پایگاه خبری اسب بخار
مرجع تخصصی اخبار و ویدیو خودرو

موتورهای داینامیک فورس تویوتا چه ویژگی هایی دارند؟

موتورهای داینامیک فورس (Dynamic Force) تویوتا دارای طراحی جدیدی در بخش های مختلف موتور هستند که در نهایت همه این تغییرات در طراحی موتور موجب می شود بازده حرارتی این موتورها نسبت به موتورهای معمولی بیش تر شود.

تویوتا همیشه در تلاش بوده است بخش های مختلف خودروهای تولیدی خود را طوری طراحی کند که هم عمر بالایی داشته باشند، هم ارزان تمام شوند و هم تعمیر آن ها برای تعمیرکاران ساده و راحت باشد.

این شرکت در آخرین تغییراتی که بر روی موتور برخی از خودروهای خود اعمال کرده، توانسته است به بازده حرارتی (Thermal Efficiency) آن ها بیافزاید تا در اثر افزایش این بازده، موتور بتواند به توان و گشتاور بیش تری دست یابد.

بازده حرارتی (Thermal Efficiency) چیست؟

به مقدار انرژی آزادشده در اثر احتراق درون سیلندر که به انرژی مکانیکی تبدیل شده است، نسبت به مقدار کل انرژی آزادشده در اثر احتراق، بازده حرارتی می گویند. به بیانی ساده تر، به مقدار کار دریافتی از گرمای آزادشده طی احتراق درون موتور، بازده حرارتی می گویند.

بازده حرارتی (Thermal Efficiency) موتورهای احتراقی چه مقدار هستند؟

به طور کلی، موتورهای احتراق داخلی (Internal Combustion Engines) بازده حرارتی پایین دارند و از این نظر به کارگیری آن ها قانع کننده نیست، اما با توجه به نیاز مردم دنیا به آن ها، نیاز است این نوع از موتورها در بخش های مختلف صنعت و وسایل حمل و نقل استفاده شوند.

بازه بازده حرارتی موتورهای احتراق داخلی بین ۲۵ تا ۳۳ درصد است، اما با این وجود، تویوتا توانست در موتورهای داینامیک فورس خود به بازده حرارتی حدود ۴۱ درصد برسد و این یعنی ۸ درصد بیش تر از بازدهی موتورهای دیگر. افزایش ۸ درصدی بازده حرارتی موتورهای داینامیک فورس تویوتا موجب شده است این موتورها بتوانند در مقایسه با موتورهای هم‌رده دیگر، توان و گشتاور بیش تری تولید کنند.

موتورهای داینامیک فورس (Dynamic Force) تویوتا بر چه اساسی طراحی شده اند؟

 تویوتا با بررسی این که چگونه می توان بازده حرارتی یک موتور را افزایش داد دریافت مؤثرترین راه برای این افزایش، سرعت بخشیدن به احتراقی است که درون موتور انجام می شود، یعنی موتورهای داینامیک فورس به گونه ای طراحی شده اند که سرعت احتراق درون آن ها از بقیه موتورهای احتراقی بیش تر است.

در موتورهای داینامیک فورس چه تغییراتی صورت گرفته است؟

۱. تغییر در مقدار شعاع سیلندر (Bore) و کورس پیستون (Stroke)

در موتورهای معمولی شعاع سیلندر (Bore) و کورس پیستون (Stroke) طوری انتخاب می شد که مقدار آن ها به هم نزدیک باشد، اما در موتور داینامیک فورس تویوتا از میزان شعاع سیلندر (Bore) کاسته شد و به میزان کورس پیستون اضافه شد. در موتورهای معمولی نسبت کورس پیستون به شعاع سیلندر کم تر بود و این قضیه فضای کافی به شعله برای پیشروی در راستای عمودی را نمی داد. افزایش نسبت کورس پیستون به شعاع سیلندر در موتورهای داینامیک فورس موجب شد هنگام شروع گسترش شعله درون محفظه احتراق، جبهه های شعله (Flame Fronts) فضای کافی برای پیشروی در راستای عمودی نیز داشته باشند تا در نهایت، سرعت احتراق بیش تر شود.

۲. افزایش زاویه بین سوپاپ ورودی هوا (Intake Valve) و خروجی دود (Exhaust Valve)

افزایش زاویه بین سوپاپ ورودی و خروجی موتور موجب شد هوای واردشده به موتور تحت افت کم تری از طرف سوپاپ ورودی قرار گیرد. به این صورت که هوای ورودی تنها از طرف بالای سوپاپ هوا وارد محفظه شود و مانند موتورهای معمولی، هوای ورودی از دو طرف سوپاپ وارد محفظه احتراق نشود.

۳. تغییر در رانرهای ورودی و خروجی (Intake & Exhaust Runner)

رانرهای ورودی و خروجی، امتداد مسیرهایی هستند که هوا و دود پس از سوپاپ در سرسیلندر طی می کنند، رانرها در موتورهای معمولی به صورت منحنی اند (Curvy) اما در موتورهای داینامیک فورس این رانرها خطی تر شده اند. خطی تر شدن رانر ورودی موجب شده است هوای ورودی مستقیماً از بالای سوپاپ ورودی به محفظه وارد شود و طی این ورود در داخل محفظه به دیواره برخورد کند. در نهایت، جریان چرخشی تامبل (Tumble) با شدت بیش تری در محفظه به وجود می آید که موجب اختلاط بهتر سوخت و هوا می شود. البته در موتورهای داینامیک فورس، نشیمن‌گاه زیرین سوپاپ ورودی نیز تغییر کرده تا هوایی که به سمت زیر سوپاپ متمایل است را به سمت بالای آن هدایت کند.

از طرفی دیگر، خطی تر شدن رانرهای خروجی نیز موجب شده است افت کم تری در عبور گازهای خروجی ایجاد شود و این گازها با سرعت بیش تری محفظه احتراق را ترک کنند. به این ترتیب، تخلیه گازهای خروجی بهتر می شود و بازده حجمی موتور (Volumetric Efficiency) افزایش می یابد.

۴. به کارگیری بخش های الکتریکی و متغیر موتور

در موتور داینامیک فورس از ترموستات الکترونیکی، واتر پمپ الکتریکی، EGR، زمان بندی متغیر سوپاپ های ورودی برقی (VVT-iE) و خروجی هیدرولیکی، اویل پمپ متغیر و دریچه گاز برقی استفاده می شود تا همه این بخش ها نیز با عملکرد خود به کمک افزایش بازدهی حرارتی بیایند.

۵. بهره گیری از سیستم D4S یا تزریق چند گانه

در این موتورها از جدیدترین سیستم تزریق چندگانه مخصوص شرکت تویوتا که D4S نام دارد استفاده شده است. این سیستم تزریق به گونه ای است که در آن هم از انژکتورهای تزریق مستقیم سوخت (GDI) چندسوراخه (Multi-hole Direct Injectors) استفاده می شود و هم از انژکتورهای تزریق درگاهی یا Port Injection. به کارگیری انژکتورهای چندسوراخه موجب می شود ترکیب بهتر و یک‌دست تری از سوخت و هوا به دست آید.

تویوتا با D-4S توانسته MPI و GDI را با هم ترکیب کند به گونه‌ ای که برای هر سیلندر، یک انژکتور در منیفولد و یک انژکتور درون محفظه احتراق سوخت را تزریق می‌کنند و این ترکیب بازده موتور را افزایش داده و مشکل انباشت دوده را نیز برطرف کرده است.

حتماً بخوانید: بررسی و مقایسه موتورهای MPI و GDI

محمد جبارزاده شیاده

پایگاه خبری اسب بخار