چندین دهه می باشد که موتور های احتراق داخلی ابداع شده اند اما تاکنون شاهد پیشرفت کندی از آن ها بودیم به طوری که علارغم اصلاحات فراوانی که روی آن صورت گرفته اما همچنان بازده این نوع از موتور ها بسیار پایین می باشد و همچنان بسیاری از خودرسازی های دنیا به دنبال بهینه سازی این نوع از موتور ها می باشند. از سویی موج جدیدی از موتور ها که قرار است آینده
خودرو های را متحول سازند وارد بازار شده اند اما به دلیل برخی از مشکلات هنوز نتوانسته اند به پیشرفت مورد نظر دست یابند.
در این بین شخصی از ایالت کالیفرنیا به نام رافائل مورگادو دست به کار عجیبی زده و انقلابی را در نسل موتور های احتراق داخلی ایجاد کرده است. البته شایان ذکر است که طرح او هنوز در حد یک طرح آزمایشگاهی می باشد و هنوز به صورت کامل تولید نشده است . موتوری که رافائل مورگادو طراحی کرده است از نوع پیچشی می باشد البته با مکانیزم های جدید که باعث می شود تا علارغم حجم کم، بتواند قدرت بسیار بالایی را ایجاد کند. برای اینکه این موضوع را درک کنید باید بدانید که توان مفید خروجی این موتور در حالت عادی 850 اسب‌بخار و در قویترین حالت 3000 اسب‌بخار می باشد در حالی که مشخصات ابعاد آن در حجم 14 اینچ مکعب و وزن آن 150 پوند (kg68 ( می باشد.
مورگادو در مصاحبه‌ای اختصاصی می‌گوید:
شما از ادعایی که در مورد این موتور شده است، متحیر می‌شوید.
ادعا شده که 85 قطعه متداول یک موتور در آن موجود نیست.
موتورMYT از نظر چینش قطعات و کاربرد آن ها با موتور های معمولی کاملآً متفاوت می باشد به طوری که برای درک بهتر موضوع باید تصوری را که در باره موتور های قدیمی داشته اید کاملاً فراموش کنید.
موتور MYT دارای یک سیلندر فعال است که برای ایجاد یک چرخه کامل خم شده است. این چرخه، به صورت یک سطح مارپیچ است. پیستونهای حلقه‌ای شکلی که درون آن به گردش درمی‌آیند به قدری فشرده‌اند که شبیه به یک صفحه تخت میباشند. این پیستونها به وسیله اهرم‌های مرکزی هدایت می‌شوند. در این موتور، به‌طور کلی 8 پیستون وجود دارد که در دسته‌های چهارتایی، دسته‌بندی شده‌اند و هر دسته به صورت قالبی صلیبی شکل نصب شده است. این موتور قدرتمند به دلیل ساختار منحصر به فرد خود که پیستون ها درون یک چنبره دایره ای شکل حرکت می کنند، از نظر نامیزانی جرمی از موتورهای معمولی خیلی بهتر عمل می کند.
در توضیح این موتور بهتر است این نکته را خاطر نشان کرد که یک موتور هشت سیلندر معمولی در هر دو دور شافت اصلی یک سیکل را طی میکند، اما این موتور در هر یک دور شافت اصلی دو سیکل کامل را طی می کند و در دو دور شافت اصلی چهار سیکل کامل را طی میکند.
این موتور دارای سیستمی هوشمند، مکانیزمی حجیم و با جزئیات فراوانی است. این مکانیزم اجازه می‌دهد آن دو دسته چهار تایی پیستونها در یک مارپیچ دوران کنند و در همین حین حرکتی مانند دست زدن بین آنها صورت میگیرد که موجب باز و بسته شدن فضای بین پیستونها میشود.
فقط در نیم دور از مارپیچ، هر جفت از پیستونها چرخ کامل چهار ضربه‌ای را طی میکنند که شامل به داخل کشیدن هوا و خارج کردن گازها از مجاری خروجی‌اند. به طوری که همزمان در حرکت دو پیستون در مرحله ی مکش دو پیستون درمرحله تراکم دو پیستون در مرحله انفجار و همچنین دو پیستون در مرحله تخلیه هستند. ایده ی این موتور بسیار منحصر بفرد و خارق العاده است.
همان طور که متوجه شدید نحوه کار موتور کاملا دگرگون شده و پیستونها به گونه ای متفاوت عمل میکنند به طوری که با چرخش پیستون ها مخلوط سوخت از یک مجرا وارد موتور شده و هوای داغ حاصل از احتراق از مجرای دیگری خارج می شود.
طراحی پیستون ها به گونه ای است که با حرکت از مقابل مجاری خود نقش سوپاپ را ایفا میکنند با این مکانیزم نیازی به استفاده از سوپاپ جهت باز و بست کردن دریچه ها نمی باشد همچنین از میل بادامک هم خبری نیست چون سوپاپی در کار نیست که بخواهد زمانبندی شود. در همین جا شاهد هستیم که دو قطعه اصلی که نقش بسیار مهمی را در موتور های قدیمی بازی میکردند به راحتی هر چه تمام تر از ساختمان این موتور حذف شدند .
همانطور که در شکل مشخص است فضای بین پیستونها به تعداد هشت عدد می باشد و با وجود 2 شمع برای احتراق، هر پیستون در هر بار چرخش دو بار انفجار را تجربه میکند پس در یک سیکل کامل موتور 16 انفجار صورت میگیرد که در مقام مقایسه با یک موتور هشت سیلندر که تعداد انفجارها در یک چرخش کامل چهار بار میباشد MYT بسیار قوی تر نشان می دهد. به عبارت دیگر از نظر تعداد انفجارها با یک موتور 32 سیلندر برابراست .شفتی که وظیفه انتقال قدرت را به عهده دارد از مرکز موتور عبور می کند و با چرخش مداوم روتر ها نیرو را منتقل میکند .
پیستونهای MYT فاقد "پایه پیستون" میباشند در نتیجه نیازی به شاتون و یاتاقان نیست و ساختار قرار گیری رینگها به گونه است که میزان اصطکاک با دیواره سیلندر حلقه ای بسیار اندک میباشد و به همین دلیل برای خنک کردن موتور تنها از روغن و هوا اسنفاده میشود و احتیاجی به رادیاتور آبی نیست.
نحوه کار این موتور به گونه ای است که زمان توقف پیستونها در نقطه مرگ (TDC) ، طولانی است و به همین دلیل شانس برای انفجار کامل سوخت فراهم میشود. به این ترتیب راندمان موتور بالا رفته به طوری که از نظر تئوریک به نزدیکی 100% میرسد، که شاید مقایسهMYT با موتورهای بنزینی وگازوئیلی به ترتیب با راندمان های 35% و 50% کمی ناجوانمردانه باشد.
در این موتور چهار مرحله موتور یعنی مکش تراکم احتراق و تخلیه در فضای بین پیستونها اتفاق می افتد و هر 2 پیستون تشکیل یک اتاق انفجار را می دهند.
ترتیب انجام چهار مرحله به اینصورت است :
مکش : (ورود هوا و سوخت)
وضعیت پیستون اول : در آستانه چرخش
مکان قرار گیری پیستون اول : مقابل مجرای دود
وضعیت پیستون دوم : به تازگی ثابت شده است
مکان قرار گیری پیستون دوم : در حال چرخش و حرکت به سمت بسته شدن دریچه هوای ورودی
فاصله بین پیستون اول و دوم : در بیشتر حد ممکن نسبت به یکدیگر
وضعیت مجرای ورودی بین پیستون اول و دوم : باز (تا زمان رسیدن پیستون اول و بسته شدن مجرای اول)
وضعیت مجرای خروجی بین پیستون اول و دوم :بسته
توضیحات :
مخلوط سوخت از طریق مجرای وروودی وارد فضای خلاء بین دو پیستون می شود ،با چرخش پیستون یک وقرار گرفتن آن
مقابل مجرای ورودی زمان مکش تمام میشود (ایفای نقش سوپاپ به وسلیه پیستون ها )
تراکم :
وضعیت پیستون اول : در حال چرخش
مکان قرار گیری پیستون اول : مقابل مجرای دود
وضعیت پیستون دوم : ثابت
مکان قرار گیری پیستون دوم : در حال چرخش و حرکت به سمت بسته شدن دریچه هوای ورودی
فاصله بین پیستون اول و دوم : در حال تغییر (متراکم سازی مخلوط سوخت)
وضعیت مجرای ورودی بین پیستون اول و دوم : باز (تا زمان رسیدن پیستون اول و بسته شدن مجرای اول)
وضعیت مجرای خروجی بین پیستون اول و دوم :بسته
توضیحات : پیستون اول در حال چرخش و پیستون دوم ثابت است در نتیجه فضای بین دو پیستون کم
شده و سوخت متراکم میشود
انفجار :
وضعیت پیستون اول : ثابت
مکان قرار گیری پیستون اول : مقابل مجرای دود
وضعیت پیستون دوم : نیاز به یک حرکت کوچک
مکان قرار گیری پیستون دوم : مقابل مجرای هوا
فاصله بین پیستون اول و دوم : در کمترین فاصله ممکن
وضعیت مجرای ورودی بین پیستون اول و دوم : بسته
وضعیت مجرای خروجی بین پیستون اول و دوم :بسته
توضیحات :یک حرکت کوچک پیستون 2 کافی است که مخلوط سوخت و هوا در جلو شمع قرار گیرد
و انفجار صورت گیرد .
تخلیه :
وضعیت پیستون اول : ثابت
مکان قرار گیری پیستون اول : در حال حرکت جهت خروج دود (حرکت این پیستون بر اثر انرژی حاصل از احتراق صورت میگیرد )
وضعیت پیستون دوم : ثابت
مکان قرار گیری پیستون دوم : مقابل مجرای ورودی
فاصله بین پیستون اول و دوم : در حال تغییر تا بیشترین حد
وضعیت مجرای ورودی بین پیستون اول و دوم : بسته
وضعیت مجرای خروجی بین پیستون اول و دوم :باز
توضیحات : پیستون 2 روبروی مجرای وروودی قرار میگیرد و پیستون 1 حرکت خود را آغاز کرده و با
ایجاد فشار دود را خارج میکند
مشخصات آزمایشگاهی موتور :
این مدل آزمایشگاهی مورد بحث قطر و طولی برابر با 32 سانتی متر دارد که با حجم موتور 14 لیتر در بیشترین حالت توانایی تولید 3000 اسب بخار را دارد .
باید به این نکته توجه داشت که وزن آن فقط معادل 68 کیلو گرم میباشد. بدیهی است که استفاده از این مدلMYT برای خودروهای شهری و مصارف کم کاربردی ندارد بنابراین آقای مورگادو با کوچک کردن ابعاد موتور این بار فرزند MYT را به قدرتی در حدود 250 اسب بخار تبدیل کرده است.
این موتور 2.4 لیتری با قطر 16 سانتی متر و طول 21 سانتی مترو وزنی در حدود 13.6کیلو گرم می باشد که مصرف سوخت آن بسیار پایین می باشد به طوری که در هر 241 کیلومتر 3.7 لیتر گازوئیل را تبدیل به انرژی حرکتی و گرمایی می کند که بر خلاف مدل 14لیتری که برای اتومبیلهای شهری نامناسب می باشد برای مصارف عمومی نظیر حمل و نقل سبک بسیار کاربرد دارد.
همچنین با متصل کردن محور مرکزی 2 موتور 14 لیتری MYT یک موتور قدرتمند ایجاد می شود که از نظر قدرت معادل یک موتور 64 سیلندر توربو دیزل نیرو تولید میکند !
می توان گفت که MYT به سوخت خاصی نیاز ندارد و می تواند با هر دو نوع سوخت رایج در دنیای کنونی انرژی تولید کند برای تغییر در نوع سوخت مصرفی توسط این موتور قدرتمند کافی است تغییراتی در شمع ها حاصیل شود .
نکته ای که اینجا باعث تمایز بین سوخت بنزینی با گازوئیلی می شود این است که هم از نظر آلودگی محیط زیست و هم از نظر راندمان موتورهای دیزل بر بنزینی برتری دارند و MYT هم از این امر مستثنی نبوده و به همین دلیل توصیه سازنده به استفده از گازوئیل میباشد .
این موتور دارای خصوصیات منحصر به فردی می باشد که با تغییر در ابعاد ساختمان این موتور می توان کاربرد آن را تغییر داد. کاربرد هایی مانند : استفاده به عنوان پیشرانه در اتومبیل ، کشتی و حتی هواپیما. همانطور که قبلاً نیز ذکر شده است این موتور در مقایسه با موتور های احتراق داخلی قدیم دارای تعداد قطعات کمتری هستند و ساختار ساده ای دارند همچنین از جمله مهمترین مزایای آن می توان به: حجم کمتر، مصرف سوخت کمتر، وزن کمتر، ایعاد کوچکتر، قدرت بیشتر، کاهش بسیار زیاد در امر آلودگی محیط زیست، نگه داری آسان تر، عدم نیاز به به رادیاتور آبی اشاره کرد.
قطعاً اختراع MYT همگان را متحیر ساخته و می توان آنرا گامی موثر بر تغییر نگرش در موتور های احتراق داخلی دانست . امیدواریم این موتور هرچه سریعتر وارد خط تولید شده و همچنین در آینده نزدیک نیز وارد میهن عزیزمان ایران شود .
به امید آینده ای روشن برای همه ی مردم جهان خصوصاً ایرانی های عزیز
نویسنده : علیرضا مودتی، کارشناس نرم افزار کامپیوتر علاقه مند به مباحث فنی خودرو
