تکنولوژی‌هایی که به موتورسیکلت‌ها قدرت می‌بخشند
به گزارش «اخبار خودرو»، تا یک دهه پیش موتورسیکلت‌ها تنها وسایل‌نقلیه پرآلاینده در آمارهای جهانی به شمار می‌آمدند. اما کمپانی‌های مطرح توانستند با الگوبرداری درست از پیشرفت‌های صنعت خودرو یعنی ورود الکترونیک و تلفیق آن با سیستم‌های مکانیکی، توانستند به‌شکل چشمگیری صنعت موتورسیکلت را با تحولات بسیاری مواجه کنند. حال با تغییر ساختار طراحی و تولید این دوچرخ‌های جذاب، هرسال شاهد پیشرانه‌های کم‌حجم اما پرتوان و البته با حفظ سطح آلاینده پایین هستیم. در ادامه به‌بررسی تکنولوژی‌های جدیدی که در قوای محرکه جمع‌وجور موتورسیکلت‌ها به‌کار گرفته شده‌اند تا هم راندمان و گشتاور را بهبود بخشند و هم سطح آلودگی را به حداقل‌ترین میزان خود برساند، می‌پردازیم.
پیشرانه‌هایی با بدنه آلومینیوم
آلومینیوم مناسب‌ترین متریال در ساخت خودرو و موتورسیکلت به‌شمار می‌رود. انتقال حرارت بهتر، استحکام و چکش‌خواری، وزن کمتر، دمپینگ ارتعاش و ضربه از مهم‌ترین عواملی هستند که آلومینیوم را به بهترین متریال بدل کرده‌اند.
ازآنجاکه ساختار موتورهای درون‌سوز به این گونه است که مجموع قطعات دوار و متحرک مانند پیستون، شاتون، میل‌لنگ، سوپاپ‌ها و میل‌بادامک‌ها در ساختمان واحدی به نام موتور قرار دارند بنابراین مهم‌ترین بخش هر موتور، بلوکه (بدنه) است که قطعات اصلی دوار را (که حرکت خطی را به دورانی تبدیل می‌کنند) در خود جا داده و البته در ساخت پیشرانه‌ها به بسیار مهم به‌حساب می‌آیند.
حدود یک‌دهه است که کمپانی‌های مطرح مانند دوکاتی، ب‌ام‌و، آپریلیا، کاوازاکی، هوندا، سوزوکی، یاماها و… از آلومینیوم در ساخت بلوکه سیلندر استفاده می‌کنند. زیرا بلوکه‌های آلومینیومی نسبت‌به موتورهایی که پیش‌تر تولید می‌شدند، از راندمان بالاتر، اتلاف انرژی کمتر، انتقال حرارت بهتر و نهایتا صدای کمتری در حین کارکرد و راه‌اندازی موتور سود می‌برند. از آنجا که وزن کمتر در طراحی موتورسیکلت از موارد و مولفه‌های مهم محسوب می‌شود، بنابراین به‌کارگیری آلومینیوم در ساخت پیشرانه‌ها گام موثری در این زمینه است.
متغیرسازی زمان‌بندی سوپاپ‌ها
اگر تصور می‌کنید موتورسیکلت‌های جدید نیز مانند مدل‌های قدیمی از شتاب ضعیف و قدرت پایین‌تری برخوردارند، اشتباه می‌کنید. زیرا امروز تمام محصولات کمپانی‌هایی مانند هوندا، ب‌ام‌و، دوکاتی، آپریلیا، کاوازاکی، سوزوکی، یاماها و هارلی‌دیویدسون از مهم‌ترین و پیشرفته‌ترین تکنولوژی‌های طراحی و ساخت پیشرانه یعنی سیستم تایمینگ متغیر سوپاپ متغیر یا VVT بهره می‌گیرند. کمپانی‌های مطرح با برخی تغییرات توانسته‌اند سبک جدیدی از این سیستم را به جهان معرفی کنند. همچنین کمپانی هوندا با طراحی یک سنسور، موقعیت زمان‌بندی سوپاپ‌ها را(باتوجه به اطلاعاتی که از حرکت دوار میل‌سوپاپ‌ها به دست می‌آورد) به ECU منتقل می‌کند تا واحد پردازشگر کنترلی متناسب با کاهش و افزایش فشار سیال روغن موجود در سرسیلندر و همچنین بهره‌گیری از دو چرخ‌دنده، عمل باز و بسته بودن سوپاپ‌های ورودی و خروجی را متغیر کند. هرچند کمپانی‌های مطرح سعی در خلق فناوری‌های جدید دارند اما سیستم‌های VVT تنها به افزایش راندمان و قدرت خروجی بیشتر کمک می‌کنند.
بهبود خنک‌کاری و افزایش راندمان
در موتورهای احتراق داخلی پس از احتراق حاصل از متراکم شدن سوخت، در کنار نیروی تولیدی برای حرکت قطعاتی مانند پیستون و میل‌لنگ به منظور راه‌اندازی موتور، انرژی گرمایی حاصل از احتراق که البته حرارت بالایی هم تولید می‌کند.
اگرچه تا دهه‌ها قبل عمل خنک‌کاری پیشرانه‌های موتورسیکلت‌ها تنها از طریق هوای عبوری روی فین (پره‌های) بدنه موتور (که با نام هواخنک شناخته می‌شوند) انجام می‌شد. به‌رغم‌آنکه 25درصد انرژی حاصل از احتراق سبب حرکت پیستون‌ها و میل‌لنگ می‌شود، حدود 10درصد نیز صرف غلبه بر نیروی‌های اصطکاک بین اجزا متحرک موتور و تقریبا 35درصد هم از طریق گازهای خروجی اگزوز دفع و 30درصد باقیمانده صرف گرم شدن قطعات موتور می‌شود اما باید یک سیستم‌خنک‌کاری طراحی شود که از داغ شدن بیش از حد موتور و اتلاف انرژی حرارتی و کاهش راندمان جلوگیری کند.
از آنجا که پیشرانه‌های جدید موتورسیکلت‌ها مجهزبه سیستم سوخت‌رسانی انژکتوری هستند بنابراین از دو سیال آب و روغن برای خنک‌کاری استفاده می‌شود. یک رادیاتور بزرگ برای تبادل دمایی آب در حال چرخش در جداره‌های سیلندر طراحی شده و یک رادیاتور کوچک‌تر به‌منظور تبادل دمایی روغن موتور برای روانکاری اجزای متحرک موتور، همچنین چرخ‌دنده‌های گیربکس نیز تعبیه شده‌اند تا در جلوترین نقطه موتور با عبور هوای بیشتر، سبب کاهش دمایی موتور و حفظ دمای کاری و افزایش راندمان شوند.
مهندسان کمپانی‌هایی چون ب‌ام‌و، دوکاتی، هوندا، سوزوکی، کاوازاکی، هارلی‌دیویدسون، یاماها و… ترموستات هوشمندی را تعبیه کرده‌اند تا پیش از رسیدن دمای آب به حد معین سوپاپ هیدرولیکی باز شود و به‌این‌ترتیب عمل تبادل حرارت میان آب سرد موجود در رادیاتور و آب گرم جداره‌های سیلندر را انجام دهد.
سازوکار تسریع تعویض دنده
شاید هنگام قرار گرفتن پشت موتورسیکلت‌های اسپرت و البته اقتصادی‌های به‌روز، این فکر ذهنتان را مشغول کند که در کدام دنده هستید یا مردد شوید با کدام دنده در حال حرکتید! در چنین حالتی، دور موتور با گرفتن کلاچ خود را تطبیق می‌دهد تا روند تعویض دنده انجام شود.
اما مکانیزم تسریع تعویض دنده‌ها یا کوئیک‌شفت، این مشکل را برطرف می‌کند و به‌دلیل تعویض سریع دنده‌ها آدرنالین شما افزایش خواهد یافت. کوئیک‌شفت برای نخستین بار در محصولات دوکاتی مورداستفاده قرار گرفت اما به‌دلیل عملکرد فوق‌العاده هنگام تعویض دنده و شتاب چشمگیر، کمپانی‌های مطرح نیز با تغییراتی اندک در طراحی اهرم‌بندی و کلاچ‌های چندصفحه‌ای آن را در محصولاتشان به‌کار گرفتند.
این سیستم تعویض‌دنده باتوجه به کلاچ‌های چندصفحه‌ای غوطه‌ور در روغن، سازوکار هیدرومکانیکی روند تعویض دنده با وجود فشار اضافه و یکسان روی صفحات کلاچ سیکل انتقال قدرت را کامل می‌کند. همچنین چرخ‌دنده‌های کوچک با ضریب دنده ثابت فواصل تعویض دنده را در مدت زمان بسیار کوتاهی انجام می‌دهند که به شتاب و پرفورمنس بهتری منتج می‌شود. چنین سازوکار تعویض‌دنده در محصولات اقتصادی مانند ب‌ام‌و، کاوازاکی، هوندا، سوزوکی و حتی یاماها نیز به‌کار رفته است تا عملکرد آن‌ها را هنگام حرکت و انتقال قدرت بهبود بخشد.
سیستم‌های کنترلی الکترونیکی
یکی دیگر از فناوری پیشرانه‌های موتورسیکلت‌های انژکتوری جدید استفاده از سیستم‌های کنترلی الکترونیکی است. به بیان ساده‌تر مهندسان کمپانی‌های مطرح برای کاهش سطح آلایندگی خروجی از موتور و بهبود راندمان، تعداد سنسورها و عملگرهای الکترونیکی را افزایش داده‌اند.
در پیشرانه‌های چهارسیلندر یک لیتری هوندا CBR1000RR و سوزوکی
GSX-R1000R از دو سنسور اکسیژن یکی در خروجی اگزوز و دیگری در ابتدای مسیر مانیفولد دور نصب شده‌اند تا مقدار اکسیژن موجود در هوا را برای تنظیم سوخت اندازه‌گیری کند و همچنین عملکرد موتور را بهبود بخشد. همچنین کمپانی دوکاتی برای مدل سوپرلجرای ب‌ام‌و برای سوپربایک خود یعنی S1000RR از یک سنسور متغیر دریچه‌گاز برای تثبت دور موتور و همچنین جلوگیری از گازهرز خوردن موتور طراحی کرده‌اند تا با یک موتورالکتریکی کوچک روی دریچه‌گاز، زاویه باز و بسته شدن دریچه‌گاز بادریافت اطلاعات ECU متغیر شود و کشش لازم را برای حرکت ایجاد کند.
اگزوزهای جدید و منحصربه‌فرد
اگزوز شاید قطعه بسیار ساده‌ای به نظر برسد اما درواقع این قطعه با ساختار ساده از مهم‌ترین و پیچیده‌ترین بخش‌های مهندسی مکانیک به‌ویژه گرایش دینامیک و سیالات است.
از آنجاکه چهارمین زمان در راه‌اندازی موتورهای درون‌سوز؛ خروج دود ناشی‌از احتراق است بنابراین خروج سریع دود و نبود موانع حرکتی بر سر آن از مهم‌ترین پارامترهای موثر در این زمینه هستند. آکراپوییچ(Akrapovič) که به‌عنوان بهترین سازنده اگزوز جهان شناخته می‌شود با طراحی اگزوزهای تیتانیومی، هدرزهایی از جنس فولاد سبک‌وزن و اغلب با پوشش فیبرکربنی موفق به افزایش راندمان 15درصدی موتور و همچنین صدای پرطنین برای موتورسیکلت‌های کم حجم اسپرت شده است.
به‌گفته مهندسان آکراپوییچ باتوجه به طراحی قطعات صاف و فاقد برجستگی لوله‌هایی به منظور خروج دود طراحی شده است تا هنگام خروج دود سیال عبوری بدون ایجاد جریان اغتشاشی به‌راحتی از کانال خارج شود. زیرا براساس اصل برنولی (منطبق بر طراحی هدرزها و لوله‌های میانی به شکل مستطیل و همچنین مافلرهای بزرگ) خروج دود به آسانی انجام می‌شود که در نتیجه راندمان موتور نیز افزایش یافته است. این امر سبب افزایش 5درصدی راندمان مکانیکی می‌شود.
