مقالات

موتورهای دو ردیفه یا W شکل

موتورهای W موتورهایی هستند که در آنها، سیلندرها به نحوی قرار گرفته‌اند که شکل حرف W را به ذهن، متبادر مي‌سازند. در این مقاله به تشریح این گونه موتورها پرداخته شده است.

موتور دابلیو شکل(W engine) یا جناغی دو ردیفه، یک موتور درون سوز رفت و برگشتی است. چیدمان سیلندرهای این موتور مانند موتور V شکل است با این تفاوت که در میان موتور وی شکل یک سری سیلندر دیگر در مرکز موتور قرار دارد که موتور وی شکل را به موتور دابلیو شکل تبدیل می‌کند.

W engine
یک موتور ۱۲ سیلندر W شکل

اینگونه موتور ها دارای تمام خصوصیات موتورهای خطی و خورجینی می باشند. در مجموع می توان برای این نوع موتورهای چنین گفت که این موتور ها دارای قدرت بالا و سرعت مناسبی هستند، پس در این موتور ها هم قدرت داریم و هم دور گیری مناسب موتور را تجربه می نماییم.

ویژگی های موتورهای دابلیو:

  • زاویه سیلندر ها نسبت به یکدیگر 72 درجه است
  •  زاویه بین سیلندر های داخلی و خارجی 15 درجه است.
  • فضای باقی مانده بین دو سیلندر برابر با 57 درجه است که در نتیجه همه وسایل سوخت رسانی به بالا سیلندر منتقل شده.
  •  در زیر مجموعه سوخت رسانی مجموعه استارت و سیستم تامین برق سیلندر ها قرار دارد.
  •  عرض کلی موتور به دلیل وجود دو میل سوپاپ در بالا ی سیلندر ها و وجود زاویه 87 درجه بین سیلندر های بیرون منجر به کاهش عرض کلی موتورW شکل میشود.
  • طول کلی موتور به دلیل آرایش ضربدری سیلندر ها کاهش یافته. 7- با حذف کارتل و سیستم نگه دارنده قدیمی ارتفاع موتور کاهش یافته.در واقع موتور هایW شکل ازترکیب دو موتور V شکل بدست می آید.
W engine
موتور ۱۶ سیلندر دابلیو شکل طراحی شرکت فولکس واگن و بوگاتی برای خودرو بوگاتی ویرون ای بی 16.4

اگر به صورت فنی تر بخواهیم بررسی کنیم، موتور دابلیو از ترکیب و پیوستن ۲ موتور VR8 به یکدیگر بوجود آمده و چون ۲ موتور VR با یکدیگر ترکیب گردیده اند بنابراین در اصطلاح فنی و تخصصی به این موتورها WR گفته می شود. این موتورها دارای قدرت و سرعتی بسیار بالا (به نسبت ابعاد و حجم) است. اینگونه از موتورها دارای مزایایی می باشند که به شرح زیر می باشد:

  • حجم کمتر موتور نسبت به رقبا که باعث شده طراحی کاپوت خودرو شکیل تر گردد.
  • وزن کمتر موتور به دلیل استفاده از مواد اولیه کمتر در ساخت موتور که باعث افزایش راندمان وزنی خودرو خواند شد.( به عنوان مثال موتور 12سیلندر شش لیتری آئودی با توان تولید 420 اسب بخار به صورت میانگین در هر 100 کیلومتر 13.8 لیتر بنزین مصرف می کند.)
  • سرعت بسیار بالاتر و دور گیری بسیار بهتری در مقایسه با رقبای خورجینی دارد.
  • صدای کم و نرمی موتور در هنگام کار که باعث می شود در هنگام روشن بودن احساس شود که خودرو خاموش است.
  • از سایر تکنولوژی به کار رفته در موتور ها به خصوص 8 سیلندر به بالا از کار افتادن نیمی از سیلندر ها در زمانی که شما نیاز به توان زیاد ندارید اشاره کرد.

توضیحات کامل تر در خصوص موتورهای W:

تاکنون سه طرح کلی و متفاوت از این موتورها ارائه شده‌اند: یک مدل شامل سه ردیف سیلندر، دیگری با چهار ردیف سیلندر، و نیز مدلی شامل دو ردیف سیلندر و دو میل لنگ مجزا.

طراحی اولیه «سه ردیفه»:

در موتورهای W اولیه و کلاسیک، از سه ردیف سیلندر، و تنها یک میل‌لنگ واحد استفاده مي‌شد. یکی از اولین نمونه‌ها، یک موتور W3 بود که آنتزانی در سال 1906 برای استفاده در موتوسیکلت‌هایش طراحی کرد. لویی بلریو که در بیست و پنجم جولای سال 1909، اولین پرواز موفق بر فراز کانال مانش را انجام داد، از هواپیمایی استفاده کرد که با همین موتور تجهیز شده بود. اولین موتور W12، در سال 1917 و در هواپیمای «نپیر لاین» به کار گرفته شد.

طراحی مدرن «چهار ردیفه»:

گروه فولکس‌واگن با طراحی موتورW12، اولین موتور W مناسب خودرو را معرفی کرد. این موتور، با تلفیق و ترکیب دو موتور VR6 با زاویه 15 درجه و مشتمل بر چهار ردیف سیلندر حول یک میل‌لنگ واحد، شکل گرفت.

در این طرح، زاویه ردیف‌های سیلندرها نسبت به هم، معادل 72 درجه است. به همین دلیل، در برخی مواقع‌ و به درستی از این نوع موتورهای چهار ردیفه، به عنوان موتور‌های سری VV یاد مي‌شود تا تفاوت ساختاری آن با موتورهای سه ردیفه و شناخته شدهW، فراموش نشود. در حقیقت مي‌توان گفت که اگر موتورهای VR6 ابداع نشده بودند، موتورهای W هرگز به وجود نمي‌آمدند. شرکت آئودی طی سالیان دراز، مشغول تحقیق بر روی موتورW بود؛ اما در نهایت این طرح را کنار گذاشت. ظاهراً این شرکت نتوانسته بود مشکلات مرتبط با تهویه موتور و نیز خروج گازهای حاصل از سوخت را حل کند. در طرح آئودی، موتور W از سه ردیف سیلندر چهارتایی تشکیل مي‌شد و مشکل، چگونگی ارتباط و اتصال لوله اگزوز به ردیف میانی سیلندرها، به نحوی که باعث گرمایش بیش از حد فضای اطراف و نیز اتلاف بیش از حد فضا نشود، بود.

تاکنون از موتور W12 در محصولات فولکس‌واگن، مدل‌های فتون و توارگ، و نیز آئودی A8 و همچنین در بنتلی مدل کانتیننتال GT استفاده شده است. البته بنتلی، این موتور را با افزودن توربوشارژرهای دو قلوی KKK، به شدت اصلاح کرد و بدین ترتیب، باعث افزایش بازدهی آن شد. در نتیجه این تغییرات و اصلاحات، توان تولیدی این موتور، به میزانی قابل توجه، بیش از توان نمونه اصلی است.

کارشناسان، مهمترین مزیت موتورهای W را، چیدمان سيلندر آنها مي‌دانند؛ چراکه در آنها، تعداد زیادی سیلندر در فضایی به نسبت محدود جای گرفته اند.

در مقابل، نیاز این موتورها به دسته شاتون‌های بسیار باریک نیز به عنوان تنها مشکل آنها شناخته مي‌شود. این مشکل از آنجا ناشی مي‌شود که میل‌لنگ این موتورها نسبت به میل‌لنگ موتورهای V، به مراتب کوتاه‌تر است. به طور مشخص، در حالی که قطر دسته شاتون‌های موتور VR6، برابر با 20 میلیمتر است، این قطر در موتورهای W، از 13 میلیمتر تجاوز نمي‌کند. همین موضوع، مانع استفاده از این موتورها در اتومبیل‌های مسابقه مي‌شود.

سایر پیکربندی‌ ها:

W16:

پس از طراحی و ارايه موتور W12، شرکت فولکس ‌واگن به سراغ سایر پیکربندی‌های ممکن برای موتورهای W رفت. اولین پیکربندی، W16 بود که آن را برای بنتلی مدل هونادییرس با توان تولیدی 623 اسب‌بخار، طراحی کرد. همان طور که در تصویر فوق دیدید، در سال 2005، یک نسخه اصلاح شده و توربوشارژری این موتور با توان تولیدی 1001 اسب ‌بخار، برای بوگاتی ویرون 16.4 تولید و عرضه شد.

بوگاتی ویرون
بوگاتی ویرون در نمایشگاه ماشین ۲۰۰۹ بارسلونا – موتور: ۱۶ سیلندر دابلیو شکل

درست مشابه W12، موتور W16 نیز از تلفیق دو موتور VR8 ساخته مي‌شود. موتور VR8، با طرحی مشابه موتورهای VR6، دو ردیف سیلندر با زاویه 15 درجه نسبت به یکدیگر را شامل مي‌شود که در هر ردیف، به جای سه سیلندر (VR6)، چهار سیلندر وجود دارد. سپس برای به وجود آمدن W16، دو موتور VR8 با زاویه 72 درجه نسبت به هم، با یکدیگر ترکیب مي‌شوند. به بیان ساده‌تر، موتور W16، یک موتور W12 است که در هر ردیف، یک سیلندر بیشتر دارد.

W8:

موتورهای W8، اولین بار در مدل پاسات W8، محصول شرکت فولکس واگن، معرفی و عرضه شدند. از آنجا که این موتورها نیز در همان خط تولید سایر موتورهای W تولید مي‌شوند، طبیعتاً طراحی اصلی آنها، مشابه نمونه‌های W12 و W16 است. به عبارت دیگر، مي‌توان گفت که W8، یک موتور W12 است که یک سیلندر از هر ردیف سیلندرهای آن، حذف شده است. و یا حتی مي‌توان گفت که این موتور، از تقسیم یک موتور W16 به دو قسمت مساوی بوجود آمده است. به طبع، موتور W8 از دو موتور VR4 با زاویه 15 درجه تشکیل شده که با زاویه 72 درجه نسبت به هم، به یک میل لنگ واحد متصل شده‌اند.

W18:

از آنجا که 18 قابل قسمت به 4 نیست، مي‌توان به سادگی دریافت که W18 از ترکیب موتورهای VR به وجود نیامده است. در حقیقت، این پیکربندی، بر اساس طرح قدیمي‌ آئودی، شامل ترکیب سه ردیف شش سیلندری حول یک میل لنگ واحد شکل گرفته است. اشکال این پیکربندی اینست که دو زاویه بین این سه ردیف، زوایایی بزرگ در حدود 60 درجه هستند که در مجموع، زاویه ای 120 درجه را شکل مي‌دهند. و این در حالی است که زاویه کلی W16، تنها 87 درجه است. بنابراین، موتور W18 به مراتب عریض‌تر است. از نظر طول، موتور W16 همچون موتور VR8، طولی در حد 5 سیلندر دارد؛ حال آنکه طول W18 معادل شش سیلندر است.

بدیهی است که W18 بر خلاف W16، طرحی هوشمندانه نیست. در مقام مقایسه، مي‌توان پرسید که آیا این پیکربندی از یک موتور V12 قدرتمندتر است؟ آیا نرم تر از آن کار مي‌کند؟ آیا طول و عرض آن کمتر است؟ جواب همه پرسش‌های فوق، منفی است. بسیار خوب، آیا هزینه تولید آن کمتر است؟ به هیچ وجه! بنابراین تعجبی ندارد که فولکس‌واگن، پروژه تولید W18 را کنار گذاشت.

لازم به ذکر است که بان بان در مقالاتی دیگر، سایر انواع موتورها شامل موتورهای خطی، موتورهای تخت یا بوکسوری، موتورهای شعاعی یا ستاره ای، موتورهای وی‌ شکل یا خورجینی و موتورهای دورانی یا وانکل را نیز معرفی کرده است.

فرزاد رستمی

" کارشناس ارشد مهندسی اتومکانیک و مدرس دانشگاه هستم و در زمینه انتشار مقالات مکانیک خودرو با سایت خودرو بان بان همکاری می کنم. "

- فرزاد رستمی


برچسب ها: موتور خودرو

نوشتن دیدگاه


تصویر امنیتی
تصویر امنیتی جدید