بررسی پیشرانه 14.3 لیتری کامینز؛ نیروگاه 1000 اسب بخار برای تانک‌ها

کلسی کامینز در سال 1919 شرکت تولید کننده پیشرانه کامینز را در ایندیانا تأسیس کرد. این کمپانی از همان زمان تاکنون به یکی از بهترین شرکت‌های فعال در زمینه قوای محرکه تبدیل شده است. کامینز علاوه بر ایندیانا در نیویورک، بریتانیا و هند نیز تأسیسات تولید پیشرانه دارد. با اینکه پیشرانه‌های توربودیزل 5.9 و 6.7 لیتری این شرکت که در وانت پیکاپ های دوج رم بکار رفته‌اند برای بیشتر افراد شناخته شده هستند اما برخی از کامیون‌ها نیز به نیروگاه‌های پرقدرت کامینز مجهز هستند. کامینز علاوه بر فعالیت در این زمینه‌ها، به کار تولید پیشرانه برای تجهیزات کشاورزی، معدن کاری، ساختمان‌سازی و حتی نظامی نیز مشغول است.

بیشتر بخوانید: مقایسه موتورهای کامینز و پاکار؛ کدام‌یک بهتر است؟

اکثر پیشرانه‌های کامینز دارای طراحی چهار زمانه هستند هرچند در سال 1934 سابقه تولید پیشرانه دیزلی دو زمانه را نیز برای خودروهای مسابقه ایندی 500 داشته است. ما گل سرسبد پیشرانه‌های دو زمانه کامینز را می‌توان نیروگاه 14.3 لیتری 1000 اسب بخاری موسوم به اِیس ACE دانست که با همکاری شرکت آکیتس پاور و برای استفاده از تانک‌ها و وسایل نقلیه نظامی ارتش آمریکا تولید شده است. علاوه بر قدرت 1000 اسب بخاری، این پیشرانه 4 سیلندر دو زمانه گشتاور قابل‌توجه 3286 نیوتون متری را تولید می‌کند. تولید چنین قدرت و گشتاور فوق‌العاده یک دستاورد مهم است اما شاید ویژگی برجسته این پیشرانه را طول/عرض/ارتفاع حدود 122/109/58 سانتی‌متری دانست که حجمی در حدود 779 لیتری را اشغال می‌کند.

برای مقایسه باید گفت پیشرانه V903 کامینز با حجم 14.8 لیتر حداکثر 760 اسب بخار قدرت و 2129 نیوتون متر گشتاور تولید کرده و طول/عرض/ارتفاع به ترتیب 143/89/90 سانتی‌متری دارد. البته نکته دیگر اینکه وزن پیشرانه اِیس حدود 1620 کیلوگرم است درحالی‌که وزن پیشرانه V903 کامینز به حدود 1170 کیلوگرم می‌رسد. یکی از ترفندهای کامینز برای تولید چنین پیشرانه پرقدرت اما جمع‌وجوری استفاده از توربوشارژر و سوپرشارژر هم‌زمان است. کامینز می‌گوید سیستم ورودی هوای بکار رفته در پیشرانه اِیس ترکیبی از توربوشارژر ژئومتری متغیر HE500 و سوپرشارژر کاراست. یک افترکولر آب آلومینیومی و خنک‌کن روغن نیز با واترپمپ پرقدرتی همراه شده تا به خوبی گرما را از اجزای پیشرانه دور کنند.

استفاده از طراحی دو زمانه برای پیشرانه 14.3 لیتری کامینز باعث شده نیازی به مجموعه سوپاپ پیچیده با میل‌سوپاپ، زنجیر تایم، انگشتی، پوشراد و... نباشد. البته یکی از خاص‌ترین جنبه‌های پیشرانه 4 سیلندر کامینز را می‌توان حضور 8 پیست دانست. علاوه بر استفاده هم‌زمان از توربوشارژر و سوپرشارژر، نیروگاه دو زمانه اِیس دارای معماری پیستون متضاد است تا حداکثر تراکم قدرت تولید شود. این نوع طراحی در زمینه مصرف سوخت نیز بهینه عمل کرده و گرما را برای بهبود راندمان کلی نگه می‌دارد. طراحی متضاد پیستون‌ها خیلی پیچیده نیست و دو پیستون در دو انتهای سیلندر قرار دارند که توسط میل‌لنگ‌های خود حرکت می‌کنند تا سوخت و هوای بین خود را متراکم کرده و قدرت زیادی را تولید کنند. در انتهای سیکل تولید قدرت، گازهای ناشی از احتراق تخلیه شده و هوای تازه از طریق درگاه‌های مجزای داخل دیواره‌های سیلندر وارد محفظه احتراق می‌شود تا این چرخه تکرار شود.