انواع پیشرانه در صنعت خودروسازی

موتوری که در زیر کاپوت خودرو شما قرار دارد، همان دلیلی است که موجب می‌شود خودرو حرکت کند. اگر موتور را با جزئیات نگاه کنیم، مجموعه‌ای از قطعات فلزی و پلاستیکی و موارد دیگری را می‌بینیم که اجزا مختلف موتور را تشکیل می‌دهند هرچند که ممکن است پیچیده به نظر برسد و اتفاقا همین طور هم هست و توضیح ساختار و عملکرد موتور کار دشواری است. اما ماشین 3 قصد دارد در این مقاله انواع موتور را در صنعت خودروسازی بررسی کند و به صورت پایه‌ای و ابتدایی توضیحاتی را ارائه دهد.

موتور خطی

موتور خطی یا Inline به موتوری گفته می‌شود که آرایش سیلندرها در آن به صورت خطی است و سیلندرها پشت سر یکدیگر به صورت متوالی جای گرفته‌اند. تمامی موتورهای 4 سیلندر، آرایش خطی دارند. موتورهای خطی ساده‌ترین شکل از موتور را دارند و تولید آنها راحت‌تر از سایر موارد است. علت این موضوع، این است که میل سوپاپ و سرسیلندرهای کمتری برای ساخت این نوع از موتور مورد نیاز است و اصولا مهندسی ساده‌تری دارد.

همین سادگی به معنای هزینه تولید و نگهداری کمتر است. به علاوه به دلیل وزن کمتر و ابعاد کوچکتر، این نوع موتور برای خودروهای محور جلو متحرک یا دیفرانسیل جلو گزینه بهتری به شمار می‌رود. به علاوه اینکه مصرف سوخت موتورهای خطی می‌تواند در حد پایینی حفظ شود.

بد نیست اشاره کنیم که برخی موتورهای 5 و 6 سیلندر هم آرایش خطی دارند که بیشتر توسط آئودی و ب ام و توسعه داده می‌شوند. البته چندین سال قبل یک بار یکی از کمپانی‌های خودروسازی آمریکایی اقدام به ساخت یک موتور 8 سیلندر خطی کرد که اتفاق عجیبی به شمار می‌رفت و خود این موتور، ابعاد خودرو را به شکل چشمگیری افزایش داد.

در سال‌های گذشته تکنولوژی ساخت موتورهای 4 سیلندر خطی رشد چشمگیری داشته و بسیاری از کمپانی‌ها از جمله فولکس واگن، مرسدس بنز و فورد موتورهای 4 سیلندر با قدرت بالای 300 اسب بخار ساخته‌اند.

موتور خورجینی یا V شکل

همان طور که از نام موتورهای V شکل یا خورجینی پیداست، آرایش سیلندرها در آن به صورت V شکل است و دو ردیف سیلندر با زاویه 90 درجه نسبت به یکدیگر در موتور وجود دارند. مهم‌ترین مزیت این نوع از موتور طول کم و استحکام بالا و نیز استحکام میل سوپاپ است. موتورهای خورجینی آزمون خود را پس داده‌اند و می‌توانند از عملکرد بسیار خوبی داشته باشند. بسیاری از موتورهای 6، 8، 10 و 12 سیلندر آرایش خورجینی دارند و به شکل V6، V8، V10 و V12 شناخته می‌شوند.

موتورهای خورجینی در خودروهای مسابقه‌ای هم مورد استفاده قرار می‌گیرند چراکه امکان نصب آنها در نزدیکی مرکز ثقل خودرو وجود دارد که همین جانمایی موجب بهبود هندلینگ خودرو می‌شود. البته این تنها مزیت موتورهای خورجینی نیست بلکه استحکام بالا هم در عملکرد آن در خودروهای اسپرت موثر است.

موتورهای خورجینی این امکان را دارند که نسبت تراکم بالایی داشته باشند و به دور موتورهای بسیار بالا نزدیک شوند. به عنوان مثال چندان عجیب نیست اگر ببینیم که یک موتور V شکل به دور 19 هزار دور در دقیقه دست پیدا کند. همین مقاومت بالا موجب شده تا این موتورها در خودروهای فرمول 1 استفاده شود و در خودروهای اسپرت معمولی هم عملکرد مناسبی از خود نشان دهد.

موتور باکسر

ایده ساخت موتور باکسر یا بوکسوری و یا تخت در سال 1896 توسط کارل بنز مطرح شد و چندین سال پس از آن در خودرو و موتورسیکلت‌های مختلفی مورد استفاده قرار گرفت. البته نباید موتور تخت را به دلیل نام آن با موتورهای خطی اشتباه گرفت چراکه این دو کاملا متفاوت هستند.

موتورهای تخت مرکز ثقل پایین‌تری دارند که این موضوع به هندلینگ کلی و پایداری خودرو کمک زیادی می‌کند. سوبارو یکی از اصلی‌ترین مصرف کنندگان موتورهای باکسر است و در خودروهایی دیگری چون فولکس واگن بیتل هم این نوع موتور مورد استفاده قرار می‌گیرد.

عملکرد این موتورها کمی متفاوت است به این صورت که پیستون‌ها به جای اینکه به صورت متناوب حرکت کنند، به صورت همزمان و با یک زمانبندی عمل می‌کنند. به این صورت که پیستون‌های مقابل یکدیگر، در یک مرحله قرار دارند مثلا هر دو در مرحله تراکم عمل می‌کنند. تکنولوژی به کار رفته در این موتورها به شکلی بوده که امکان استفاده از آن را در موتورسیکلت، خودرو و حتی هواپیماهای کوچک فراهم نموده است.

موتورهای باکسر در کنار موتورهای 6 سیلندر خطی و 12 سیلندر خطی تنها موتورهایی هستند که توازن حرکتی نرمال دارند که باعث نرمی و عملکرد روان موتور می‌شود.

موتور روتاری

موتورهای روتاری، وانکل یا دوار توسط مخترعی به نام وانکل طراحی شد و به دلیل عملکرد، نام روتاری به آن اطلاق می‌شود. قطعه اصلی تشکیل دهنده این موتور روتور نام دارد که شاید بتوان گفت همان وظیفه‌ای را ایفا می‌کند که پیستون در موتورهای دیگر بر عهده دارد.

البته تشبیه این دو نوع موتور کار درستی نیست. در موتورهای روتاری قطعه‌ای به نام پیستون وجود ندارد و روتور وظیفه فشرده سازی و انتقال قدرت را بر عهده دارد. در موتور روتاری، مخلوط سوخت و هوا وارد محفظه بزرگی می‌شوند و سپس به مرحله تراکم می‌رسند. سپس شمع با ایجاد جرقه، احتراق را به وجود می‌آورد و مخلوط موجود، منبسط می‌شود. در اثر این انبساط، روتور به سمت دیگر هدایت می‌شود و به این ترتیب با ایجاد چرخش، قدرتی را به وجود می‌آورد که نهایتا به فلای‌ویل و سیستم انتقال قدرت می‌رسد.

بد نیست بدانید موتورهای روتاری در حدود 20 درصد مصرف سوخت بیشتری در مقایسه با موتورهای نوع دیگر دارد و آلودگی بیشتری هم تولید می‌کند اما ابعاد کوچک آن این امکان را فراهم می‌کند تا قطعات دیگری بر روی موتور نصب شوند تا میزان آلایندگی گازهای خروجی کاهش پیدا کند.

موتورهای روتاری تکنولوژی نسبتا پیچیده‌ای دارند و به محبوبیت زیادی هم دست پیدا نکردند. هر چند که اکنون هم برخی کمپانی‌های خودروساز در حال توسعه این نوع موتور هستند. مزدا توسعه دهنده اصلی این نوع موتور است و مزدا RX-7 و RX-8 تنها خودروهایی هستند که به موتور روتاری مجهز شده‌اند.