اينفينيتي از اولين پيشرانه با ضريب تراكم متغير رونمايي خواهد كرد

در دهه‌هاي گذشته، خودروسازان بسياري تلاش داشتند تا با تغيير ضريب‌تراكم يك پيشرانه، بازده كار آن را بهبود دهند. در سال ۲۰۰۰، شركت خودروسازي ساب تلاش كرد با اتصال نيمه‌ي بالايي پيشرانه به لولاهايي به اين هدف برسد. شركت‌هاي ديگري نيز سعي داشته‌‌اند تا با استفاده از چرخ‌دنده‌هاي جناحي موقعيت پيستون‌ها را نسبت به سوپاپ تغيير دهند. لوتوس با جابه‌جايي پيستون نسبت به قسمت بالايي پيشرانه و در نتيجه تغيير حجم احتراق و اخيرا شركت FEV با استفاده از پين‌هاي گريز از مركز در اتصال پيستون و تغيير طول شاتون‌ها (و در نتيجه ضريب‌تراكم) سعي در عملي كردن اين آرزو داشته‌اند. هيچ‌كدام از اين ايده‌ها عملي نبودند و در هيچ خودرويي استفاده نشدند. اما اخيرا شركت ژاپني اينفينيتي آمادگي خود را براي توليد اولين پيشرانه با ضريب تراكم متغير در سال ۲۰۱۸، اعلام كرده است.

در اين پيشرانه كه VC-T (تراكم متغير، توربوشارژ شده) نام گرفته‌ است، از فناوري جديدي براي شاتون استفاده شده است كه ابتدا در سال ۲۰۰۳ به عنوان پتنتي از سوي نيسان ارائه شده‌ بود. چند سال بعد شايعاتي مبني بر استفاده از اين فناوري در پيشرانه‌اي ۱.۶ ليتري و توربوشارژ شده در نيسان سيلويا ۲۰۱۱ (پيشرانه معروف 240SX) شنيده شد. عدم استفاده از اين فناوري احتمالا به دليل نبود زيرساخت‌هاي لازم براي توليد انبوه و يا نياز به تحقيقات بيشتر پيش از توليد انبوه بوده است.

براي دست‌يابي به جزئيات اين پيشرانه بايد تا نمايشگاه خودروي پاريس صبر كرد. آن‌چه كه اكنون درباره اين فناوري مي‌دانيم اين است كه سيستم پيشرفته‌اي با استفاده از چندين اتصال، حداكثر ارتفاعي را كه پيستون‌ها در سيلندر به آن مي‌رسند، تغيير مي‌دهد. اين امر باعث تغيير در حجم احتراق شده و در نتيجه ضريب‌تراكم را از ۸:۱ تا ۱۴:۱ تغيير مي‌دهد. از ضريب پايين‌تر در مواقعي كه نياز به حداكثر توان پيشرانه است استفاده شده و با كمك توربوشارژر از ضربات موتور يا همان ناك جلوگيري مي‌شود. در سوي ديگر ضريب‌تراكم بزرگتر در مواقعي كه بار وارده بر پيشرانه كمتر است،‌ براي افزايش بازدهي و كاهش مصرف استفاده مي‌شود.

در اين سيستم با استفاده از زمان‌بندي پويا در چرخش بادامك‌هاي روي سوپاپ، سوپاپ ورودي به صورت الكتريكي (سريع‌تر) و سوپاپ خروجي به صورت هيدروليكي، پيشرانه مي‌تواند براي افزايش بهره‌وري در چرخه اتكينسون فعاليت كند. هم‌چنين با به تاخير انداختن زمان بسته‌شدن سوپاپ ورودي در مواقع كم‌كاري پيشرانه، ضريب‌تراكم نسبت به ۱۴:۱ كاهش مي‌يابد تا از اين چرخه استفاده بهينه‌تري شود. در اين پيشرانه از هر دو روش تزريق مستقيم و غيرمستقيم سوخت استفاده شده است كه براي بهينه‌سازي هر‌چه بيشتر از هردوي اين روش‌ها استفاده خواهد شد. اين پيشرانه احتمالا در آغاز به كار از تزريق غيرمستقيم، در زمان حداكثر متخصصي از تزريق مستقيم و در زمان‌هاي ديگر نيز به صورت تركيبي از آن‌ها بهره ببرد.

با توجه به طرح‌هايي كه در پتنت آورده شده‌ است، مي‌توان اطلاعات بيشتري را در مورد نحوه‌ي كار اين پيشرانه به دست آورد. در كنار ميل‌لنگ، ميله جديدي با طراحي گريز از مركز قرار دارد كه تعدادي ميله ديگر را به صورت عمودي جابه‌جا مي‌كند. اين ميله‌ها و ميله‌هاي متصل به پيستون توسط اتصالات مثلثي شكلي به شاتون وصل شده است. با چرخش ميله‌ي گريز از مركز نقطه اتكاي اين اتصالات مثلثي نيز به بالا و پايين جابه‌جا مي‌شوند كه در نهايت باعث تغيير حداكثر ارتفاع پيستون‌ها مي‌شود و اين عمل باعث تغيير ضريب‌تراكم از ۸:۱ تا ۱۴:۱ مي‌شود.

اين طرح فايده‌ي بزرگ ديگري نيز دارد. هنگامي كه پيستون به نقطه مرگ مي‌رسد و نيرو‌هاي ناشي از احتراق در حداكثر ميزان خود قرار دارند، به جاي اتلاف انرژي در اثر واردكردن ناگهاني نيرو بر اتصالات شاتون، اين اتصال مثلثي شكل باعث ايجاد فاصله زماني و در نتيجه تعادل در نيروي وارد شده مي‌شود.

اين ويژگي (در كنار فناوري نيسان به نام پوشش‌دهي محفظه سيلندر) باعث كاهش شديد در اصطكاك و لرزش پيشرانه مي‌شود. تا حدي كه در اين پيشرانه‌ها نيازي به استفاده از ميل‌هايي با چرخش معكوس براي ايجاد تعادل نيست. البته اصطكاك قطعات با چهار برابر شدن تعداد اتصالات انتهاي شاتون، افزايش مي‌يابد. اما اين اتصالات جديد بار بسيار كمتري نسبت به اتصالات اصلي شاتون را تحمل مي‌كنند و درنتيجه اصطكاك كمتري را نيز توليد مي‌كند.

اين پيشرانه نسبت به پيشرانه‌هاي ۲ ليتري توربوشارژ كه امروزه به صورت متداول در خودروهاي برندهاي لوكس (همانند اينفينيتي) استفاده مي‌شوند، هزينه ساخت بالاتري دارد. همانند ديگر پيشرانه‌ها در اين سطح، بنزين موردنياز آن نيز بسيار مرغوب خواهد بود. به عبارتي، آنچه كه بايد از اين پيشرانه انتظار داشت، حداكثر قدرت پيشرانه ۶ سيلندر، در كنار مصرف ۲۵ تا ۳۰ درصد سوخت كمتر است. اگر روزي پاي اين پيشرانه به خودروهاي عادي شركت رنو-نيسان باز شود، احتمال مي‌رود قابليت همراهي از دو نوع سوخت نيز در خودروها (البته در بازارهاي خاص) گنجانده شود. چرا كه اتانول كه به عنوان سوخت جايگزين مصرف مي‌شود، در تراكم بالا بازده بسيار خوبي دارد.

اطلاعات بيشتر در مورد اين پيشرانه در نمايشگاه خودرو پاريس كه در تاريخ ۲۹ سپتامبر برگزار مي‌شود، منتشر خواهد شد.