پيشرانه ۸ سيلندر V8 چگونه كار مي‌كند؟
پيشرانه‌هاي ۸ سيلندر با آرايش V شكل، به‌دليل توانايي در توليد قدرت بالا و انتقال خوب آن، از محبوب‌ترين موتورهاي صنعت خودروسازي هستند. بسياري از خودروهاي اسپرت، سوپراسپرت و حتي ابرخودروها هم از اين نوع پيشرانه استفاده مي‌كنند و البته نبايد مدل‌هاي عضلاني V8 آمريكايي را هم فراموش كرد. كانال يوتيوب «مهندسي به‌زبان ساده» يا Engineering Explained ويدئويي جالب از نمونه‌ي پرينت سه‌بعدي پيشرانه‌ي V8 منتشر كرده است كه مي‌توان عملكرد آن را بهتر درك كرد. پيشرانه‌اي كه ويدئوي آن قرار داده شده، ۸ سيلندر V شكل ۶.۲ ليتري LS3 جنرال موتورز؛ قلب تپنده‌ي نسل ششم شورولت كوروت و نسل پنجم شورولت كامارو است. با دعوت به تماشاي ويدئوي قرار داده شده، در ادامه نحوه‌ي عملكرد پيشرانه‌ي پرطرفدار V8 را شرح مي‌دهيم.
پيشرانه V8 چيست؟
به پيشرانه‌هاي ۸ سيلندري كه بلوك سيلندر آن‌ها با شكل V نصب شده است، V8 گفته مي‌شود. پيشرانه‌ي LS3 كه ويدئوي آن قرار داده شده است، زاويه‌ي نصب بلوك سيندر ۹۰ درجه دارد اما نمونه‌هاي مختلف با زاويه‌هاي ۴۵، ۶۰ و ۷۲ درجه هم توليد مي‌شود. علاوه بر اين ممكن است، ترتيب شمارش سيلندرها هم در توليدات برندهاي مختلف، متفاوت باشد. پيشرانه‌هاي V8 از نوع احتراقي چهارزمانه هستند كه به‌اين ترتيب، توليد قدرت در چهار مرحله‌ي تنفس، تراكم، انفجار و تخليه با مكش هوا و پايين رفتن پيستون، مرحله‌ي تنفس و تركيب شدن هوا و سوخت آغاز مي‌شود؛ با برگشتن پيستون به بالا، مخلوط سوخت و هوا فشرده مي‌شود. در مرحله‌ي بعد، با جرقه‌زني شمع مخلوط هوا و سخت شعله‌ور و منفجر شده و پيستون دوباره به پايين رانده مي‌شود. مرحله‌ي آخر خروج دود انفجار است كه با بالا رفتن پيستون و قبل از تكرار اين چرخه،
اجزاي اصلي؛ V8 چگونه كار مي‌كند؟
در پيشرانه‌ي ۸ سيلندر V شكل، به‌دليل توليد و انتقال قدرت روان چرخه‌ي احتراق در هر سيلندر همزمان انجام نمي‌شود. چرخه‌ي انفجار هر سيلندر در پيشرانه‌ي LS3 به‌صورت ۱، ۸، ۷، ۲، ۶، ۵، ۴، ۳ است؛ در واقع با وجود ۸ سيلندر، در هر چرخش ۹۰ درجه‌اي ميل لنگ يك انفجار در يك سيلندر با اين طراحي، در هر زمان دو سيلندر در جريان احتراق فعال هستند تا توليد و انتقال قدرت روان انجام شود. در پيشرانه‌هاي ۴ سيلندر در هر زمان، فقط يك سيلندر درگير چرخه‌ي احتراق است. در ادامه عملكرد مجموعه سوپاپ پيشرانه‌ي V8 را مطالعه مي‌كنيم تا از نحوه‌ي ورود و خروج هوا درك بهتري داشته باشيم. نقطه‌ي ورودي هوا از بالاي پيشرانه شروع و سپس به بخش جانبي (به سمت داخل) سرسيلندر ختم مي‌شود. خروجي هوا از سمت خارجي سرسيلندر به منيفولد و سيستم اگزوز فرستاده مي‌شود. با مشاهده‌ي سرسيلندر، مي‌توان سوپاپ‌هاي ورودي و خروجي پيشرانه را تشخيص داد؛ در برخي نمونه‌ها، دو سوپاپ ورودي و خروجي تعبيه شده است اما در پيشرانه‌ي LS3، يك سوپاپ ورودي و خروجي وجود دارد كه البته سوپاپ ورودي بزرگ‌تر از خروجي است.
LS3 از نوع مجموعه سوپاپ با ميله‌هاي فشاري است كه با نوع بادامك بالاسري با اتصال زنجيري موجود در برخي محصولات جنرال موتورز، مانند پيشرانه‌ي V8 كاديلاك CT6 تفاوت دارد. در LS3 جنرال موتورز، ميله‌هاي فشاري به ميل اسبك‌ها فشار وارد مي‌كنند تا سوپاپ‌ها باز شوند. ميل سوپاپ كه در مركز شكل V بلوك پيشرانه قرار گرفته است با لوب‌ها يا برآمدگي‌هاي خود به ميله‌هاي فشاري تماس پيدا مي‌كند تا در نهايت سوپاپ باز شود. ميل سوپاپ كه باعث باز و بسته شدن سوپاپ‌ها مي‌شود، با يك دنده به ميل لنگ متصل شده است؛ باتوجه به ابعاد دو دنده‌ي اتصالي ميل سوپاپ و ميل لنگ، با هر بار چرخش ميل سوپاپ، ميل لنگ دو بار چرخش پيدا مي‌كند. با حذف محفظه‌ي روغن موتور، مي‌توان عملكرد و اجزاي ميل لنگ را مشاهده كرد. در كنار ميل لنگ و وزنه‌هاي تعادل آن‌ها، شاتون‌ها قرار گرفته‌اند تا اتصال به پيستون‌ها ممكن شود. نكته‌ي جالب در پيشرانه‌هاي V8 اين است كه دو سيلندر روبروي هم، به يك ياتاقان ميل لنگ متصل شده‌اند.
در چرخش كامل ميل لنگ، وزنه‌هاي متعادل كننده نقش مهمي ايفاء مي‌كنند. به‌عنوان مثال در يك جفت سيلندر، با بالا رفتن پيستون وزنه تعادل ميل لنگ درست در زاويه‌ي مخالف پايين آن قرار مي‌گيرد. با چرخش ۹۰ درجه‌ي ديگر، هيمن مورد براي پيستون ديگر انجام مي‌شود تا عملكرد پيشرانه در هر حركت ۹۰ درجه‌اي متعادل باشد. در طراحي ميل لنگ بايد به طرح تخت يا ۹۰ درجه‌اي (ضربدري) آن هم توجه كرد. در پيشرانه‌ي LS3 ميل لنگ با طرح ۹۰ درجه استفاده شده است. از مزاياي اين طرح از پيشرانه‌ي V8 مي‌توان به حجم بالا، قدرت توليدي بيشتر و لرزش‌هاي كم اشاره كرد. در مقابل اين نوع پيشرانه‌ها، در مقايسه با نمونه‌هاي ديگر به‌دليل داشتن دو سرسيلندر مجزا پيچيده‌تر هستند و مركز ثقل بالاتري هم دارند. از طرفي با اينكه V8 جمع و جور است، اما در مقايسه با نمونه‌هاي كوچك‌تر، وزن بيشتري دارد كه البته با توانايي قدرت بيشتر اين مورد قابل چشم‌پوشي خواهد بود.
براي درك بهتر پيشرانه‌ي V8 و عملكرد آن، توصيه مي‌كنيم حتماً ويدئوي پايان مطلب را مشاهده كنيد.
هم انديشي ها