نگاهي به فناوري تراكم متغير پيشرانه نيسان

نيسان از فناوري تراكم متغير توربو در خودروهاي Mk6 آلتيما و اينفينيتي QX50 بهره مي‌برد كه امكان تغيير نسبت تراكم پيشرانه را هنگام كاركرد فراهم مي‌كند و باعث افزايش قدرت و كارايي مي‌شود.

تقريبا از زمان وجود پيشرانه‌ها‌، مهندسان سعي كرده‌اند پيشرانه‌هاي با فشار (تراكم) متغير را به كمال برسانند؛ گرچه تاكنون فقط نيسان موفق شده است كه يك مدل از آن را توليد كند. فناوري تراكم متغير توربو (VC-T) دقيقا كاري را انجام مي‌دهد كه بسياري نتوانسته‌اند انجام دهند. به‌عبارت‌ديگر، اين فناوري نسبت تراكم پيشرانه‌ را هنگام كار تغيير مي‌دهد.

نسبت تراكم به حاصل تقسيم حجم جاروب‌شده يك سيلندر (بخشي از سيلندر كه پيستون آن را جارو مي‌كند) بر حجم جاروب‌شده به اضافه‌ي حجم محفظه احتراق (حجم جاروب‌نشده) مي‌گويند. محفظه‌ي احتراق در بالاي سيلندر جايي است كه سوخت و هوا را پيستون فشرده و مشتعل مي‌كند.

هرچه فشار در اين محفظه بيشتر باشد، احتراق كارآمدتر است و قدرت بيشتري ايجاد مي‌شود. بااين‌حال، افزايش فشار بيش‌از‌حد معايبي نيز دارد. ايجاد فشار بيش‌از‌حد به‌جاي سوختن يكنواخت (مطلوب)، باعث منفجرشدن پيش از موعد مخلوط سوخت و هوا يا به‌اصطلاح كوبش پيشرانه خواهد شد. اين وضعيت نامطلوب است و به‌طور بالقوه مي‌تواند موجب خراب‌شدن پيشرانه‌ شود.

با افزايش درجه‌ي اكتان بنزين مي‌توان از كوبش جلوگيري كرد و باعث احتراق آهسته‌تر آن يا عقب‌انداختن جرقه شد. بنابراين، سوخت درحالي‌كه پيستون در مرحله‌ي احتراق در حال حركت به‌سمت پايين است، مي‌سوزد و باعث كاهش فشار در سيلندر مي‌شود. اين كار را مي‌توان با استفاده از حسگرهاي ضربه براي تشخيص شروع كوبش انجام داد؛ اما اين باعث كاهش كارايي و قدرت پيشرانه خواهد شد.

وقتي توربوشارژر به پيشرانه اضافه شود، معادله حتي پيچيده‌تر مي‌شود. توربوشارژر هواي ورودي را زير فشار قرار مي‌دهد و فشار را در محفظه‌ي احتراق بيشتر مي‌كند. پيشرانه‌هاي توربوشارژ اوليه نسبت تراكم (فشرده‌سازي) نسبتا كمي داشتند تا فشار محفظه‌ي احتراق را هنگام افزايش تراكم زير آستانه‌ي ضربه نگه دارند. يكي از نكات منفي استفاده از توربوشارژر اين بود كه عملكرد و كارايي و واكنش پيشرانه‌ تحت‌تأثير قرار مي‌گرفت و تأخير ايجاد مي‌شد. حسگرهاي ضربه‌ي مدرن نسبت‌هاي تراكم مكانيكي بيشتري ايجاد مي‌كنند؛ اما حالت ايدئال اين است كه نسبت تراكم مكانيكي در هنگام كاركرد پيشرانه تغيير كند.

روش‌هاي بسياري براي بهبود اين وضعيت امتحان شده است. پر گيلبراند، نابغه‌ي اسبق پيشرانه‌‌ي شركت خودروسازي ساب، يك بلوك پيشرانه‌ را از وسط نصف و نيمه‌ي بالايي را از يك طرف لولا كرد و مانند آكاردئون، نشتي قسمت پايين را گرفت و آن را كاملا ايزوله كرد. با تكان‌دادن نيمه‌ي بالايي بلوك با استفاده از وسايل الكترونيكي و بادامك، محفظه‌ي احتراق در بالاي بلوك دربرابر ميل‌لنگ و پيستون‌ها به‌سمت بالا و پايين حركت مي‌كرد. اين طرح جواب داد؛ اما احتمالا عملي نبود.

مثال ديگر، پيشرانه‌‌ي دوزمانه‌ي طراحي‌شده‌ي شركت لوتوس اينجينيرينگ بود. اين پيشرانه كه آمني‌ور (Omnivore) يا همه‌چيز‌خوار ناميده مي‌شود، مي‌تواند با تغيير در نسبت تراكم، خود را با سوخت‌‌هاي مختلف تطبيق دهد. ديسك كوچك و پيستون‌مانندي در سرسيلندر به داخل و خارج حركت مي‌كند تا حجم محفظه‌ي احتراق بزرگ‌تر يا كوچك‌تري ايجاد كند.

هيچ‌كدام از اين پيشرانه‌ها و ايده‌ها توليد نشدند؛ اما فناوري VC-T نيسان در پيشرانه‌ي خودروهاي Mk6 آلتيما و اينفينيتي QX50 به‌كار گرفته شد. هر‌كدام از شاتون‌هاي پيستون ازطريق اتصال مفصلي به ميل‌لنگ متصل مي‌شوند و با كنترل آن اتصال ازطريق مجموعه‌اي از پيوندها، پيستون‌ها به‌سمت بالا يا پايين مي‌روند. با بالارفتن پيستون، نسبت تراكم تا ۱:۱۴ افزايش مي‌يابد كه موجب بهترشدن كارايي مي‌شود. با پايين‌رفتن پيستون، نسبت تراكم به ۱:۸ مي‌رسد و باعث مي‌شود قدرت ناشي از عملكرد توربوشارژر افزايش يابد. اين ايده كمي پيچيده، ولي درعين‌حال هوشمندانه است؛ هرچند هنوز در خودروهاي كمي استفاده مي‌شود.


منبع autocar

از سراسر وب

  انديشه متخصصينات
كاراكتر باقي مانده

بيشتر بخوانيد