مقدمه
پیشرانه‌ها در پیکربندی‌های مختلفی ساخته می‌شوند. حتی اگر جزو علاقه‌مندان افراطی حوزه خودرو نباشید، بازهم بدون شکل بارها درباره موتورهای V8 یا چهارسیلندر خطی شنیده‌اید. این موتورها محبوبیت بسیاری برخوردار هستند و در اکثر خودروهای امروزی مورداستفاده قرار می‌گیرند. حرف V یا I در توصیف موتور نحوه چیدمان سیلندرها را نشان می‌دهند. حرف I یعنی تمام سیلندرها در خط مستقیم قرار دارند، درحالی‌که حرف V از قرارگرفتن دو بانک سیلندر در مقابل هم خبر می‌دهد که به‌وسیله میل‌لنگ به هم وصل شده‌اند. بااین‌حال، پیکربندی‌های سیلندر متنوعی در صنعت خودرو معرفی شده که برخی آن‌ها عجیب‌وغریب هستند، مثل چیدمان W شکل موتور فولکس‌واگن یا چیدمان X مانند موتور فورد. یک پیکربندی کمیاب و نادر دیگر نیز وجود دارد که در آن، سیلندرها به‌صورت حرف U در کنار یکدیگر چیده شده و شامل دو میل‌لنگ می‌شود. در حال حاضر پیشرانه U شکل به دلیل وزن سنگین، منسوخ شده است، اما زمانی در وسایل نقلیه‌ای همچون موتورسیکلت و لوکوموتیو کاربرد داشت. اگر در مورد موتور U شکل کنجکاو هستید، این مقاله را تا آخر بخوانید.
موتور U شکل در چه دوره‌ای ساخته شد؟
قرن بیستم با رونمایی از ابتکارات متعدد در حمل‌ونقل موتوری آغاز شد. آسمان محدود بود و مهندسان به ساخت پیشرانه‌های مختلف با چیدمان‌های متنوع پرداختند. موتور U شکل مخلوق چنین دورانی است که در سال ۱۹۱۵ معرفی شد و فوراً در هواپیماها مورد استفاده قرار گرفت. بوگاتی برای نخستین‌بار، پیشرانه U را با ۱۲ سیلندر جهت کاربرد در هواپیماهای سایز متوسط تولید کرد.
البته موتور U بوگاتی طول عمر چندانی نداشت و تنها ۴۰ نمونه از آن بین سال‌های ۱۹۱۵ تا ۱۹۱۶ ساخته شدند. پس از پایان جنگ جهانی اول و پیروی متحدین، یک شرکت هواپیماسازی فرانسوی به نام Breguet Aviation شروع به ساخت تعداد محدودی از پیشرانه‌های U شکل بوگاتی کرد. پس از آن دیگر خبری از موتور U نبود تا زمانی که در سال ۱۹۲۷، فیات برای این موتور عجیب نقشه کشید.
شرکت ایتالیایی فیات در سال ۱۹۲۷ یک موتور U شکل را برای خودروی مسابقه‌ای ۸۰۶ طراحی کرد که قرار بود وارد مسابقات گرندپری شود. این موتور ساختار کوچک‌تری نسبت به پیشرانه بوگاتی داشت و حجم آن تنها ۱.۶ لیتر بود. فیات نام Type 406 را برای پیشرانه خود برگزید و آن را با یک سوپر شارژ کوچک تقویت کرد. در بهترین حالت ممکن، پیشرانه U فیات می‌توانست ۱۸۷ اسب بخار قدرت را در سرعت ۸۵۰۰ دور در دقیقه تولید کند.
فیات ۸۰۶ با موتور U شکل تایپ ۴۰۶ وارد مسابقات جایزه بزرگ شد و مقام اول را کسب کرد. بااین‌حال، به دلیل کناره‌گیری فیات از مسابقات گرندپری، ۸۰۶ شانس دوباره‌ای برای شرکت در این مسابقات به دست نیاورد.
کاربردهای مدرن موتور U شکل
اولین پذیرش موتور U شکل در عصر امروزی توسط شرکتی به نام Ariel صورت گرفت. البته منظور، سازنده Ariel Atom نیست. شرکت آریلی که در عصر مدرن از موتور U شکل استفاده کرد، با سازنده آریل اتم فرق داشت و در سال ۱۹۷۰ فعالیت خود را خاتمه داد. به‌هرحال، شرکت آریل از موتور U در موتورسیکلت Square Four استفاده کرد که بین سال‌های ۱۹۳۱ تا ۱۹۵۹ به تولید می‌رسید. این موتورسیکلت دارای موتور U شکل ۱ لیتری و چهارسیلندر بود که به‌وسیله جریان باد، خنک می‌شد.
آریل اسکوئر فور حتی در زادگاه خود یعنی انگلستان نیز یک موتورسیکلت ناشناخته و مبهم بود. در هجدهمین سال تولید، تعداد نمونه‌های ساخته‌شده از این ماشین دوچرخ به ۱۵۰۰۰ دستگاه رسید. این در حالی است که رویال انفیلد تنها در سال ۱۹۵۵ توانست ۲۰۰۰۰ دستگاه بولت را ساخته و روانه بازار کند.
یکی دیگر از موتورسیکلت‌سازانی که از موتور U در محصولات خود استفاده کرده، سوزوکی است. در سال ۱۹۸۵، شرکت ژاپنی به‌شدت خود را درگیر مسابقات موتورسیکلت‌رانی کرد و مدل RG500 را به میدان رقابت فرستاد. این موتورسیکلت به پیشرانه U شکل ۵ لیتری مجهز بود که با آب‌خنک می‌شد و می‌توانست ۹۵ اسب بخار قدرت تولید کند.
موتور U حتی در وسایل نقلیه دیزلی مثل لوکوموتیوها نیز مورداستفاده قرار گرفته است. یک شرکت بریتانیایی به نام Sulzer Brothers شروع به تولید موتورهای U شکل دیزلی ۱۲ سیلندر کرد تا آن‌ها را در قطارهای پیک کلاس و تایپ ۴۷ قرار دهد. تولید این موتورها در دهه ۱۹۳۰ آغاز شد و تا دهه ۱۹۶۰ ادامه یافت.
بد نیست بدانید که جنرال‌موتور نیز در طی جنگ جهانی دوم، تعداد محدودی از موتورهای U شکل را ساخت و نام ۶۴۰۶ را روی آن‌ها گذاشت. این موتورها در تانک‌های شرمن (Sherman) به کار رفتند. موتور ۶۴۰۶ از دو موتور ۶ سیلندر مستقیم تشکیل شده بود که به طور جداگانه به یک شفت خروجی متصل بودند. این شفت خروجی به نوبه خود به گیربکس وصل می‌شد. جنرال‌موتور در مجموع ۱۰۹۶۸ دستگاه تانک شرمن M4A2 را به تولید رساند که همگی آن‌ها از پیشرانه ۶۰۶۴ برای تولید انرژی و حرکت چرخ‌ها استفاده می‌کردند. پس از جنگ جهانی دوم، چندین تانک سوویت یونین (Soviet Union) با پیشرانه‌های ۱۶ سیلندر و ۱۸ سیلندری به عرضه درآمدند. این پیشرانه‌ها به‌وسیله مهندسی معکوس از موتور ۶۰۴۶ جنرال معکوس ساخته شدند. روی پیشرانه‌های تعبیه‌شده در تانک‌های سوویت یونین نام Russkiy Dizel درج شده بود که با شماره‌های DPN23/2H30 و DRPN23/2H30 از یکدیگر متمایز می‌شدند.
تنها استفاده موتور U در یک خودروی سواری، در سال ۱۹۰۶ و توسط یک شرکت اسکاتلندی به نام All-British Car انجام شد. این شرکت تنها بین سال‌های ۱۹۰۶ تا ۱۹۰۸ فعال بود و تنها یک مدل خودرو را به تولید رساند. این خودرو قوای محرکه خود را از یک موتور U شکل ۸ سیلندر ۵۴ اسب بخاری می‌گرفت. البته موتور U به‌کاررفته توسط آل بریتیش کار به یک میل‌لنگ مجهز بود که دو موتور ۴ سیلندر خطی را به یکدیگر متصل می‌کرد.
عملکرد موتور U چگونه است؟
در یک طرح کلی، موتور U تا حد بسیاری به پیکربندی‌های رایج موتور V یا موتور خطی شباهت دارد. این موتور نیز از پیستون‌ها برای فشرده‌سازی ترکیب سوخت و هوا استفاده می‌کند و باعث انفجار ترکیب سوخت و هوا و تولید انرژی می‌شود و سپس میل‌لنگ را به حرکت می‌اندازد. بااین‌حال، اگر عمیق‌تر به ساختار موتور نگاه کنید، متوجه عملکرد متفاوت آن خواهید شد.
موتور U همانند پیشرانه V شکل از دو بانک سیلندر مجزا ساخته شده است. اما بر خلاف پیشرانه V که در آن هر دو بانک پیستون‌ها به یک میل‌لنگ متصل هستند، موتور U از دو میل‌لنگ استفاده می‌کند. این پیکربندی وزن موتور را افزایش می‌دهد، ولی درعین‌حال لرزش موتور را از بین می‌برد، چراکه هر دو میل‌لنگ در جهت مخالف یکدیگر عمل می‌کنند. وقتی یکی از بانک‌های پیستون به سمت پایین می‌رود، بانک دیگری به سمت بالا حرکت می‌کند. این رویه، اثر ژیروسکوپی را که معمولاً بااحساس لرزش موتور همراه است، خنثی می‌سازد.
جمع‌بندی
در نهایت باید گفت که استفاده از موتور U به دلیل وزن سنگین چندان مورد استقبال قرار نگرفت. ازآنجاکه موتورهای V شکل و خطی بسیار سبک‌تر بودند و فرایند ساخت ساده‌تری داشتند، موتور U هرگز نتوانست در مقیاس بالا مورد توجه و کاربرد قرار گیرد. پس از به‌پایان‌رسیدن دوران پرهرج‌ومرج خلاقیت‌ها، موتور U شکل نیز به‌تدریج منسوخ و از خاطره‌ها محو شد. اندک کاربردهای این موتور در چند وسیله نقلیه‌ای خلاصه می‌شود که در این مقاله به آن‌ها اشاره کردیم.
دیدگاهتان را بنویسید