مقایسه پیشرانه 6 سیلندر خطی و خورجینی

امروزه بسیاری از خودروسازان از پیشرانه‌های ۶ سیلندر در خودروهای خود استفاده می‌کنند. اما تفاوت میان انواع خطی و خورجینی این پیشرانه‌ها در چیست؟

اگرچه مزیت یک پیشرانه‌ی ۶ سیلندر خورجینی نسبت به نوع خطی آن اثبات شده است؛ اما یک فرد منطقی به هردوی آن‌ها نظر می‌اندازد. امروزه پیشرانه‌های ۶ سیلندر به‌وفور در صنعت خودروسازی مورداستفاده قرار می‌گیرند. آن‌ها می‌توانند نیروی محرکه‌ی هر خودرویی از سدان‌های اسپرت گرفته تا لیموزین‌های اشرافی، شاسی بلندها، وانت‌های پیکاپ و حتی ابر خودروها را تأمین کنند. تویوتا سوپرا 3000 و BMW M3 از پیشرانه‌های ۶ سیلندر خطی استفاده می‌کردند، درحالی‌که هوندا NSX و R35 GTR از مدل‌های خورجینی بهره می‌برند. با این‌حال، اگر نگاهی به بیشتر خودروها بیندازید، متوجه خواهید شد که پیشرانه‌ی غالب در طراحی آن‌ها نوع ۶ سیلندر خورجینی بوده و افق پیش روی پیشرانه‌های خطی تیره است؛ اما این به معنی برتری کامل این پیشرانه‌ها نسبت به همتایان خطی خود نیست و هرکدام از این پیشرانه‌ها مزایا و معایب خود را دارند.

پیشرانه‌های ۶ سیلندر خطی

مزایا

یکی از مزایای پیشرانه‌های خطی تعمیر آسان‌تر آن‌ها برای همه‌ی مکانیک‌ها، حتی انواع غیرحرفه‌ای است. داشتن تعادل خوب، یکی دیگر از مزیت‌های بلوکه‌های ۶ سیلندر خطی به شمار می‌آید. این پیشرانه‌ها به‌مانند مدل‌های خورجینی نیازی به برقراری تعادل در قسمت سر سیلندر و زمان‌بندی بسیار دقیق سوپاپ‌ها ندارند. آن‌ها به‌جای استفاده از چهار میل‌سوپاپ کوتاه در قسمت سر سیلندر، دارای یک جفت میل‌سوپاپ بلند برای باز و بسته کردن سوپاپ‌ها هستند. ازآنجایی‌که در این سیستم پیستون‌ها به شکل متقارن بالا و پایین می‌روند و احتراق نیز در هر دو طرف بلوکه کاملاً متقارن است، نیروی جبرانی هر سیلندر به توازن پیشرانه کمک می‌کند. درنتیجه موتور نرم‌تر کار می‌کند.

معایب

بااین‌حال برخی از معایب این پیشرانه‌ها موجب اقبال کم خودروسازان و طراحان به آن‌ها شده است. پیشرانه‌های ۶ سیلندر خطی در مقایسه با نوع خورجینی خود به‌اندازه‌ی طول دو سیلندر بزرگ‌تر هستند. درنتیجه جای دادن آن‌ها در اتاق موتور برای طراحان کمی دشوارتر است. به‌خصوص اینکه قرار باشد در کنار این پیشرانه‌ها، سیستم انتقال قدرت نیز قرار بگیرد. درنتیجه این پیشرانه‌ها بیشتر در خودروهای محرک جلو مورد استفاده قرار می‌گیرند. موتورهای با طول بیشتر در مقایسه با نمونه‌های کوچک‌تر از استحکام کمتری برخوردار هستند. به‌طور طبیعی میل‌لنگ‌ها و میل‌سوپاپ‌های بلندتر در هنگام گردش تمایل بیشتری به خم شدن دارند. به‌علاوه بلوکه‌های سیلندر از استحکام کافی در مقایسه با نوع V شکل برخوردار نیستند. ابعاد این پیشرانه نیز به کاهش مرکز ثقل خودرو کمکی نمی‌کند؛ زیرا جرم ساکن و گردشی پیشرانه‌های کوچک‌تر به‌مراتب بیشتر از انواع خطی و بزرگ‌تر است.

پیشرانه‌های ۶ سیلندر خورجینی

مزایا

قطعاً اولین چیزی که به ذهن همه می‌آید، جمع‌وجور بودن پیشرانه‌های ۶ سیلندر V شکل در مقایسه با نوع خطی آن است. سیلندرها در این موتورها با زاویه‌ی ۶۰ درجه نسبت به هم قرار گرفته‌اند. درنتیجه جای دادن آن‌ها در اتاق موتور به‌مراتب ساده‌تر است. این‌ موضوع نکته‌‌ای مهم است، زیرا زمانی که صحبت از افزودن اجزای اضافه نظیر توربوشارژر در زیر کاپوت می‌شود، این پیشرانه‌ها از انعطاف‌پذیری بیشتری برخوردارند. جای دادن پیشرانه‌ی ۲.۵ لیتری خورجینی در فضای خود، با این طراحی به‌مراتب آسان‌تر شده است. درنتیجه هزینه‌های تحقیق و توسعه و تولید نیز کاهش می‌یابد. کارخانه‌ها می‌توانند با استفاده از چنین پیشرانه‌هایی، بدون نیاز به تغییر در ابعاد شاسی یا جابجا کردن موقعیت پیشرانه، خودرویی با عملکرد بهتر بسازند.

معایب

بااینکه پیشرانه‌های V شکل به‌مانند برادران خطی خود از ۶ سیلندر برخوردارند؛ اما بالانس خوبی ندارند. زمانی که دو بلوکه‌ی خطی سه سیلندر با یکدیگر ترکیب می‌شوند، نیاز است با استفاده از یک میله‌ی تعادل نیروی اینرسی ناخواسته از سوی سیلندرهای روبرو خنثی شود. بدون این میله‌ی تعادل، لرزش‌های زیادی به میل‌لنگ منتقل می‌شود و از عملکرد موتور می‌کاهد. به‌علاوه بالانس موتور به خاطر طولانی بودن کورس پیستون و افزایش قطر آن به هم می‌ریزد. درنتیجه این پیشرانه‌ها به طراحی دقیق‌ و پیچیده‌تری برای خنثی کردن نیروهای ناخواسته نیاز دارند. این امر هزینه‌ی تولید آن‌ها را بالاتر می‌برد. چنین پیشرانه‌ای با داشتن دو سرسیلندر نیازمند چهار میل‌سوپاپ و ۲۴ عدد سوپاپ است. درنتیجه تنظیم دقیق زمان باز و بسته شدن سوپاپ‌ها به پیچیدگی طراحی این پیشرانه‌ها می‌افزاید. این موتورها علاوه بر اینکه به‌خوبی همتایان خطی خود بالانس نیستند، تعمیر و نگه‌داری دشوارتری نیز دارند. خبر بد این است که کار کردن با چنین موتورهایی برای افراد معمولی که عادت به سرک کشیدن به موتور ماشین خود دارند و مایلند دست‌های خود را با آن کثیف کنند، به‌مراتب سخت‌تر است.

بااینکه امروزه از پیشرانه‌های خطی کمتر استفاده می‌شود، اما مرسدس بنز اخیرا یک پیشرانه‌ی جدید ۶ سیلندر خطی با نام M256 با قدرت ۴۸۰ اسب بخار عرضه کرده است. میزان تولید دی‌اکسید کربن این پیشرانه ۱۵ درصد کمتر شده و قرار است جایگزین تمامی پیشرانه‌های ۶ سیلندر خورجینی شود. درنتیجه در آینده شاهد حضور دوباره‌ی پیشرانه‌های خطی در کنار پیشرانه‌های V شکل خواهیم بود.