پیشرانه های اکوبوست

پیشرانه های اکوبوست

موفقیت پیشرانه های اکوبوست ساخت کمپانی فورد در حال افزایش است. پیشرانه یک لیتری که در نوع خود کوچکترین است توانست در سال ۲۰۱۴ برای سومین سال پیاپی عنوان بهترین موتور سال را کسب کند که این موفقیت مدیون کارایی و راندمان بالا به همراه مصرف سوخت بهینه است به گونه ای که بر روی کاغذ بسیاری از سازندگان خودرو در حال رقابت برای شکست این رکورد می باشند. فورد تکنولوژی اکوبوست خود را بعنوان راه حلی ماندنی و تاثیرگذار در صنعت مانند موتورهای هیبرید و دیزل معرفی کرده است.

اکوبوست چیست ؟

همانند موتورهای سری VTEC دهه ۹۰ میلادی شرکت هوندا، حال موتورهای اکوبوست فورد هم وظیفه حفظ دوام، اصالت و وقار شرکت فورد را به دوش می کشند. در واقع می توان گفت که این اولین بار است که یک شرکت خودروسازی بزرگ یک موتور توربوشاژر را در مسیری تاثیرگذار و با استراتژی خاص خود به کار می بندد. با ادغام کردن واژه اکو-ECO (دوستدار محیط زیست) و توربو- بوست (Turbo – Boost) موتورهای اکوبوست شکل گرفتند که ترکیب منحصر به فردی از گشتاور، اسب بخار، کارایی، امکانات و اطمینان را فراهم کردند.اکوبوست یک واژه تجاری جهانی برای موتورهای بنزینی توربوشارژ با پاشش مستقیم سوخت یا به اختصار GTDI (Gasoline Turbocharged Direct Injection) می باشد. این پیشرانه با ترکیبی از زمان بندی متغیر سوپاپ(VVT)، پاشش مستقیم سوخت و توربوشارژر کار می کند.پیشرانه های اکوبوست به میزان ۲۰ درصد راندمان سوخت را افزایش داده و در مقابل باعث کاهش چندین هزار دلار با درخواست موتورهای دیزل و هیبریدی می شوند.همچنین به میزان ۱۵ درصد تولید CO2 کمتری دارند.

لازم به ذکر است که فرآیند پاشش مستقیم سوخت(GDI – Gasoline Direct Injection) توسط جوناس هسلمن (Jonas Hesselman) در سال ۱۹۲۵ اختراع شد و مورد استفاده قرار گرفت و در دهه ۱۹۷۰ میلادی توسط فورد اصلاح شد و ارتقا یافت.

اکوبوست چگونه کار می کند؟

همانطور که ذکر شد موتورهای اکوبوست از سه فرآیند پیروی می کنند که در ادامه  توضیح داده خواهد شد.

۱ – پاشش مستقیم سوخت(GDI)

پیشرانه های مرسوم احتراق داخلی از چهار مرحله مکش، تراکم، احتراق و دود تشکیل شده اند. مرحله اول یا مکش مرحله ای است که مخلوط سوخت و هوا از طریق سوپاپ های هوا وارد سیلندر می شود. در موتورهای اکوبوست با سیستم پاشش مستقیم سوخت، سوخت بوسیله یک مسیر اختصاصی با فشار تقریبی ۲۲۰۰ psi به شکل و اندازه ای در حد اتم(به صورت بخار) به درون سیلندر اسپری می شود. یک پمپ، سوخت را با فشار بالا تزریق می کند که ممکن است محفظه احتراق در هر مرحله ای از چرخه چهار زمانه وارد عمل شود. این روش تزریق مستقیم انفجار بزرگتری را زمان احتراق فراهم می کند تا به آلایندگی کمتری که در اصطلاح Lean-Burn نامیده می شود دست پیدا کند.

با تزریق سوخت در فشار بالا، بخار(سوخت) در مرکز سیلندر نزدیک به شمع جمع می شود که در این حین هوای مکیده شده و متراکم اطراف آنرا در بر می گیرد. در مرحله احتراق زمانیکه سوخت مشتعل می شود، هوای قرار گرفته در اطراف سوخت مانند یک لایه عمل کرده که از خروج انرژی حرارتی از دیواره سیلندر جلوگیری می کند.این عمل به خنک نگه داشتن دیواره های سیلندر کمک کرده و همچنین از اشتعال پیش از موعد سوخت که باعث ضربه یا به اصطلاح ناک (Knock Engine) می شود نیز جلوگیری می کند.

۲ زمان بندی متغیر سوپاپ ها (VVT)

در یک پیشرانه مرسوم و متداول، سوپاپ های هوا و دود در جهت مخالف هم کار می کنند یعنی زمانیکه سوپاپ هوا باز است سوپاپ های دود بسته می شوند و بالعکس. این عمل باعث می شود که سوخت تازه وارد به سیلندر با دود مخلوط نشود و تمامی گازهای ناشی از احتراق از قسمت خروجی، خارج شوند. ولی عموما گازهای خروجی حاوی مقداری سوخت خام و مشتعل نشده می باشند که هدر می روند.

در یک پیشرانه با  زمان بندی متغیر سوپاپ ها امکان تنظیم زمان عملکرد سوپاپ ها وجود دارد به طوریکه هر دو سری سوپاپ های دود و هوا برای کسری از ثانیه به صورت همزمان باز می مانند که به این عمل هم پوشانی سوپاپ ها(overlap) گفته می شود. این هم پوشانی سوپاپ ها باعث ترکیب سوخت با دود می شود. دود حاوی مقداری سوخت خام و مشتعل نشده می باشد که باعث می شود موتور گشتاور خروجی بیشتری را فراهم کرده و آلایندگی کمتری تولید کند.

maxresdefault (1)
ecoboost engine

سیستم مدیریت موتور فورد(Engine Management System) همچنین توانایی تغییر و تنظیم زمان پاشش سوخت را دارد تا بتواند به مخلوط سوختی بهتر و آلایندگی کمتر(Lean Burn) دست یابد.فرآیند Lean-Burn عموما زمانی اتفاق می افتد که نسبت ترکیب هوا به سوخت ۱:۶۵ باشد.

۳ توربوشارژر

توربوشارژر وسیله ایست که گازهای بلا استفاده خروجی از موتور را به انرژی مکانیکی مفید تبدیل می کند که قسمت های اصلی آن یک شفت، توربین و کمپرسور می باشد. گازهای خروجی پره های توربین توربوشارژر را به حرکت درمی آورد که این عمل باعث بالا رفتن راندمان این سری از موتورها نسبت به موتورهای معمولی می شود.پره های توربین بواسطه یک شفت به کمپرسور متصل هستند. این پره ها به کمک دود خروجی به گردش درآمده و شفت را می چرخانند که پیرو آن پره های کمپرسور هم به چرخش درآمده و هوای خارج را مکیده و فشرده کرده و با یک فشار بالا به داخل می فرستد. این هوای فشرده شده سیلندر را تغذیه کرده که باعث وقوع انفجار بزرگتری در مرحله احتراق می شود. به همین دلیل است که هوای فشرده شده شامل مقادیر زیادی اکسیژن می باشد  و بعنوان یک کاتالیزور عمل می کند و زمانیکه سوخت در مرحله احتراق مشتعل می شود خروجی مطلوب تر و بالاتری را بوجود می آورد.

توربوشارژر
توربوشارژر

خودروهای اکوبوست فورد

پیشرانه اکوبوست بر روی مدل های متنوعی از فورد در هر اندازه و قدرت خروجی موجود است. محبوب ترین آنها پیشرانه یک لیتری مورد استفاده در Fiesta، B-Max، C-Max، Mondeo و Tourneo Connect با قابلیت تولید ۱۰۵ تا ۱۲۳ اسب بخار می باشد.

این تکنولوژی راه خود را به مدل های شاخص فورد نیز پیدا کرده است. ST Ford Fiesta با پیشرانه ۱٫۶ لیتری توربو قدرت ۱۸۲ اسب بخار تولید می کند در حالیکه Focus ST با پیشرانه ۲ لیتری اکوبوست قدرتی معدل ۲۴۷ اسب بخار تولید می کند.یک نمونه ۲٫۳ لیتر ی هم در مدل پایه موستانگ قرار داده شده است.

حال خودروسازان بسیاری رویه فورد را در ساخت موتورهای سایز کوچک به همراه توربوشارژر پیش گرفته اند. مانند فولکس واگن و آئودی که به تولید پیشرانه های ۱٫۲ و ۱٫۴ لیتری با پسوند TSI روی آورده اند.

 

 

 

  • maxresdefault (2)
  • maxresdefault
  • maxresdefault (1)
  • Ford-Fiesta-Titanium-1.0-EcoBoost-with-Engine-Paris-Motor-Show-20121
  • Ford-Fiesta-five-door-247
  • ford-ecoboost-turbo-engines-explained-56142_3
  • Ford EcoBoost Engine
  • ecoboost-2 (1)
  • ecoboost3
  • engine-large
  • ford-2-7l-ecoboost-v-6-turbo
  • ford-10-ecoboost-wins-best-engine-under-10-liter-award-for-the-fifth-consecuti-108069_1
  • ford-ecoboost-engine
  • Ford_Focus_Ecoboost_Race_Car
  • BORGWARNER TURBOCHARGING TECHNOLOGY
  • 2014-Ford-Fiesta-1.0-EcoBoost-Engine-Bay
  • 2013-ford-focus-1-0-ecoboost-live-photos_100384802_l
  • 35L_Twin_Turbo_EcoBoost
  • 15FordMustang_79_HR_0
  • 1.0-ecoboost

 

 

حتما کلیک کنید  فورد موستانگ GT نسخه آپلو
468×60 content ad

درباره نویسنده

مهدی نیک سرشت ، کارشناس مکانیک - طراحی جامدات ، مترجم و نویسنده وب سایت وننو

مطالب مرتبط



در حال حاضر دیدگاهی ثبت نشده است...