20-07-2014، 10:18
اگر شما جزو علاقه مندان اتومبیل و خودروسازی باشید احتمالا نام موتورهای HEMI برایتان آشنا باشد. اگر پیگیر خودروهای عضلانی یا مسابقات Drag باشید می دانید که موتور 426 HEMI بخاطر عملکرد فوق العادشان یکی از محبوب ترین موتورهاست. احتمالا شنیده باشید که کرایسلر این فناوری را از سال 2003 روی اتومبیل های دوج نیز پیاده می کند. در این مطلب تصمیم دارم تا زیر و بم این موتور را برایتان شرح بدهم به امید روزی که شاهد این گونه موتورها در خودروهای وطنی نیز باشیم.
تولد موتورهای HEMI:
این موتورها اولین بار در سال 1948 توسط گروه بزرگی به سرکردگی آقای وست لیک (Westlake) طراحی و ساخته شد. این موتور 6 سیلندر اولین بار بر روی اتومبیل جگوار نصب شد. چند سال بعدر در سال 1951 کرایسلر موتور 180 اسب بخار وی هشت HEMI را در مدل های مختلف به بازار معرفی کرد. این موتور حجمی معادل 331 اینچ مربع (5.4 لیتر) داشت ، به همین دلیل به نام "331 HEMI" شناخته شد.
امروزه 180 اسب بخار نیروی چندان زیادی نیست (کمی بیشتر از نیسان پیکاپ خودمان) اما در سالهای دهه ی 60 قدرت دست نیافتنیی بود بطوری که به این موتورها لغب HEMIهای افسانه ای داده بودند.
کرایسلر با تحقیقات بیشتر روی این موتورها ، صنعت HEMI را بهبود بخشیده و در سال 1956 موتور HEMI 354 و در سال 1957 موتور HEMI 392 را طراحی کرد. شاهکار موتور های HEMI در سال 1964 با تولید موتور 7 لیتری HEMI 426 به وقوع پیوست که توانست چندین بار رتبه ی اولی و دومی را در مسابقات ناسکار 1964 را از آن خود کند. در سال 1965 نیز برای اولین بار HEMI 426 با قدرت 425 اسب بخار وارد خیابان های کشور آمریکا شد و بدین ترتیب محبوبیت جهانی یافت. البته امروزه نیز این موتورها محبوبیت خود را حفظ کرده و روی بسیاری از اتومبیل های اسپرت و عضلانی مثل دوج نصب می شود.
مقایسه ی موتورهای HEMI با موتورهای خطی:
دلیلی که باعث شده بود موتورهای HEMI در آن روز های بتواند نیروی بیشتری نسبت به بقیه ی موتورها تولید کند کارایی محفظه ی احتراق آن بود.
همان طور که در عکس بالا مشاهده می کنید در موتورهای HEMI محفظه ی احتراق بصورت نیم کره ای طراحی شده بود. در این گونه موتورها شمع دقیقا بالای این نیم کره نصب می شد و سوپاپ ها در کناره های نیم کره طراحی شده بودند.
بیشتر اتومبیل های ساخته شده در سال های 1950 محفظه ی احتراق تخت داشتند ، البته امروزه نیز بسیاری از اتومبیل های ارزان قیمت به دلیل هزینه های پایین طراحی و تولید ، از این گونه محفظه ها استفاده می کنند. همان طور که در شکل نیز پیداست ، در این موتورها سوپاپ ها در کنار پیستون بصورت وارونه طراحی می شدند.
نکات طراحی موتور:
در موتور قطعات بسیاری در میزان نیروی تولیدی موتور تاثیر گذار هستند. بخصوص طراحی قطعه هایی که انرژی انفجار سوخت در محفظه ی احتراق را استخراج می کنند. بنابراین در طراحی موتور باید نکات مهمی را در نظر بگیریم. برای مثال:
شما می خواهید که تمامی سوخت درون محفظه ی احتراق را بسوزانید. اگر طراحی شما بگونه ای باشد که مقداری گاز نسوخته از موتور خارج شود ، اتلاف انرژی خواهید داشت.
شما می خواهید در هنگام انفجار گاز درون محفظه ی احتراق بیشترین فشار ممکنه را به پیستون وارد کند. در غیر این صورت فشار کمتری به میل لنگ وارد شده و نیروی تولیدی موتور کمتر از حد انتظار تولید می شود.
شما می خواهید کمترین اتلاف گرمایی نیز داشته باشید. گرما یکی از مهمترین عوامل ایجاد فشار در موتور است بنابراین از دست دادن گرما به معنی از دست دادن قدرت است.
مزایای موتورهای HEMI:
آخرین مورد ذکر شده در قسمت بالا مهمترین مزیت موتورهای HEMI نسبت به موتورهای سرتخت می باشد. سطح مقطع محفظه های تخت خیلی بیشتر از سطح مقطع محفظه های کروی می باشد در نتیجه اتلاف گرمایی بالاتری را نیز در پی خواهد داشت. به عبارتی سطح تخت محفظه ی احتراق باعث اتلاف گرمای موتور می شود. سوختی که در مجاورت این قسمت قرار می گیرد به دلیل دمای پایین بدنه کمتر می سوزد و بالتبع فشار کمتری به پیستون وارد می کند. بنابراین موتورهای HEMI به دلیل اتلاف کمتر گرما فشار بیشتری را به پیستون و یاتاقان وارد می کند.
فاکتور دیگری که استفاده از موتورهای HEMI را در ارجهیت قرار می داد اندازه ی سوپاپ ها بوده. از انجایی که سوپاپ ها در این سیستم در بالای موتور نصب می شد فظای بیشتری برای حرکت داشتند. این موتورها الهام بخش طراحی محفظه های V شکل شد که کارایی بسیار بیشتری نسبت به بقیه س موتورها داشتند. و امروزه بسیاری از موتورهای مدرن و پیشترفته از این تکنولوژی بهره می برند. در شکل زیر نمونه ای از این موتورها به تصویر کشیده شده است.
معایب موتورهای HEMI:
اما با وجود این همه برتریها چرا همه ی موتورها HEMI نیستند؟؟؟ یا حداقل از محفظه های کروی شکل استفاده نمی کنند؟؟؟
بزرگترین ایراد این موتورها عدم توانایی استفاده از چهار سوپاپ بطور همزمان می باشد. به همین دلیل امروزه در اتومبیل های پیشرفته بیشتر از محفظه های V شکل یا Pentroof استفاده می کنند که هم فضای بیشتری را ایجاد می کند و هم سطح مقطع پایین تری نسبت به محفظه های تخت دارد.
دلیل دیگر عدم استفاده از این موتورها در اتومبیل های مدرن این است که برای عملکرد بالا محفظه ی احتراق باید حتی الامکان کوچکتر باشد تا جرقه ی شمع در زمان کمتری بتواند سوخت را منفجر کند.
امروزه موتورهای دوج HEMI تنها موتورهایی هستند که بر اساس موتورهای سنتی دهه ی 60 ساخته می شوند. موتورهای 354 اینچ مربعی (5.4 لیتری) وی هشت با بهره گیری از محفظه های کروی. این موتور 345 اسب بخار نیرو تولید می کند که به خوبی با بقیه ی موتورهای دیزلی هم کلاس خودش رقابت می کند. در زیر تعدادی از این مقایسه ها جمع آوری شده:
دوج 5.7 لیتری وی هشت - 345 اسب بخار در دور 5400 rpm
فورد 5.4 لیتری وی هشت - 280 اسب بخار در دور 4500 rpm
جمس 6.0 لیتری وی هشت - 300 اسب بخار در دور 4400 rpm
جمس 8.1 لیتری وی هشت - 340 اسب بخار در دور 4200 rpm
دوج 8.0 لیتری وی ده - 305 اسب بخار در دور 4000 rpm
فورد 6.7 لیتری وی ده - 310 اسب بخار در دور 4250
تولد موتورهای HEMI:
این موتورها اولین بار در سال 1948 توسط گروه بزرگی به سرکردگی آقای وست لیک (Westlake) طراحی و ساخته شد. این موتور 6 سیلندر اولین بار بر روی اتومبیل جگوار نصب شد. چند سال بعدر در سال 1951 کرایسلر موتور 180 اسب بخار وی هشت HEMI را در مدل های مختلف به بازار معرفی کرد. این موتور حجمی معادل 331 اینچ مربع (5.4 لیتر) داشت ، به همین دلیل به نام "331 HEMI" شناخته شد.
امروزه 180 اسب بخار نیروی چندان زیادی نیست (کمی بیشتر از نیسان پیکاپ خودمان) اما در سالهای دهه ی 60 قدرت دست نیافتنیی بود بطوری که به این موتورها لغب HEMIهای افسانه ای داده بودند.
کرایسلر با تحقیقات بیشتر روی این موتورها ، صنعت HEMI را بهبود بخشیده و در سال 1956 موتور HEMI 354 و در سال 1957 موتور HEMI 392 را طراحی کرد. شاهکار موتور های HEMI در سال 1964 با تولید موتور 7 لیتری HEMI 426 به وقوع پیوست که توانست چندین بار رتبه ی اولی و دومی را در مسابقات ناسکار 1964 را از آن خود کند. در سال 1965 نیز برای اولین بار HEMI 426 با قدرت 425 اسب بخار وارد خیابان های کشور آمریکا شد و بدین ترتیب محبوبیت جهانی یافت. البته امروزه نیز این موتورها محبوبیت خود را حفظ کرده و روی بسیاری از اتومبیل های اسپرت و عضلانی مثل دوج نصب می شود.
مقایسه ی موتورهای HEMI با موتورهای خطی:
دلیلی که باعث شده بود موتورهای HEMI در آن روز های بتواند نیروی بیشتری نسبت به بقیه ی موتورها تولید کند کارایی محفظه ی احتراق آن بود.
همان طور که در عکس بالا مشاهده می کنید در موتورهای HEMI محفظه ی احتراق بصورت نیم کره ای طراحی شده بود. در این گونه موتورها شمع دقیقا بالای این نیم کره نصب می شد و سوپاپ ها در کناره های نیم کره طراحی شده بودند.
بیشتر اتومبیل های ساخته شده در سال های 1950 محفظه ی احتراق تخت داشتند ، البته امروزه نیز بسیاری از اتومبیل های ارزان قیمت به دلیل هزینه های پایین طراحی و تولید ، از این گونه محفظه ها استفاده می کنند. همان طور که در شکل نیز پیداست ، در این موتورها سوپاپ ها در کنار پیستون بصورت وارونه طراحی می شدند.
نکات طراحی موتور:
در موتور قطعات بسیاری در میزان نیروی تولیدی موتور تاثیر گذار هستند. بخصوص طراحی قطعه هایی که انرژی انفجار سوخت در محفظه ی احتراق را استخراج می کنند. بنابراین در طراحی موتور باید نکات مهمی را در نظر بگیریم. برای مثال:
شما می خواهید که تمامی سوخت درون محفظه ی احتراق را بسوزانید. اگر طراحی شما بگونه ای باشد که مقداری گاز نسوخته از موتور خارج شود ، اتلاف انرژی خواهید داشت.
شما می خواهید در هنگام انفجار گاز درون محفظه ی احتراق بیشترین فشار ممکنه را به پیستون وارد کند. در غیر این صورت فشار کمتری به میل لنگ وارد شده و نیروی تولیدی موتور کمتر از حد انتظار تولید می شود.
شما می خواهید کمترین اتلاف گرمایی نیز داشته باشید. گرما یکی از مهمترین عوامل ایجاد فشار در موتور است بنابراین از دست دادن گرما به معنی از دست دادن قدرت است.
مزایای موتورهای HEMI:
آخرین مورد ذکر شده در قسمت بالا مهمترین مزیت موتورهای HEMI نسبت به موتورهای سرتخت می باشد. سطح مقطع محفظه های تخت خیلی بیشتر از سطح مقطع محفظه های کروی می باشد در نتیجه اتلاف گرمایی بالاتری را نیز در پی خواهد داشت. به عبارتی سطح تخت محفظه ی احتراق باعث اتلاف گرمای موتور می شود. سوختی که در مجاورت این قسمت قرار می گیرد به دلیل دمای پایین بدنه کمتر می سوزد و بالتبع فشار کمتری به پیستون وارد می کند. بنابراین موتورهای HEMI به دلیل اتلاف کمتر گرما فشار بیشتری را به پیستون و یاتاقان وارد می کند.
فاکتور دیگری که استفاده از موتورهای HEMI را در ارجهیت قرار می داد اندازه ی سوپاپ ها بوده. از انجایی که سوپاپ ها در این سیستم در بالای موتور نصب می شد فظای بیشتری برای حرکت داشتند. این موتورها الهام بخش طراحی محفظه های V شکل شد که کارایی بسیار بیشتری نسبت به بقیه س موتورها داشتند. و امروزه بسیاری از موتورهای مدرن و پیشترفته از این تکنولوژی بهره می برند. در شکل زیر نمونه ای از این موتورها به تصویر کشیده شده است.
معایب موتورهای HEMI:
اما با وجود این همه برتریها چرا همه ی موتورها HEMI نیستند؟؟؟ یا حداقل از محفظه های کروی شکل استفاده نمی کنند؟؟؟
بزرگترین ایراد این موتورها عدم توانایی استفاده از چهار سوپاپ بطور همزمان می باشد. به همین دلیل امروزه در اتومبیل های پیشرفته بیشتر از محفظه های V شکل یا Pentroof استفاده می کنند که هم فضای بیشتری را ایجاد می کند و هم سطح مقطع پایین تری نسبت به محفظه های تخت دارد.
دلیل دیگر عدم استفاده از این موتورها در اتومبیل های مدرن این است که برای عملکرد بالا محفظه ی احتراق باید حتی الامکان کوچکتر باشد تا جرقه ی شمع در زمان کمتری بتواند سوخت را منفجر کند.
امروزه موتورهای دوج HEMI تنها موتورهایی هستند که بر اساس موتورهای سنتی دهه ی 60 ساخته می شوند. موتورهای 354 اینچ مربعی (5.4 لیتری) وی هشت با بهره گیری از محفظه های کروی. این موتور 345 اسب بخار نیرو تولید می کند که به خوبی با بقیه ی موتورهای دیزلی هم کلاس خودش رقابت می کند. در زیر تعدادی از این مقایسه ها جمع آوری شده:
دوج 5.7 لیتری وی هشت - 345 اسب بخار در دور 5400 rpm
فورد 5.4 لیتری وی هشت - 280 اسب بخار در دور 4500 rpm
جمس 6.0 لیتری وی هشت - 300 اسب بخار در دور 4400 rpm
جمس 8.1 لیتری وی هشت - 340 اسب بخار در دور 4200 rpm
دوج 8.0 لیتری وی ده - 305 اسب بخار در دور 4000 rpm
فورد 6.7 لیتری وی ده - 310 اسب بخار در دور 4250