zasilany bardzo precyzyjnymi dawkami paliwa z układem korbowym ułożyskowanym na trwałych łożyskach ślizgowych smarowanym
pod ciśnieniem – wyjaśnia J. Jacek Synakiewicz.