چرا برخی موتورهای ۴ سیلندر به ۸ شمع مجهز هستند؟

در دنیای خودرو، به‌طور معمول تعداد شمع‌های یک موتور بنزینی با تعداد سیلندرهای آن برابری می‌کند. برای مثال، بسیار طبیعی و منطقی است که یک موتور ۸ سیلندر (V8) دارای هشت شمع، یک موتور ۱۲ سیلندر دارای ۱۲ شمع و یک موتور رایج ۴ سیلندر نیز دقیقا ۴ شمع داشته باشد. با این حال، در موارد خاصی مهندسان تصمیم می‌گیرند تعداد شمع‌ها را در هر سیلندر به دو برابر افزایش دهند.

نخستین خودرویی که از این ایده بهره برد، مدل «آلفا ۴۰/۶۰ گرند پری» محصول سال ۱۲۹۳ خورشیدی (۱۹۱۴ میلادی) بود. پیشرانه این خودرو در زمان خود به قدری انقلابی و پیشرو بود که حتی پیش از آنکه این خودروساز با نام آلفارومئو در جهان شناخته شود، توانست هیاهوی زیادی در دنیای مهندسی به پا کند.

در واقع، نام شرکت آلفارومئو و فناوری اختصاصی آن‌ها که با نام تویین اسپارک (Twin-Spark) شناخته می‌شود، چنان با یکدیگر گره خورده‌اند که نمی‌توان یکی را بدون دیگری تصور کرد. قلب تپنده مدل آلفا ۴۰/۶۰ گرند پری یک موتور ۴.۵ لیتری خطی ۴ سیلندر با سیستم احتراق دوگانه بود. در این موتور، هر سیلندر میزبان دو شمع بود که در مجموع تعداد آن‌ها را به ۸ عدد می‌رساند. شاید با خود فکر کنید که با وجود هشت شمع، این موتور باید قدرت بسیار زیادی تولید کند، اما واقعیت کمی متفاوت است.

این موتور ۴.۵ لیتری چهار سیلندر قدیمی، تنها ۳۹ اسب بخار قدرت و حدود ۶۰ نیوتن‌متر گشتاور تولید می‌کرد. اگرچه این اعداد با استانداردهای سال ۱۴۰۳ خورشیدی بسیار ناچیز به نظر می‌رسند، اما در سال ۱۲۹۳ خورشیدی قدرت بسیار زیادی محسوب می‌شدند. واقعیت این است که اگرچه شمع‌های اضافی می‌توانند به بهبود عملکرد کمک کنند، اما هدف اصلی در موتورهای مجهز به احتراق دوگانه، بیشتر مربوط به افزایش بازدهی، بهینه‌سازی مصرف سوخت و کاهش انتشار گازهای آلاینده است.

دو جرقه بهتر از یک جرقه است

آلفارومئو تنها شرکتی نیست که در بازی احتراق دوگانه حضور داشته است. خودروساز ژاپنی، نیسان، در دهه‌ ۱۳۶۰ خورشیدی از سیستم پیشرفته‌ای به نام NAPS استفاده می‌کرد که مبتنی بر احتراق دوگانه بود. همچنین شرکت فورد در موتور ۲.۳ لیتری موسوم به لیما، طراحی میل‌سوپاپ رو (SOHC) را با سیستم دو شمع برای هر سیلندر ترکیب کرد. نام‌های بزرگ دیگری همچون مزدا، مرسدس بنز، شورولت و دوج نیز در دوره‌های مختلف، شانس خود را با موتورهای احتراق دوگانه امتحان کرده‌اند.

در این میان، شرکت هوندا در سال ۱۳۸۰ خورشیدی (۲۰۰۱ میلادی) از نسل جدید موتورهای ۱.۳ لیتری ۴ سیلندر خود با نام i-DSI رونمایی کرد که بعدها در مدل‌هایی نظیر سیویک هیبرید مدل ۱۳۸۲ به کار گرفته شد. در حالی که در برخی طراحی‌های تویین اسپارک، هر دو شمع به صورت هم‌زمان جرقه می‌زنند، سیستم هوشمند هوندا به‌گونه‌ای طراحی شده که دو شمع هر سیلندر با ترتیبی متفاوت و بر اساس میزان فشار روی موتور و دور موتور (RPM) جرقه می‌زنند.

علاوه بر این، شمع‌ها در این موتورها به صورت مورب در محفظه احتراق قرار گرفته‌اند تا مخلوط سوخت و هوا را با سرعت بیشتری مشتعل کنند. این نوآوری به هوندا اجازه داد تا از قطره‌قطره سوخت، بیشترین بهره را ببرد. این طراحی باعث می‌شود موتور به نسبت تراکم بالاتری دست یابد و احتراق در هر دور موتوری با شدت و کیفیت بهتری انجام شود، در حالی که پدیده ناک زدن موتور (Knock) به حداقل می‌رسد. موتور ۱.۳ لیتری هوندا حدود ۸۵ اسب بخار قدرت تولید می‌کرد که بسیار بیشتر از آلفای قدیمی بود، اما نقطه قوت اصلی آن در صرفه‌جویی سوخت نهفته بود. این موتور در ترکیب با جعبه‌دنده CVT اختصاصی هوندا، می‌توانست بدون تولید آلاینده‌های مضر زیاد، به مصرف سوختی بسیار بهینه (حدود ۴.۳ لیتر در هر ۱۰۰ کیلومتر) دست یابد.

مزایا و معایب موتورهای احتراق دوگانه چیست؟

در کنار بحث قدرت و بهینه‌سازی مصرف سوخت، موتورهای ۴ سیلندری که ۸ شمع دارند، از نظر قابلیت اطمینان نیز برتر به نظر می‌رسند. به دلیل طراحی پشتیبان، اگر یکی از شمع‌ها دچار نقص فنی شود، موتور همچنان به کار خود ادامه می‌دهد. به همین دلیل است که برخی موتورهای هواپیما نیز از دو شمع در هر سیلندر استفاده می‌کنند تا به عنوان یک چتر نجات امنیتی، در صورت خرابی یکی از شمع‌ها در میانه‌ی پرواز، موتور از کار نیفتد.

اما در مورد معایب، بارزترین نکته هزینه بالای نگهداری است. شمع‌های خودرو انواع مختلفی دارند و قیمت برخی مدل‌های باکیفیت ایریدیوم ممکن است برای هر عدد بین ۸ تا ۱۵ دلار باشد. در یک موتور ۴ سیلندر معمولی، تعویض هر چهار شمع حدود ۶۰ دلار هزینه خواهد داشت، اما در یک موتور با احتراق دوگانه، این هزینه دو برابر شده و به راحتی از مرز ۱۰۰ دلار عبور می‌کند.

اگر خودتان دست‌به‌آچار باشید و شمع‌ها را تعویض کنید، هزینه قطعات شاید خیلی زیاد نباشد، اما در صورتی که به تعمیرگاه‌های تخصصی مراجعه کنید، دستمزد تعویض شمع‌ها برای سیستم‌های احتراق دوگانه تقریبا دو برابر خواهد بود. علاوه بر این، داشتن هشت شمع به معنای نیاز به هشت «کویل» (Coil Pack) است. تعویض تمامی کویل‌ها اصلا ارزان تمام نمی‌شود؛ چرا که قیمت هر کویل بسته به نوع خودرو می‌تواند از ۳۵ تا ۳۰۰ دلار متغیر باشد.

شما چه مدل موتوری برای خودرو خود ترجیح می‎دهید؟ نظرات ارزشمند خود را از طریق بخش دیدگاه‌ها با ما و کاربران چرخان در میان بگذارید.

مطالب مرتبط:

1. سیستم هیبریدی e:HEV در هوندا ZR-V و HR-V؛ چرا متفاوت است؟
2. مزایای گیربکس e-CVT هوندا در کاهش مصرف سوخت و استهلاک
3. ترمز اضطراری خودکار (AEB)
4. قفل دیفرانسیل مرکزی و عقب (LSD)

کپی لینک لینک کپی شد