v8 یک عبارت رایج در صنعت خودرو است؛ پس جای تعجب ندارد که این اصطلاح را شنیده باشید. اما اگر برای نخستین بار است که نام این پیشرانه را می‌شنوید، نگران نباشید! ما در این مقاله به طورکامل در مورد این نوع موتور صحبت می‌کنیم.
در مورد موتور، همواره برداشت‌های نادرستی وجود دارد! بنابراین، کسب آگاهی و شناخت بیشتر در مورد مدل‌های مختلف آن، ضروری است. این مورد نه تنها به دانش عمومی فرد کمک می‌کند، بلکه تصویر واضحی از اطلاعاتی که هنگام خرید خودرو موردنیاز است، به او ارائه می‌دهد.
تاریخچه پیشرانه هشت‌سیلندر v8
اولین نوع 8 سیلندر در سال 1902 توسط یک مهندس و مخترع فرانسوی به نام «لئون لوواواسور» ساخته شد. وی اختراع خود را ثبت کرد و موتور بنزینی را با عنوان Antoinette نام‌گذاری کرد که در هواپیماها و قایق‌های موتوری مورد استفاده قرار گرفت.
در سال 1904، رنو و سایر تولیدکنندگان اتومبیل، در ماشین‌های مسابقه‌ای خود از v8 استفاده کردند. در سالهای آینده شاهد بوده‌ایم که سایر تولیدکنندگان نیز از وی هشت برای ساخت وسایل نقلیه خود استفاده می‌کردند.
دراک برای اولین بار در سال 1905 (در تلاش برای شکستن رکورد سرعت جهانی) از پیشرانه هشت‌سیلندر v8 در خودروی خود استفاده کرد. یک سال بعد، شرکت Hewitt Motor یک موتور وی هشت را روی محصولات خود نصب کرد.
این شرکت مدعی بود که 8 سیلندر تولیدی‌اش بهتر و سبک‌تر از شش‌سیلندر است. نوع هشت‌سیلندر نسبت به نوع شش‌سیلندر، ویژگی‌های بهتری داشت و فضای کمتری را اشغال می‌کرد. آن از میل‌لنگ چهارزمانه استفاده می‌کرد و از یک کاربراتور تغذیه می‌شد. عوارض ناشی از شروع ساخت موتورهای بزرگ، مانع از تولید انبوه نوع هشت سیلندر شد. بااینحال، توسعه استارت‌های الکتریکی بر این چالش غلبه کرد.
اصول اولیه پیشرانه هشت‌سیلندر v8
اندازه موتور معمولاً با تعداد سیلندرهای قرارگرفته در آن تعیین می‌شود. وی 8 نیز دارای هشت سیلندر است. این هشت سیلندر در دو ردیف قرار دارند و در هر ردیف، چهار سیلندر وجود دارد که معمولاً در زاویه 90 درجه و به شکل v هستند. بااینحال، برخی از موتورهای v8 از زاویه‌های دیگری مانند 45 درجه، 60 درجه و 72 درجه استفاده می‌کنند.
هشت پیستون، میل‌لنگ مشابهی را هدایت می‌کنند. شماره‌گذاری پیستون‌ها بین ردیف‌ها به صورت متناوب است. اگر پیستون پایین در ردیف سمت راست شماره یک باشد، پیستون در ردیف سمت چپ در همان موقعیت، شماره دو خواهد بود. در ردیف سمت راست، عدد بعدی سه است و به همین ترتیب تا هشت ادامه خواهد داشت. برای یک موتور وی هشت 90 درجه، پیستون در هر 90 درجه چرخش میل‌لنگ، شعله‌ور می‌شود.
هر سیلندر، دارای پیستونی است که به سمت بالا و پایین حرکت می‌کند تا هوا و سوخت را با هم مخلوط کند. مخلوط احتراق ایجاد‌شده توسط جرقه، باعث فشار رو به پایین روی سیلندر می‌شود؛ در نتیجه، جنبشی ایجاد می‌شود که وسیله نقلیه را به حرکت درمی‌آورد. برای تعادل v8، وزنه‌هایی روی میل‌لنگ اضافه می‌شوند. این وزنه‌ها ارتعاشات تکان‌دهنده ناشی از حرکت پیستون را تنظیم می‌کنند.
v8را می‌توان به عنوان دو موتور چهارسیلندر خطی نیز که به صورت مشترک در یک میل‌لنگ عمل می‌کنند، تجسم کرد. این پیکربندی باعث عملکرد صحیح و روان خودرو می‌شود.
انواع میل‌لنگ در پیشرانه هشت‌سیلندر v8
میل‌لنگ یک موتور V8 90 درجه به دو شکل است:
- تک میل‌لنگ (سیستم میل‌لنگ تخت)
- دو میل‌لنگ (سیستم میل‌لنگ صلیبی)
1- تک میل‌لنگ
تک میل‌لنگ که به عنوان سیستم میل‌لنگ تخت نیز شناخته می‌شود، میل‌لنگی است که در توسعه اولیه v8 نقش اول را بازی می‌کرد. میل‌لنگ در این طرح، زاویه‌ای مستقیم (180 درجه) دارد. در حین کارکرد موتور، دو پیستون هنگام حرکت به هم برخورد می‌کنند.
حالت تعادل برای این سیستم استفاده نمی‌شود؛ زیرا میل‌لنگ متوازن است. موتورهای وی 8 که دارای میل‌لنگ تخت هستند، در خودروهای جاده‌ای رایج نیستند. برخی از تولیدکنندگان هنوز هم برای اتومبیل‌های جاده‌ای خود از میل‌لنگ تخت استفاده می‌کنند. بااینحال، برای اتومبیل‌های مسابقه‌ای، طراحی میل‌لنگ‌های تخت عالی است.
2- دو میل‌لنگ
این پیکربندی، نام خود را از ظاهر خود اقتباس کرده است. اولین و آخرین میل‌لنگ و هم‌چنین میل‌لنگ‌های دوم و سوم در زاویه 180 درجه‌ای از یکدیگر قرار دارند و از انتهای آنها مشاهده می‌شود که میل‌لنگ، شکل صلیب‌مانندی را تشکیل می‌دهد.
به دلیل عدم تعادل میل‌لنگ، از وزنه متعادل برای مقابله با لرزش استفاده می‌شود. میل‌لنگ صلیبی ارتعاشات ثانویه را دو برابر بیشتر از میل‌لنگ تخت ایجاد می‌کند. این ارتعاش، به اندازه نیمی از لرزش یک میل‌لنگ تخت است.
توجه داشته باشید که درج وزنه تعادل در طراحی این موتور، باعث کاهش سرعت می‌شود. طراحی میل‌لنگ صلیبی پیچیده است و ازاین‌رو، در ابتدا مورد استفاده قرار نمی‌گرفت. حتی پس از ارائه طرح پیشنهادی این سیستم در سال 1915 در یک کنفرانس مهندسی خودرو، هشت سال شروع تولید آن طول کشید.
پیشرانه هشت‌سیلندر v8 چگونه کار می‌کند؟
هر یک از سیلندرهای v8 به ترتیب دارای چهار مرحله شامل مکش، فشرده‌سازی، قدرت و اگزوز هستند.
موتورهای v8 با همان اصول اساسی هر موتور چهارزمانه بنزینی کار می‌کنند. ابتدا پیستون هنگام حرکت به سمت پایین، هوا و سوخت را به خود می‌کشد؛ سپس با حرکت پیستون به سمت بالا، هوا و سوخت را فشرده می‌کند. در مرحله بعد، شمع جرقه می‌زند و مخلوط هوا-سوخت را مشتعل می‌کند و پیستون را به سمت پایین حرکت می‌دهد. سرانجام پیستون قبل از اینکه چرخه دوباره تکرار شود، گازهای خروجی را در مسیر بازگشت به بیرون هُل می‌دهد.
در یک v8 engine، این چرخه در هشت‌سیلندر مختلف و در زمان‌های گوناگون اتفاق می‌افتد. با هر 90 درجه چرخش میل‌لنگ یک سیلندر و پس از هر چرخش 180 درجه‌ای، دو سیلندر مشتعل می‌شود.
حال ببینم در این فرآیند سوپاپ چه عملکردی دارد. هوای ورودی از بالای موتور به طرفین سرسیلندر می‌آید، اگزوز به طرفین موتور می‌رود و از دریچه‌های خروجی از سرسیلندر خارج می‌شود. اگرچه دیدن موتورهایی با دو سوپاپ ورودی و دو سوپاپ خروجی معمول است، اما موتورهایی با یک سوپاپ ورودی و یک سوپاپ خروجی نیز وجود دارند. شیر بزرگ‌تر، شیر ورودی و شیر کوچک‌تر، شیر خروجی است.
در v8، از مجموعه سوپاپ با میله‌های فشاری استفاده می‌شود. میله‌های فشاری به میل‌اسبک‌ها فشار وارد می‌کنند تا سوپاپ‌ها باز شوند. میل‌بادامک که در مرکز V قرار دارد، دارای برآمدگی‌هایی است که میله‌های فشاری را به سمت بالا هُل می‌دهد و سوپاپ‌های مناسب را باز می‌کند. به‌طورکلی، میل‌بادامک باعث باز‌وبسته‌شدن سوپاپ‌ها می‌شود.
روش‌های شماره‌گذاری سیلندرها در موتورهای v8
سه روش شماره‌گذاری سیلندر در v-8 نشان داده شده است:
ترتیب احتراق با روش اول:
1 – 8 – 4 – 3 – 6 – 5 – 7 – 2
ترتیب‌های احتراق با روش دوم:
1 – 5 – 4 – 8 – 6 – 3 – 7 – 2
یا
1 – 5 – 4 – 2 – 6 – 3 – 7 – 8
و ترتیب احتراق با روش سوم به شکل زیر است:
1 – 2 – 7 – 8 – 4 – 5 – 6 – 3
در چیدمان نوع مستقیم، هشت سیلندر به صورت عمودی در یک خط قرار می‌گیرند و از میل‌لنگ با بازوهایی که در 90 درجه از یکدیگر تنظیم شده‌اند، استفاده می‌شود. چهار بازوی میل‌لنگ، در صفحه افقی و چهار بازوی دیگر آن، در صفحه عمودی قرار دارند و در نمای جانبی، یک صلیب را ایجاد می‌کنند.
مزایا و معایب پیشرانه هشت‌سیلندر v8
فواید موتور وی هشت به شرح زیر هستند:
- موتور v8 دارای چندین قسمت جانبی است که باعث می‌شود آن را نسبت به سایر اشکال موتور مقدم‌تر سازد.
- قسمت‌های مختلف موتور v8 آسان‌تر از موتورهای خطی سازگار می‌شوند.
- لرزش‌های حداقلی و در نتیجه عملکرد روان‌تر در آن وجود دارد.
- شتاب بهتری را نیز فراهم می‌کند.
معایب این موتور عبارتند از:
- پیچیده‌تر از موتورهای شش‌خطی است و در نتیجه، تعمیر آن کمی دشوار است.
- موتور v8 با سیلندرهای زاویه 90 درجه عموماً به‌دلیل ابعاد گسترده‌ای که دارند، محدود به خودروهای محورعقب (دیفرانسیل عقب) و کامیون‌ها هستند.
کلام آخر
موتورهای v8 اکثراً در اتومبیل‌های قدرت‌مند وجود دارند که انواع متداول آن، خودروهای اسپرت، وانت‌ها و شاسی‌بلندها هستند. اتومبیل‌های مسابقه‌ای نیز دارای موتورهای خاص v8 هستند که متناسب با نیاز و سرعت آنها طراحی شده‌اند و برای شتاب سریع‌تر، از طراحی سیستم میل‌لنگ تخت استفاده می‌کنند. پیشرانه هشت‌سیلندر v8 هم‌چنین در حوزه‌های دیگری مانند صنعت هواپیمایی، موتورسیکلت و دریانوردی نیز استفاده می‌شود.
