مهندسی بی نهایت در بوگاتی توربیون؛ از هوای مثبت ۴۵ درجه تا رانندگی در برف!

بوگاتی توربیون، ابرخودروی هیبریدی نسل جدید بوگاتی، پیش از تولید نهایی و رسیدن به دست مشتریان باید مجموعه‌ای از آزمایش‌های دشوار را در شرایط آب‌وهوایی متفاوت پشت سر بگذارد. دو بخش مهم از این فرایند توسعه، آزمایش‌های زمستانی در شمال سوئد و آزمایش‌های اقلیمی در جنوب اسپانیا هستند؛ جایی که مهندسان عملکرد سامانه انتقال قدرت، سیستم‌های کنترل پایداری، ترمزها، تهویه مطبوع و خنک‌کاری را در شرایطی نزدیک به مرزهای عملیاتی خودرو بررسی می‌کنند.

در آزمایش‌های زمستانی، تمرکز اصلی بر کنترل خودرو روی یخ و برف و مدیریت قدرت بسیار زیاد آن است. در مقابل، آزمایش‌های تابستانی در سویا اسپانیا با هدف بررسی عملکرد خودرو در گرمای شدید، کنترل دمای قطعات و حفظ آسایش سرنشینان انجام می‌شوند. این آزمایش‌ها نشان می‌دهند که توسعه یک هایپرکار قدرتمند، تنها به افزایش توان موتور و ثبت شتاب‌های چشمگیر محدود نیست؛ بلکه هماهنگی میان سامانه‌های مکانیکی، الکترونیکی و حرارتی نیز نقشی تعیین‌کننده دارد.

یکی از مراحل مهم توسعه بوگاتی توربیون در مرکز آزمایش خودرو کولمیس (Colmis) در منطقه آر‌یپلُگ سوئد انجام شده است. این منطقه به دلیل زمستان‌های سرد و سطح‌های لغزنده، محیطی مناسب برای آزمایش سیستم‌های کنترل دینامیکی خودروهای اسپرت و ابرخودروها به شمار می‌رود.

میروسلاو زرنتسویچ، راننده ارشد آزمایش و توسعه در بوگاتی ریمک، در این بخش از برنامه توسعه توضیح می‌دهد که مهندسان مجموعه‌ای از سامانه‌ها، از جمله ABS، کنترل پایداری الکترونیکی (ESC)، کنترل کشش و سیستم‌های کنترل دینامیکی خودرو را بررسی می‌کنند.

اهمیت این آزمایش‌ها زمانی بیشتر مشخص می‌شود که بدانیم قدرت اعلام‌شده در ویدئو برای خودروی مورد آزمایش به حدود ۱۸۰۰ اسب بخار می‌رسد. مدیریت چنین قدرتی روی سطحی که اصطکاک بسیار کمی دارد، به هماهنگی دقیق میان موتور، انتقال قدرت، ترمزها و سامانه‌های الکترونیکی نیازمند است.

در این شرایط، ضریب اصطکاک سطح با تایرها یا همان ضریب چسبندگی (Mu) اهمیت زیادی دارد. به گفته راننده آزمایش، در شرایط مورد بررسی، چسبندگی به‌اندازه‌ای پایین است که شتاب جانبی قابل دستیابی با تایرها به حدود ۰٫۳ تا ۰٫۴ برابر شتاب گرانش محدود می‌شود.

تیم توسعه حدود چهار هفته را در منطقه آر‌یپلُگ سپری کرده است. طی دو هفته نخست، دمای هوا به حدود منفی ۳۰ درجه سانتی‌گراد می‌رسید؛ شرایطی که امکان بررسی عملکرد خودرو در سرمای شدید را فراهم می‌کرد. با افزایش دما در ادامه برنامه، مهندسان از جلسات آزمایش شبانه نیز استفاده کردند تا حداکثر بهره را از فرصت محدود زمستانی ببرند.

برنامه آزمایش فقط به رانندگی روی یخ محدود نبود. خودرو روی آسفالت، برف فشرده و سطح‌های پوشیده از برف آب‌شده نیز آزمایش شد. این تنوع به مهندسان اجازه می‌دهد رفتار خودرو را در شرایطی بررسی کنند که چسبندگی تایرها به‌صورت ناگهانی تغییر می‌کند.

یکی از آزمایش‌های مهم، ترمزگیری روی سطح‌های متفاوت است. برای مثال، خودرو ابتدا روی آسفالت خشک یا گرم ترمز می‌کند و سپس وارد سطح یخ‌زده و صیقلی می‌شود. چنین شرایطی که در ویدئو با عنوان «پرش ضریب چسبندگی» یا Mu Jump معرفی می‌شود، سیستم ABS و کنترل پایداری را در برابر تغییر ناگهانی اصطکاک قرار می‌دهد.

هدف آن است که خودرو هنگام تغییر سطح جاده، بدون از دست دادن کنترل، سرعت خود را کاهش دهد و پایداری مناسبی حفظ کند.

بخش دیگری از آزمایش‌های زمستانی به بررسی حالت‌های رانندگی اختصاص دارد. بوگاتی توربیون در ویدئو با سه حالت کامفورت (راحت)، اسپرت و ترک (پیست مسابقه) معرفی می‌شود. تفاوت این حالت‌ها فقط به واکنش پدال گاز یا صدای پیشرانه محدود نیست؛ بلکه تنظیمات کنترل کشش، توزیع گشتاور، سامانه چهارچرخ محرک و کنترل پایداری نیز تغییر می‌کنند.

در حالت کامفورت، اولویت با پایداری و قابل پیش‌بینی بودن رفتار خودرو است. مهندسان تنظیمات را به‌گونه‌ای انتخاب می‌کنند که راننده بتواند بدون نیاز به اصلاح‌های پی‌درپی فرمان، خودرو را در مسیر نگه دارد. در این حالت، حفظ تعادل خودرو بر آزادی بیشتر برای لغزش جانبی اولویت دارد.

با انتخاب حالت اسپرت، رفتار خودرو آزادتر می‌شود. توزیع گشتاور به سمت محور عقب متمایل‌تر شده و راننده می‌تواند لغزش جانبی بیشتری را تجربه کند. با وجود این، سامانه‌های الکترونیکی همچنان به مدیریت رفتار خودرو کمک می‌کنند تا کنترل آن در شرایط لغزنده آسان‌تر باشد.

حالت ترک نیز امکان رانندگی تهاجمی‌تری را فراهم می‌کند. در این حالت، محدوده مداخله سیستم‌های کمکی متناسب با هدف رانندگی تغییر می‌کند. همچنین امکان غیرفعال کردن برخی کنترل‌های الکترونیکی وجود دارد؛ هرچند چنین کاری به مهارت راننده و شرایط مناسب نیاز دارد.

این تنظیمات نشان می‌دهند که یکی از اهداف بوگاتی، ارائه خودرویی است که با وجود قدرت بسیار زیاد، در شرایط مختلف قابل استفاده باشد و تجربه رانندگی آن متناسب با ترجیحات مشتری تغییر کند.

در برنامه زمستانی، سامانه‌های ترمز و کنترل پایداری جایگاه ویژه‌ای دارند. در ویدئو به استفاده از ترمزگیری الکترونیکی، بازیابی انرژی ترمز از طریق موتورهای الکتریکی و هماهنگی این سیستم با ترمزهای هیدرولیکی اشاره می‌شود.

این هماهنگی برای خودروی هیبریدی اهمیت زیادی دارد؛ زیرا هنگام کاهش سرعت، بخشی از نیروی ترمز می‌تواند برای بازیابی انرژی استفاده شود، اما در شرایطی مانند یخ یا برف، میزان ترمزگیری باید با توجه به چسبندگی محدود تایرها کنترل شود.

سیستم ESC نیز زمانی وارد عمل می‌شود که رفتار خودرو از محدوده خطی و قابل پیش‌بینی خارج شود. ترکیب این سیستم با کنترل کشش و توزیع گشتاور می‌تواند به حفظ مسیر حرکت کمک کند.

مهندسان در کنار آزمایش‌های دینامیکی، عملکرد سیستم تهویه و بخارزدایی شیشه جلو را نیز بررسی می‌کنند. بنابراین، آزمایش زمستانی فقط به توانایی حرکت روی سطح لغزنده مربوط نیست، بلکه عملکرد کلی خودرو در شرایط دشوار را در بر می‌گیرد.

در سوی دیگر برنامه توسعه، بوگاتی توربیون در جنوب اسپانیا و شهر سویا تحت آزمایش‌های آب‌وهوای گرم قرار گرفته است. دمای هوا در این آزمایش‌ها از ۴۰ درجه سانتی‌گراد فراتر می‌رود و در برخی شرایط جاده‌ای به حدود ۴۵ درجه سانتی‌گراد می‌رسد.

دنی ریوس، مهندس توسعه خودرو در بوگاتی ریمک، توضیح می‌دهد که وظیفه تیم او شامل آماده‌سازی خودرو، نصب تجهیزات اندازه‌گیری، سازمان‌دهی جلسات آزمایش و بررسی نتایج به‌دست‌آمده است.

در این مرحله، سه موضوع اصلی بررسی می‌شوند: تنظیم سیستم تهویه مطبوع برای حفظ آسایش راننده و سرنشین، اندازه‌گیری دمای قطعات حساس و ارزیابی عملکرد سامانه‌های خنک‌کاری.

برای ثبت دقیق وضعیت حرارتی خودرو، بیش از ۲۰۰ حسگر اندازه‌گیری دما یا ترموکوپل در بخش‌های مختلف آن نصب شده‌اند. این تجهیزات اطلاعات مورد نیاز را در اختیار مهندسان قرار می‌دهند تا دمای قطعات در محدوده ایمن باقی بماند.

بر اساس توضیحات ارائه‌شده در ویدئو، مجموعه قوای محرکه مورد آزمایش شامل موتور ۱۶ سیلندر با آرایش V، سامانه هیبریدی، باتری ۸۰۰ ولتی و سه موتور الکتریکی است؛ دو موتور در محور جلو و یک موتور در محور عقب قرار دارند.

تراکم قطعات در فضای محدود خودرو، مدیریت حرارت را دشوار می‌کند. موتور احتراقی، موتورهای الکتریکی، باتری و مجموعه انتقال قدرت همگی در شرایط پرفشار گرمای قابل توجهی تولید می‌کنند. در عین حال، مهندسان باید طراحی بدنه و ظاهر آیرودینامیکی خودرو را حفظ کنند و نمی‌توانند صرفاً با افزایش ابعاد ورودی‌ها یا تغییرات گسترده ظاهری، مشکل خنک‌کاری را برطرف کنند.

به همین دلیل، مدارهای خنک‌کاری و مسیرهای مدیریت حرارت باید با دقت طراحی و تنظیم شوند تا هر بخش در محدوده دمایی مناسب فعالیت کند.

آزمایش‌ها در مسیرهای جاده‌ای و پیست، با سرعت‌های بالا و پایین انجام می‌شوند. پیست امکان وارد کردن فشار بیشتر و مداوم به موتور، ترمزها و دیگر اجزای خودرو را فراهم می‌کند؛ در حالی که آزمایش جاده‌ای برای ارزیابی رفتار خودرو در شرایط واقعی رانندگی اهمیت دارد.

در خودرویی با عملکرد بسیار بالا، حفظ دمای مناسب کابین فقط یک ویژگی رفاهی نیست. دمای بیش از حد می‌تواند تمرکز راننده را کاهش دهد و کنترل دقیق خودرو را دشوارتر کند. به همین دلیل، سیستم تهویه باید حتی در شرایطی که پیشرانه و موتورهای الکتریکی تحت فشار زیادی هستند، عملکردی پایدار داشته باشد.

مهندسان بوگاتی عملکرد سیستم تهویه، میزان جریان هوا و توانایی آن در حفظ دمای کابین را ارزیابی می‌کنند. همچنین بخارزدایی شیشه جلو و پایداری عملکرد سیستم در طول آزمایش‌های طولانی مورد توجه قرار دارد.

در طول آزمایش، اطلاعات حسگرها به‌صورت زنده در اختیار اعضای تیم فنی قرار می‌گیرد. اگر دمای یک قطعه از محدوده مورد نظر خارج شود، آزمایش متوقف می‌شود تا داده‌ها بررسی و تنظیمات لازم انجام شوند. سپس خودرو دوباره وارد مرحله آزمایش خواهد شد. این فرایند نشان می‌دهد که توسعه یک هایپرکار مدرن، ترکیبی از آزمایش میدانی، اندازه‌گیری دقیق و اصلاح مداوم تنظیمات است.

آزمایش‌های زمستانی در سوئد و آزمایش‌های تابستانی در اسپانیا دو بخش مکمل از روند توسعه بوگاتی توربیون هستند. در سوئد، تمرکز بر کنترل خودرو روی سطح‌های لغزنده، عملکرد ترمزها و هماهنگی سامانه‌های الکترونیکی است؛ در اسپانیا، مدیریت دمای پیشرانه هیبریدی، باتری، موتورهای الکتریکی و کابین اهمیت بیشتری دارد.

در نهایت، هدف این آزمایش‌ها آن است که خودرو در شرایط متفاوت آب‌وهوایی، از سرمای منفی ۳۰ درجه تا گرمای حدود ۴۵ درجه سانتی‌گراد، عملکردی قابل پیش‌بینی و ایمن داشته باشد. استفاده از صدها نقطه اندازه‌گیری، آزمایش‌های جاده‌ای و پیست و بررسی داده‌های واقعی در کنار شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای، به مهندسان کمک می‌کند تا پیش از تحویل خودرو به مشتریان، مشکلات احتمالی را شناسایی و برطرف کنند.

بوگاتی توربیون قرار است فراتر از یک خودروی بسیار قدرتمند باشد. سرعت ۴۴۵ کیلومتر برساعت در پیست، شاید برای عامه‌ی مردم بسیار خوب به نظر رسد؛ اما مهندسی پیچیده و پیشرفته‌ی شرکت سازنده، همراه با آزمون‌های سخت در مرحله‌ی پیش‌تولید، نقش مهمی در جایگاه خاص توربیون به عنوان یک هایپرکار طراز اول دارن .