اینفینیتی از اولین پیشرانه با ضریب تراکم متغیر رونمایی خواهد کرد

در دهه‌های گذشته، خودروسازان بسیاری تلاش داشتند تا با تغییر ضریب‌تراکم یک پیشرانه، بازده کار آن را بهبود دهند. در سال ۲۰۰۰، شرکت خودروسازی ساب تلاش کرد با اتصال نیمه‌ی بالایی پیشرانه به لولاهایی به این هدف برسد. شرکت‌های دیگری نیز سعی داشته‌‌اند تا با استفاده از چرخ‌دنده‌های جناحی موقعیت پیستون‌ها را نسبت به سوپاپ تغییر دهند. لوتوس با جابه‌جایی پیستون نسبت به قسمت بالایی پیشرانه و در نتیجه تغییر حجم احتراق و اخیرا شرکت FEV با استفاده از پین‌های گریز از مرکز در اتصال پیستون و تغییر طول شاتون‌ها (و در نتیجه ضریب‌تراکم) سعی در عملی کردن این آرزو داشته‌اند. هیچ‌کدام از این ایده‌ها عملی نبودند و در هیچ خودرویی استفاده نشدند. اما اخیرا شرکت ژاپنی اینفینیتی آمادگی خود را برای تولید اولین پیشرانه با ضریب تراکم متغیر در سال ۲۰۱۸، اعلام کرده است.

در این پیشرانه که VC-T (تراکم متغیر، توربوشارژ شده) نام گرفته‌ است، از فناوری جدیدی برای شاتون استفاده شده است که ابتدا در سال ۲۰۰۳ به عنوان پتنتی از سوی نیسان ارائه شده‌ بود. چند سال بعد شایعاتی مبنی بر استفاده از این فناوری در پیشرانه‌ای ۱.۶ لیتری و توربوشارژ شده در نیسان سیلویا ۲۰۱۱ (پیشرانه معروف 240SX) شنیده شد. عدم استفاده از این فناوری احتمالا به دلیل نبود زیرساخت‌های لازم برای تولید انبوه و یا نیاز به تحقیقات بیشتر پیش از تولید انبوه بوده است.

برای دست‌یابی به جزئیات این پیشرانه باید تا نمایشگاه خودروی پاریس صبر کرد. آن‌چه که اکنون درباره این فناوری می‌دانیم این است که سیستم پیشرفته‌ای با استفاده از چندین اتصال، حداکثر ارتفاعی را که پیستون‌ها در سیلندر به آن می‌رسند، تغییر می‌دهد. این امر باعث تغییر در حجم احتراق شده و در نتیجه ضریب‌تراکم را از ۸:۱ تا ۱۴:۱ تغییر می‌دهد. از ضریب پایین‌تر در مواقعی که نیاز به حداکثر توان پیشرانه است استفاده شده و با کمک توربوشارژر از ضربات موتور یا همان ناک جلوگیری می‌شود. در سوی دیگر ضریب‌تراکم بزرگتر در مواقعی که بار وارده بر پیشرانه کمتر است،‌ برای افزایش بازدهی و کاهش مصرف استفاده می‌شود.

در این سیستم با استفاده از زمان‌بندی پویا در چرخش بادامک‌های روی سوپاپ، سوپاپ ورودی به صورت الکتریکی (سریع‌تر) و سوپاپ خروجی به صورت هیدرولیکی، پیشرانه می‌تواند برای افزایش بهره‌وری در چرخه اتکینسون فعالیت کند. هم‌چنین با به تاخیر انداختن زمان بسته‌شدن سوپاپ ورودی در مواقع کم‌کاری پیشرانه، ضریب‌تراکم نسبت به ۱۴:۱ کاهش می‌یابد تا از این چرخه استفاده بهینه‌تری شود. در این پیشرانه از هر دو روش تزریق مستقیم و غیرمستقیم سوخت استفاده شده است که برای بهینه‌سازی هر‌چه بیشتر از هردوی این روش‌ها استفاده خواهد شد. این پیشرانه احتمالا در آغاز به کار از تزریق غیرمستقیم، در زمان حداکثر کاربری از تزریق مستقیم و در زمان‌های دیگر نیز به صورت ترکیبی از آن‌ها بهره ببرد.

با توجه به طرح‌هایی که در پتنت آورده شده‌ است، می‌توان اطلاعات بیشتری را در مورد نحوه‌ی کار این پیشرانه به دست آورد. در کنار میل‌لنگ، میله جدیدی با طراحی گریز از مرکز قرار دارد که تعدادی میله دیگر را به صورت عمودی جابه‌جا می‌کند. این میله‌ها و میله‌های متصل به پیستون توسط اتصالات مثلثی شکلی به شاتون وصل شده است. با چرخش میله‌ی گریز از مرکز نقطه اتکای این اتصالات مثلثی نیز به بالا و پایین جابه‌جا می‌شوند که در نهایت باعث تغییر حداکثر ارتفاع پیستون‌ها می‌شود و این عمل باعث تغییر ضریب‌تراکم از ۸:۱ تا ۱۴:۱ می‌شود.

این طرح فایده‌ی بزرگ دیگری نیز دارد. هنگامی که پیستون به نقطه مرگ می‌رسد و نیرو‌های ناشی از احتراق در حداکثر میزان خود قرار دارند، به جای اتلاف انرژی در اثر واردکردن ناگهانی نیرو بر اتصالات شاتون، این اتصال مثلثی شکل باعث ایجاد فاصله زمانی و در نتیجه تعادل در نیروی وارد شده می‌شود.

این ویژگی (در کنار فناوری نیسان به نام پوشش‌دهی محفظه سیلندر) باعث کاهش شدید در اصطکاک و لرزش پیشرانه می‌شود. تا حدی که در این پیشرانه‌ها نیازی به استفاده از میل‌هایی با چرخش معکوس برای ایجاد تعادل نیست. البته اصطکاک قطعات با چهار برابر شدن تعداد اتصالات انتهای شاتون، افزایش می‌یابد. اما این اتصالات جدید بار بسیار کمتری نسبت به اتصالات اصلی شاتون را تحمل می‌کنند و درنتیجه اصطکاک کمتری را نیز تولید می‌کند.

این پیشرانه نسبت به پیشرانه‌های ۲ لیتری توربوشارژ که امروزه به صورت متداول در خودروهای برندهای لوکس (همانند اینفینیتی) استفاده می‌شوند، هزینه ساخت بالاتری دارد. همانند دیگر پیشرانه‌ها در این سطح، بنزین موردنیاز آن نیز بسیار مرغوب خواهد بود. به عبارتی، آنچه که باید از این پیشرانه انتظار داشت، حداکثر قدرت پیشرانه ۶ سیلندر، در کنار مصرف ۲۵ تا ۳۰ درصد سوخت کمتر است. اگر روزی پای این پیشرانه به خودروهای عادی شرکت رنو-نیسان باز شود، احتمال می‌رود قابلیت پشتیبانی از دو نوع سوخت نیز در خودروها (البته در بازارهای خاص) گنجانده شود. چرا که اتانول که به عنوان سوخت جایگزین مصرف می‌شود، در تراکم بالا بازده بسیار خوبی دارد.

اطلاعات بیشتر در مورد این پیشرانه در نمایشگاه خودرو پاریس که در تاریخ ۲۹ سپتامبر برگزار می‌شود، منتشر خواهد شد.