شرکتهای خودروساز از پیشرانههای مختلفی در محصولات خود بهره میگیرند. پیشرانههایی که هر یک دارای طراحی خاص خود بوده و عملکردی متفاوت را در اتومبیلها به دنبال دارد. در میان پیشرانهها دو مدل باکستر و دانکل بسیار پراستفاده هستند و عمده محصولات سواری و شاسیبلند را دربرمیگیرد. از این رو تصمیم گرفتهشده تا پیرامون این دو مدل پیشرانه اطلاعاتی در مطلب پیش رو ارائه شود.
موتورهای تخت، flat یا باکسر، نوع خاصی از موتورها هستند که در سال 1896 توسط مهندس معروف آلمانی؛ کارل بنز معرفی شدند. در این نوع از موتورها، سیلندرها باهم زاویه 180 درجه دارند و در واقع پیستونها در روبری هم عقب و جلو میروند. به همین دلیل که سطح موتور صاف و تخت است به آن flat میگویند و از آنجا که پیستونها همانند مشتهای یک ورزشکار بوکسور به عقب و جلو میروند، به آن Boxer نیز میگویند.
به خاطر داشتن ارتفاع کم، این پیشرانهها نقطه ثقل پایین دارند و به همین دلیل باعث پایداری و فرمانپذیری بهتر خودروها میشوند. این پیشرانهها در نمونههای قدیمی معمولاً هوا خنک هستند و معروفترین خودرو شناخته شده که این پیشرانه بر روی آن نصب بود، فولکس بیتل است و امروزه از این پیشرانه به عنوان یکی از نمادهای خودروهای پورشه یاد میشود، هر چند که کمپانی ژاپنی سوبارو نیز یکی از اصلیترین استفادهکنندگان این پیشرانه است.
اما تنها پورشه و سوبارو نیستند که از این پیشرانه بهره میگیرند. در گذشتههای نهچندان دور شماری از خودروهای دیگر شرکتها مثل سیتروئن در مدل ۲CV (نسخهی اولیه از ژیان با پیشرانه دو سیلندر تخت)، تویوتا S800 (دو سیلندر)، شورولت کورویر (۶ سیلندر) و آلفارومئو در مدلهای Alfasud،Sprint،Arna،۱۴۵ و ۱۴۶ نیز پیشرانهی بوکسر را آزمودهاند.
بخوانید: تفاوت پیشرانه های شش سیلندر خطی و V شکل
تعداد سیلندر آن ها از 2 تا 16 عدد متغیر است و به جای نقطه مرگ بالا و پایین از نقطه مرگ وسط استفاده میشود. از این پیشرانهها در موتورسیکلتها نیز استفاده میشود و حتی کمپانی فراری از آن در مدلهای معروفی مثل تستاروسا، برلینتا باکسر و 512TR استفاده کردهاست. هرچند که پیشرانه آنها یک نمونه 180 درجه از مدلهای V12 هست و یک موتور باکسر خالص محسوب نمیشود. این موتورها با حرف F شناخته میشوند، مثلا F4 که بیانگر یک موتور تخت چهار سیلندر است.
در ادامه نقاط قوت و ضعف پیشران تخت آمده است. بنابراین میتوانید با استدلال شخصیتان به نتیجه برسید که آن را میپسندید یا خیر.
نامگذاری تخت برای آن بسیار بهجا بوده بهگونهای که همه وزن پیشرانه را در پایینترین نقطه ممکن گرد آورده است. این موضوع به فرمانپذیری و تعادل خودرو در پیچهای تند بسیار کمک کرده و نیروی جانبی پیچیدن را به چرخها منتقل میکند نه به بدنه.
اگر به حس کردن تأثیر آن در برابر پیشرانههای خطی تمایل دارید، پیشنهاد میشود رانندگی سوبارو فارستر در برابر تویوتا رَو ۴، یا سوبارو XV و مزدا CX30 را بسنجید. هر دو گروه سیستم تعلیق مشابهی چون مکفرسون در جلو و دوبل جناغی در پشت دارند. بنابراین تفاوت نقطه ثقل باکسر بهتر نمایان میشود.
به لطف این ویژگی، در فارستر پیچش بدنه کمتری را نسبت به رو ۴ حس میکنید؛ اگرچه مقداری تأثیر سیستم چهارچرخ محرک متقارن سوبارو را هم باید بهحساب آورد.
تنها در پیشرانههای تخت میتوانید تعادل نیروهای اولیه و ثانویه را با هم داشته باشید.
منظور از نیروهای اولیه و ثانویه چیست؟
ابتدا یک پیشران سه سیلندر را در نظر بگیرید. در این نوع بهطور ذاتی نیروهای اولیه در تعادل نیستند. به این معنی که مجموعه پیستونها وزن یکدیگر را خنثی نمیکنند و به همین خاطر نیازمند مهندسی بیشتری هستند. یک روش رفع این مشکل به کار بردن میله بالانس است. اما همچنان نبود تعادل نیروهای ثانویه وجود دارد.
اما در پیشرانههای چهار سیلندر نیروهای اولیه در تعادل هستند ولی ثانویه نه. زمانی که دو پیستون در نقطه مرگ بالا و دو پیستون دیگر در نقطه مرگ پایین هستند خودبهخود وزن همدیگر را خنثی میکنند (تعادل اولیه). بااینحال پیستونها نیمی از کورس خود را تندتر از نیم دیگر میپیمایند که همین سبب نبود تعادل در نیروهای ثانویه است.
درحالیکه در پیشرانه تخت کورس پیستونها با سرعت ثابت و در جهات مخالف طی میشوند.
باکسرها نسبت به رقیب خطی خود اندازه بزرگتری دارند. بااینکه در بالای آن فضای خالی وجود دارد اما پهن هستند و درمجموع فضای بیشتری اشغال میکنند.
نگهداری سخت و پرهزینه
باکسرها نسبت به خطیها قطعات بیشتری شامل واشر و سرسیلندر، میل بادامک و تسمه یا زنجیر تایم نیاز دارند.
بااینکه در برابر پیشرانهای خورجینی قطعات اضافه نیاز نیست، به سبب دسترسی سختتر به قطعات پیشرانه، تعمیر آن سختتر و پرهزینهتر است. برای مثال به خاطر تعویض واشر سرسیلندر باید پیشرانه از محفظه بیرون بیاید.