رکورد شکنی با راندمان حرارتی؛ معرفی یک موتور فوق کارآمد توسط تویوتا

تویوتا به تازگی موتوری را با نام فورس داینامیک معرفی کرده که بیش از 40 درصد از انرژی تولید شده توسط احتراق را به گشتاور تبدیل می کند.

این در حالی است رسیدن به یک راندمان 40 درصدی در موتورهای درون سوز بسیار فوق العاده بوده و افراد زیادی دسترسی به آن را غیر قابل تصور می دانستند.

در واقع تویوتا یک قوای محرکه جدید برپایه پلت فرم TNGA را معرفی کرده که شامل موتور مذکور، یک سیستم هیبرید جدید و مبدل گشتاور برای سیستم های چهارچرخ متحرک می شود.

اما دستیابی به این راندمان 40 درصدی چگونه امکان پذیر شده است؟

اگر کمی با طراحی موتورهای درون سوز آشنایی داشته باشید می دانید که طراحان و مهندسان این موتورها خلاقیت ها و نوآوری های فوق العاده ای را درون آن ها پیاده سازی و موتورهای احتراق داخلی امروزی با نمونه های قبلی خود متفاوت بوده و بسیار پیشرفته تر و صدالبته متنوع ترند.

به عنوان نمونه کمپانی مزدا در Skyactiv-X از یک موتور بنزینی با قابلیت احتراق بوسیله ی فشرده سازی مخلوط سوخت و هوا (مشابه خودرو های گازوئیلی) استفاده می کند در حالی که کمپانی اینفینیتی توانسته موتور های درون سوزی با قابلیت تغییر کمپرس و تراکم تولید کند.

این دو خودروساز تنها نمونه های کوچکی از کمپانی های تولید کننده موتور خودرو هستند که از روش طراحی خاص خود استفاده می کنند.

خودروسازان دریافته اند با اینکه موتورهای الکتریکی و هیبرید در حال تصاحب بازار هستند اما باتوجه به تکنولوژی های جدید و خلاقیت مهندسان هنوز موتور های درونسوز قابلیت بهبود داشته و می توان راندمان آن ها را افزایش داد.

در حال حاضر پیشرفت های فوق العاده ای در موتورهای پیستونی درونسوز رخ داده و بسیاری از خودروسازان در این زمینه فعال بوده و محصولات جدید خود را معرفی می کنند.

تویوتا نیز به تازگی به لیست خودروسازان فعال در این زمینه پیوسته و از یک موتور فورس داینامیک چهار سیلندر رونمایی کرده است. نوآوری ها و خلاقیت های کارآمد بسیاری در نمونه سنتی این موتور صورت گرفته و و سبب شده بازده حرارتی این موتور 4 سیلندر 2 لیتری به 40 درصد برسد.

جیسون فنسک یکی از مهندسان مجله خودرویی roadandtrack در این باره توضیح می دهد که ترفند های طراحی و تیونینگی وجود دارد که می تواند به عنوان یک فاکتور تاثیرگذار در این زمینه کمک کننده باشد.

تویوتا برای رسیدن به راندمان 40 درصدی تمرکز خود را به سمت منیفولد های هوای ورودی موتور و نحوی تزریق مستقیم بنزین به درون محفظه احتراق هر سیلندر معطوف کرده است به این ترتیب تزریق سوخت به درون سیلندر بهینه سازی شده و سوزاندن سوخت و تولید انرژی به صورت کارآمد تر صورت می گیرد.

ضریب تراکم این موتور معادل 13:1 است که با توجه به این موضوع قدرت موتور بیشتری نیز تولید می شود.تویوتا توانسته به کمک همین ترفندهای ساده موتوری چهار سیلندر را معرفی کند که راندمان حرارتی آن تقریبا از هر موتوی دیگری که تا بحال دیده شده بیشتر است.

این موتور می تواند به کمک این تنظیمات ساده قدرت 171 اسب بخاری و گشتاور 205 نیوتن متری را تولید کند. بد نیست بدانید که در کنار این موتور درون سوز، یک نسخه هیبریدی اقتصادی نیز عرصه شده که ضریب تراکم آن معادل با 14:1 بوده و حداکثر قدرت و گشتاور آن به ترتیب 145 اسب بخار و 180 نیوتن متر است.