موتور 6 زمانه؛ آیا این روش نجات دهنده سیستم های درون سوز خواهد بود؟

این فناوری مزایای موتورهای ۲ و ۴ زمانه را با هم ترکیب می‌کند.

اگر این مطلب را می‌خوانید، احتمالا درکی نسبی از عملکرد موتورهای ۴ زمانه دارید. این فناوری که نخستین‌بار در سال ۱۸۷۶ توسط «اوتو» و «لانگن» رونمایی شد، یک موتور را به تصویر می‌کشید که با طی کردن چهار مرحله تناوبی زیر، نیروی شیمیایی سوخت را به نیروی مکانیکی تبدیل می‌کرد:

1. مکش (ورود ترکیب سوخت و هوا به درون پیستون)
2. فشرده سازی و آتش‌سوزی (فشرده کردن مخلوط و اشتعال آن)
3. مرحله کار (انبساط مخلوط مشتعل و ایجاد حرکت در میلنگ)
4. تخلیه گازهای حاصل از اشتعال

چند سال بعد از اختراع این موتور، «دوگالد کلارک» تصمیم گرفت تا با نصف کردن تعداد مراحل، حرکت موتور را روان‌تر و یکدست‌تر کند؛ درنتیجه این تصمیم، موتورهای ۲ زمانه شکل گرفتند که امروزه بیشتر در موتورسیلکت‌ها به کار می‌روند. این تکنولوژی جدید یک عیب بزرگ داشت و آن، حجم زیادی آلاینده‌هایش بود.

نسل بعدی پیشرانه ها

هر چند امپراتوری موتورهای ۲ و ۴ زمانه برای مدتی طولانی ادامه دار بود اما شرکت پورشه در سپتامبر سال جاری میلادی از یک پتنت جدید رونمایی کرد که شامل یک متود احتراق ماشین با ۲ در ۳ زمان. نتیجه تلاش پورشه به شکل یک پیشرانه درآمد که از چرخ‌دنده‌های بسیار بیشتر سود می‌برد و در طول هر سه چرخش میلنگ، به هر پیستون اجازه می‌دهد تا به دو نقطه مرگ بالا و یک نقطه مرگ پایین دست پیدا کند. به عبارت دیگر، موتور ۶ زمانه پورشه همان موتور ۴ زمانه معمولی با دو مرحله احتراق و تولید کار اضافه در میانه آن است.

موتور ۶ زمانه چگونه کار می کند؟

با رسیدن پیستون به پایین‌ترین نقطه مرگ، راه نقاط ورود و خروج هوا باز می‌شود و هوای فشرده و تازه، گازهای تولیدشده را از طریق سرسوپاپ‌های متداول اگزوز به سمت خروجی هدایت می‌کنند. درصورت استفاده از این روش، میلنگی که سرسوپاپ‌های اگزوز را فعال می‌کند باید در زمانی کوتاه کار خود را انجام دهد و در زمان درست بسته شود؛ چون با حرکت دوباره پیستون به سمت بالا، سرانجام نقاط ورود و خروج بسته خواهند شد و لازم است پیش از این رخداد، هوای تازه وارد پیستون شده و مخلوط موجود را فشرده کند.

به‌این‌ترتیب موتور ۶ زمانه پورشه می‌تواند با دو حرکت اضافه‌تر، به قدرت بیشتری دست پیدا کند و عملکردی یکدست‌تر را در اختیار کاربر قرار دهد.

صدای موتور ۶ زمانه چگونه خواهد بود؟

پاسخ ساده این است: هر چه باشد از صدای موتورهای ۴ زمانه یکدست‌تر خواهد بود؛ اما کارکتر و مولفه‌های صوتی گوناگون آن به تعداد سیلندرها و پیکربندی موتور بستگی خواهد داشت. برای آشنایی با عوامل تاثیرگذار بر صدای موتور، مقاله «تماشا کنید: چه عواملی یک موتور را خوش صدا می‌کند؟» را مطالعه کنید. یک نمونه تک سیلندر ۶ زمانه احتمالا صدایی با ضرب ۳/۴ تولید کند: ۱-۲-۳…۱-۲-۳… .

ترجیح تولیدکننده بر آن خواهد بود که شمار سیلندرها هم مضربی از سه باشد. پیکربندی موتور هم می‌تواند به‌صورت خطی، V شکل، W شکل و حتی افقی باشد. البته انتظار می‌رود که ورود و خروج هوا و گاز از طریق نقاط ورود و خروج داخل سیلندر هم روی صدای نهایی تاثیر گذار باشد و به صدای موتورها، رنگی تازه بدهد.

میلنگ

کلید تولید این موتور خاص، طراحی ملینگ مناسب است که پیستون‌ها اجازه می‌دهد تا در هر سه چرخش میلنگ، دو بار به نقطه مرگ بالاتر و یک بار هم به نقطه مرگ پایین‌تر برسد. مهندسان به‌جای اتصال مستقیم شاتون به به میلنگ، آن‌ها را به یک قطعه دیگر در انتهای مسیر خود متصل کرده‌اند که خود بین دو چرخ سیاره‌ای قرار می‌گیرد که هر یک با یک چرخدنده رینگی هماهنگ شده است. ملینگ از میان چرخ سیاره‌ای عبور می‌کند. پتنت پورشه می‌گوید که چرخ سیاره‌ای باید سه‌پنجم قطر چرخدنده رینگی را داشته باشد و سرعت نسبی چرخ سیاره‌ای باید دو‌سوم میلنگ باشد.

مزایای موتور ۶ زمانه

استفاده از این موتورهای تازه می‌تواند به‌ازای همان تعداد مرحله تولید توان موتورهای ۴ زمانه، خروجی قدرت را تا ۳۳ درصد افزایش دهد. به این ترتیب می‌توان از یک پیشرانه ۶ سیلندر خطی انتظار عملکردی یکپارچه و شبیه به موتورهای V12 داشت. تقسیم تعداد سیلندرها به تعداد یک‌سوم میزبان پیشنهاد شده پورشه هم احتمالا موتوری مناسب برای پیمایش مسافت‌های طولانی را بیافریند.

معایب موتور ۶ زمانه

• اصطکاک بالا: روان‌کاری سیستم چرخشی همراه ملینگ عملیاتی دشوار است. روغنی که از ملینگ می‌گذرد باید چرخ سیاره‌ای و یاتاقان اتصال میان آن را هم روان‌کاری کند.
• محدودیت سرعت: ممان چرخشی مجموعه میلنگ و فرایند اضافه بازشدن چندباره سوپاپ‌های اگزوز باعث می‌شود که دور این موتور محدود شود و در نتیجه به چگالی انرژی که مدنظر خود نرسد.
• آلایندگی: احتمال وجود ترکیبات NOx و هیدروکربن‌های اضافه بیشتر می‌شود.
• میلنگ طولانی‌تر: فرمولاسیون جایگذاری سیستم میلنگ باعث طولانی‌تر شدن آن خواهد شد.
• مونتاژ دشوار: ناگفته نماند که اسمبل و مونتاژ این مجموعه پیچیده و اطمینان از عملکرد درست آن، عملیاتی دشوار و زمان‌بر خواهد بود.

آینده موتور ۶ زمانه چیست؟

در این وهله احتمالا شما هم علاقه دارید که بیانیه رسمی پورشه و دانشگاه همکارش را درباره خروجی موتورهای ۶ زمانه بشنوید اما مسئولان هر دو مجموعه از اظهار نظر در این‌باره خودداری کرده‌اند. به‌این‌ترتیب ناگزیریم که به منطق خود و نظر دیگر کارشناسان رجوع کنیم. متخصصان بر این باورند که هنوز موانع زیادی سر راه موتورهای نوگرایانه قرار دارد. نکته امیدوارکننده پشت ماجرای موتور ۶ زمانه، نام پورشه است. نظر شما درباره موتورهای ۶ زمانه چیست؟ آیا این فناوری می‌تواند پیشرانه‌های درون‌سوز را نجات دهد؟