معرفی فناوری‌های مدرن در پیشرانه‌های کلاسیک پیشرو

شرکت‌های خودروسازی، هرکدام که توانایی طراحی، ساخت و ارتقای پیشرانه دارند، محصولاتی منحصربه‌فرد از خود به‌جا می‌گذارند. این پیشرانه‌ها به‌نوعی امضای آن شرکت محسوب می‌شود. مثلاً اگر حروف TFSI را به شما بگویم، آئودی را به خاطر خواهید آورد.

گاهی این پیشرانه‌ها بر پایه فناوری‌هایی ساخته و توسعه داده شده‌اند که ممکن است مختص همان شرکت نباشد، به این معنی که فناوری عمومی محسوب شده و هر شرکت دیگری توانایی استفاده از آن را چه به‌طور رایگان و چه با خرید حق بهره‌برداری از آن، دارد.

هدف من در این نوشته این است که فناوری‌های چند پیشرانه ممتاز که در زمان خود انقلابی به پا کردند را با شما مرور کنم.

فناوری VTEC پیشرانه‌های هوندا (موردعلاقه نویسنده)

در بین علاقه‌مندان دنیای خودرو، چند نشان و واژه‌ی خاص وجود دارد که مقدس محسوب می‌شوند. اگر در گردهمایی و بحث میان دوستداران دنیای خودرو کد VTEC را بر زبان آورید، با شور و لبخند حاضران روبه‌رو خواهید شد.

VTEC از سرواژه‌های Variable Valve timing and Lift Electronic Control به دست آمده است.

ابتکار مهندس ژاپنی، ایکو کاجیتانی، این‌گونه کار می‌کند که روی میل‌سوپاپ‌ها دو نوع بادامک و اسبک‌های بلند و کوتاه وجود دارد. در دورهای کم پیشرانه، زمانی که به قدرت زیادی نیاز ندارید، بادامک‌های کوتاه وظیفه باز و بسته کردن سوپاپ‌ها را بر دوش دارند که به سبب آن مصرف سوخت و استهلاک کمی وجود خواهد داشت. در این لحظه بادامک بلند و اسبک کوتاه به‌طور خلاص گردش می‌کنند. ولی زمانی که به قدرت بیشتر نیاز پیدا کنید، کنترل‌گر هوشمند خودرو به میدان آمده و با مهار فشار روغن، اسبک‌های بلند کناری و کوتاه میانی را که با بادامک بلند در تماس است، به یکدیگر قفل می‌کند. درنتیجه، این بار بادامک بلند کار باز و بست سوپاپ‌ها را انجام خواهد داد که باعث می‌شود سوپاپ‌ها بیشتر باز شده و مخلوط سوخت و هوای بیشتری روی جداره سیلندرها بنشیند.

نتیجه آن، افزایش قدرت و گشتاور خواهد بود که رقیب شما را در یک مسابقه درگ غافلگیر می‌کند.

SkyActiv مزدا

مزدا با الهام گرفتن از موتور دیزل، تغییراتی در موتور بنزینی خود ایجاد کرد تا بتواند گشتاور، نسبت تراکم و بازدهی سوخت بالای موتور دیزل را از موتور بنزینی دریافت کند. این تکنولوژی که با واژه‌های HCCI شناخته می‌شود، سبب کاهش چشمگیر مصرف سوخت و تولید گازهای آلاینده شده و بازده موتورهای بنزینی را به‌طور قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌دهد.

مزدا توانست مهندسی پیشرفته خود را با این پیشرانه به رخ رقبایی ازجمله ژنرال موتورز، دایملر و هیوندای بکشد که پیش‌تر درزمینهٔ توسعه مقرون‌به‌صرفه موتورهای با تکنولوژی HCCI تلاش ناموفقی داشته‌اند.

مهندسان مزدا با انجام تغییراتی روی تاج پیستون، مخلوط سوخت و هوای درون سیلندر را فشرده‌تر کردند. در این زمان دمای مخلوطی که فشار بسیار زیادی به آن وارد شده است، بیشتر می‌شود. نکته اینجا نمایان می‌شود که در این حالت علاوه بر این‌که انرژی کمتری برای جرقه‌زنی نیاز است، مخلوط رقیق‌تری نسبت به حالت عادی در پیشرانه زندانی خواهد شد تا بیشترین انرژی را از مقدار سوخت کمتری که مصرف می‌شود، دریافت کند. همچنین در این حالت بنزین در همه جای سیلندر هم‌زمان منفجر می‌شود.

حتماً متوجه شده‌اید که سوخت با اکتان بالا برای تحمل این تراکم و دما نیاز است و به این ترتیب ضعف این فناوری، حساسیت به کیفیت سوخت است.

شرکت بزرگ و پرتلاش ژاپنی، واژه (Spark Controlled Compression Ignition) SPCCI را برای آن برگزید و نام تجاری SkyActiv را بر آن نهاد. علت انتخاب آن واژه این بود که در موتورهای دیزل زمان انجام فرآیند سوختن دیزل خارج از کنترل است اما در این نوع پیشرانه بنزینی انفجار تراکمی تحت کنترل ECU است.

TFSI گروه فولکس‌واگن

TFSI از سرواژه‌های این کلمات تشکیل شده است:.Turbocharged Fuel Stratified injection

این تکنولوژی در حقیقت ارتقا یافته فناوری پاشش مستقیم سوخت است که آئودی نام آن را FSI گذاشت و اکنون برای پیشرانه‌های توربو و سوپرشارژ مناسب‌سازی شده که با ایجاد لایه‌‌ای از سوخت غلیظ، قدرت مناسبی را در دورهای پایین به دست می‌دهد.

پاشش مستقیم آلمانی‌ها این قابلیت را به پیشرانه می‌دهد که مخلوط هوا و سوخت غلیظ‌تری را سر شمع ایجاد کند بدون اینکه تماس زیادی با دیواره سیلندر داشته باشد. بنابراین انرژی کمتری در مخلوط کردن هوا با بخار بنزین هدر خواهد رفت.

می‌توانید تفاوت سیستم FSI/TFSI را با حالت بدون این سیستم ببینید. به لایه قرمز رنگ توجه کنید.

فناوری به کار رفته در آئودی RS7، سبب ۱۵٪ بازدهی و تراکم بیشتر سوخت خواهد شد. همچنین به بلوک و دیواره سیلندر اجازه می‌دهد خنک‌تر کار کند.

سیستم پاشش مستقیم و غیر مستقیم سوخت فورد PFI Combined With GDI

فورد چند سال پیش این فناوری را در ماستنگ ارائه کرد. اینجا سوخت به دو روش وارد سیلندر می‌شود؛ یک انژکتور که مانند خودروهای کاربراتوری بنزین را در منیفولد تزریق می‌کند و بنزین و هوا آنجا با یکدیگر ترکیب می‌شوند، و یک انژکتور تعبیه شده در سرسیلندر که بنزین را مستقیم به درون محفظه می‌پاشد. بنابراین برای به کار افتادن آن باید ۱۶ انژکتور در یک پیشرانه ۸ سیلندر ماستنگ انجام وظیفه کنند. در صورتی که تنها یک انژکتور در منیفولد جاگذاری شود، تعداد آن‌ها می‌تواند به ۹ تا کاهش یابد.

خب اینجا مزیت مصرف کمتر GDI و ترکیب بهتر هوا و بنزین PFI با هم جمع می‌شوند. پس شاهد انفجار بهتر بنزین و دورگیری سریع‌تر خواهیم بود.

البته این تکنولوژی در محصولاتی که در ادامه نام می‌برم نیز دیده می‌شود:

• Redesigned Ford 3.5L EcoBoost and V6 engines
• Lexus 2GR-FSE engines
• Audi’s VW Group 3.0-liter V-6 and 5.2-liter V-10 engines
• Toyota’s 2.0-liter in-line four-cylinder engines built by Subaru, and D4-S 3.5-liter V6 and 5.0-liter V-8 engines

شما چه فناوری‌هایی را می‌شناسید؟ آیا به نظر شما، پیچیدگی‌های اضافه شده مقرون‌به‌صرفه است؟

نویسنده: آرین (twt: ronin27th)