استفاده از توربوشارژر در موتورسیکلت ها تاریخی پرفرازونشیب دارند. کسانی که اوایل دهه ۱۹۸۰ را به خاطر میآورند، طرحهای گرافیکی جسورانه و وعده سرعتگیری آسان را به یاد دارند، و سپس واقعیت را؛ حرارت زیاد، تأخیر در پاسخدهی، پیچیدگی و قیمت بالا. مدلهایی مانند هوندا CX500 و CX650 توربو، سوزوکی XN85، کاوازاکی GPz750 توربو و یاماها XJ650 توربو، همگی در گذشته تلاش کردند توربو را روی دوچرخ پیاده کنند، اما ماندگار نشدند.
ایده کاربرد توربوشارژ در موتورسیکلت جذاب به نظر میرسید، اما اجرای آن تیز و غیر قابل پیشبینی بود. وجود توربوشارژر در دورهای پایین تأخیر به وجود میآورد و شیوه طراحی، گرمای زیادی برای پاها و قطعات پلاستیکی ایجاد میکرد. فروشندگان نیز در توضیح مزایای آن در برابر موتورهای بزرگتر و تنفس طبیعی سادهتر و روانتر مشکل داشتند. در نتیجه، دوران توربو پس از چند سال فروکش کرد.
حال پس از گذشت چهار دهه، سیستمهای القای اجباری دیگر یک قطعه موزهای نیستند. کاوازاکی خانواده H2 سوپرشارژ را با فروش واقعی، گارانتی و فناوری قابلاطمینان عرضه میکند. این موتورسیکلت ثابت کرده که اگر پیکربندی محصول به درستی انجام شود، رانندگان استقبال خواهند کرد. با این حال، توربوشارژ به طور خاص هنوز به جریان اصلی بازنگشته است.
با این وجود به نظر میرسد این روند در حال تغییر است؛ چراکه مجموعهای از ثبت اختراعات جدید نشان میدهد یکی از چهار غول ژاپنی برنامهای تازه برای افزایش قدرت، بدون مشکلات گذشته در دست طراحی دارد. اگر این طرح به تولید برسد، میتواند عملکردی در سطح موتورسیکلتهای بزرگ را از موتورهایی سبکتر و پاکتر ارائه دهد و در نهایت تجربه توربو قابلاعتمادی را به رانندگان هدیه کند که در دوران اوج نوشتههای “TURBO” روی بدنه، آرزویش را داشتند.
سیستم E-Turbo یاماها برای موتورسیکلتها
یاماها حق امتیازهایی را برای یک سیستم توربوی الکتریکی موسوم به «E-turbo» ثبت کرده که احتمالا در آینده بسیار نزدیک روی یک موتورسیکلت تولیدی ظاهر میشود. اسناد و گزارشات، تجسمی از یک توربوشارژر را نشان میدهند که دارای موتور الکتریکی یکپارچه است و به چرخش کمپرسور کمک میکند. این کمک اضافی با هدف از بین بردن تأخیر (لگ توربو)، تقویت پاسخگویی در دورموتورهای پایین و کاهش انتشار آلایندهها طراحی شده تا یک موتور کوچکتر بتواند گشتاور بیشتری را بدون نیاز به افزایش دور موتور به دست آورد.
تصاویر ثبت اختراع، یک موتورسیکلت بدون بدنه (نِیکد) با تناسبات شناختهشده پلتفرم CP3 یاماها را به نمایش میگذارند. تمرکز تصاویر روی محل قرارگیری سیستم است؛ موقعیت توربو، مسیر لولهکشیها و نحوه قرارگیری سیستم در یک شاسی فشرده. این تصاویر مشخصات نهایی را فاش نمیکنند، اما حاکی از یک هدف واضح هستند؛ یکپارچهسازی E-turbo در یک شاسی موجود و کنترل وزن و در نهایت تحقق کاربرد توربوشارژر در موتورسیکلت آینده یاماها.
گزارشها همچنین تأکید میکنند که رویکرد این شرکت ژاپنی، موتورسیکلت را به یک هیبرید تبدیل نمیکند. موتور الکتریکی از یک سیستم با ولتاژ بالا (احتمالا از طریق یک ژنراتور مجهز به میللنگ) نیرو میگیرد و از باتری کششی سنگین اجتناب میشود. به طور خلاصه، موتورسیکلت آتی کماکان از نوع بنزینی است، اما با یک کمکی الکتریکی برای خود توربو.
دلیل امروز برای کاربرد توربوشارژر در موتورسیکلت چیست؟
شاید از خود بپرسید که چرا تولیدکنندگان مجددا به سمت استفاده از توربوشارژر در موتورسیکلت روی آوردهاند. استانداردهای سختگیرانه آلایندگی، مهندسان را مجبور کرده تا بازده بیشتری از موتورهای کوچکتر به دست آورند. یاماها سالهاست که روی توسعه نمونههای اولیه توربودار تحقیق میکند، از جمله یک موتورسیکلت آزمایشی سه سیلندر که اینترکولر را با تزریق مستقیم و زمانبندی متغیر سوپاپها ترکیب کرده تا همزمان به اهداف قدرت بالا و آلایندگی کم دست یابد.
این نشان میدهد که یاماها استراتژی بلندمدتی در سر دارد تا القای اجباری (توربو) را به اندازهای پاک، قابل کنترل و بادوام کند که برای استفاده روزمره در خیابان مناسب باشد. به نظر میرسد ثبت اختراع E-turbo حرکت بعدی برای تحقق این هدف است.
نصب E-Turbo برای رانندگان چه معنی دارد؟
اگر سیستم یاماها به موفقیت برسد، میتواند گشتاور را دقیقا در محدوده مورد نیاز رانندگان در خیابان، در دورهای میانی موتور و هنگام خروج از پیچها تأمین کند. یک E-turbo میتواند کمپرسور را حتی در دورموتورهای پایین به چرخش درآورد، بنابراین قدرت به صورت آنی و بدون وقفه در دسترس است. این امر باعث میشود تجربه رانندگی طبیعی و خطی به نظر برسد، نه یک عملکرد صفر و یک.
از نظر تئوری، این سیستم امکان تنظیم هوشمندانه را نیز فراهم میآورد. به عنوان مثال، استفاده بیشتر از کمک الکتریکی در دندههای پایین برای شتاب قوی، و کاهش تدریجی آن در دورهای بالا تا جریان اگزوز بار را به دوش بکشد. این مفهوم وعده یک رفتار انعطافپذیر را میدهد، نه فقط یک ضربه قدرتی بزرگ در یک محدوده خاص.
هنوز تاریخ دقیقی برای تولید E-Turbo اعلام نشده و در واقع یاماها هنوز مدل خاصی را معرفی نکرده است. ناگفته نماند که اختراعات ثبتشده همیشه به یک محصول نهایی تبدیل نمیشوند و این واقعیت در مورد استفاده از توربوشارژر در موتورسیکلت یاماها نیز صدق میکند. اما این طرح تنها یک اسکچ تصادفی نیست. این فناوری بر پایه نمونههای آزمایشی شناختهشده قبلی بنا شده، از تکنولوژیهایی موجود در خودروهای اسپرت بهره میبرد و دو مشکل بزرگ دوران توربو در دهه ۱۹۸۰، یعنی تأخیر توربو و مشکل مدیریت حرارت و فضای قرارگیری را برطرف میکند.
سیستم E-Turbo چطور کار میکند؟
در یک سیستم توربوی معمولی، توربین باید منتظر انرژی اگزوز بماند تا بچرخد و این فرآیند زمانبر است. اما در E-turbo، یک موتور الکتریکی کوچک به شفت توربو اضافه میشود و این امکان را فراهم میکند تا کمپرسور بلافاصله پس از فشردن دستهگاز توسط راننده و حتی پیش از آنکه جریان اگزوز به حداکثر برسد، شروع به ایجاد فشار کند. هدف دقیقا همین است؛ استفاده از کمکی الکتریکی برای حذف تأخیر و شکلدهی به منحنی افزایش فشار. در نتیجه موتور در دورهای پایین، بدون نیاز به مکانیزمهای پیچیده مانند میللنگها و زمانبندی سوپاپهای خاص، زنده و پرتوان باقی میماند.
سیستم ابتکاری یاماها که کاربرد توربوشارژر در موتورسیکلت را ممکن میسازد، بر یک مدار الکتریکی با ولتاژ بالا متکی است که نیروی خود را از ژنراتور موتورسیکلت میگیرد، نه یک بسته باتری سنگین. برخی تحلیلها حتی به معماری ۴۸ ولتی اشاره میکنند که در سیستمهای E-turbo مدرن رایج است، زیرا میتواند با حداقل جرم، پالسهای قدرتی کوتاه و قوی ارائه دهد. این موضوع کاملا با نیازهای یاماها جهت طراحی فشرده و سادگی موتورسیکلت همخوانی دارد؛ بدون سختافزار شارژی، بدون حالت رانندگی تمامبرقی و فقط یک کمکی هوشمند توربو در زمانهای مورد نیاز.
سختافزار توربوشارژر هم فضا اشغال میکند و هم باعث ایجاد گرمای زیادی میشود؛ مشکلاتی که موتورسیکلتها از آنها بیزار هستند. یاماها در فشرده کردن این قطعات در شاسی یک موتورسیکلت خیابانی تجربه دارد. ثبت اختراع نمونههای توربو قبلی، به جایگذاری هوشمندانه رادیاتور، منیفولد ورودی فشرده و مسیرهای کوتاه اگزوز به سمت توربو جهت پاسخدهی سریع اشاره میکردند. جزئیات پنهان کردن مبدلهای کاتالیزوری در بخشی از اگزوز منفرد و عریض، بلافاصله پس از توربین نیز مشهود بود.
تجسمی از سیستم E-Turbo یاماها
اینطور که به نظر میرسد طراحی جدید E-turbo یاماها نیز رویه و طرز تفکر فوق را ادامه میدهد؛ مسیردهی دقیق برای دورنگه داشتن قطعات داغ از راننده و بدنه، و در عین حال حفظ دسترسی آسان برای سرویس. قابلیت کنترل، یکی از نقاط قوت E-turbo به حساب میآید. به جای انتظار برای جریان اگزوز یا چرخاندن دائمی یک کمپرسور مجهز به میللنگ، یاماها میتواند افزایش فشار را دقیقا در جایی که موتور به کمک نیاز دارد، فراخوانی کند.
میزان این کمک میتواند بسته به دنده، دور موتور و حالت رانندگی متغیر باشد. این یعنی نیروی رانش قوی در محدودههای پایین و میانی، با حداقل پیکهای ناگهانی که تعادل شاسی را برهم میزند. همچنین به مهندسان اجازه میدهد تا با اجتناب از همپوشانی زیاد سوپاپها و تنظیم استراتژی افزایش فشار در مناطق پرخطر ناک زدن، به اهداف آلایندگی دست یابند.
نمونه اولیه کاربرد توربوشارژر در موتورسیکلت سه سیلندر یاماها در سال ۲۰۲۰، نشانهای از خروجی احتمالی ارائه میدهد. این موتورسیکلت آزمایشی از یک موتور ۸۴۷ سیسی سه سیلندر استفاده میکرد که مدعی تولید ۱۸۰ اسب بخار قدرت در سرعت تنها ۸۵۰۰ دور بر دقیقه و حفظ یک بازه گشتاور گسترده حدود ۱۷۶ نیوتن متر در محدوده سرعت ۳۰۰۰ تا ۷۰۰۰ دور بر دقیقه بود. در عین حال که موتورسیکلت حدود ۳۰ درصد دیاکسید کربن کمتری نسبت به یک مدلهای تنفس طبیعی مشابه تولید میکرد.
با این حال، ارقام فوق مربوط به یک نمونه آزمایشی مجهز به اینترکولر و تزریق مستقیم بود، نه یک E-turbo که در ثبت اختراع جدید یاماها به آن اشاره شده است. پتنت جدید ثابت میکند که یاماها میتواند با استفاده از توربوشارژر به اهداف بزرگ عملکردی دست یابد و همزمان استانداردهای سختگیرانه را رعایت کند. اگر مزایای پاسخدهی یک کمکی الکتریکی به چنین پلتفرم انتقال قدرتی اضافه شود، تصویر جذابتر هم شده و استفاده مؤثر از توربوشارژر در موتورسیکلت محقق میشود.
قدیمیترین تجربه یاماها در کاربرد توربوشارژر در موتورسیکلت
یاماها قبلا یک موتورسیکلت توربوشارژر ساخته است، چراکه یکی از پیشگامان این عرصه به حساب میآید. در سال ۱۹۸۲، این شرکت موتورسیکلت XJ650 Turbo را به عرضه درآورد که در آمریکا با نام Seca Turbo فروخته میشد. این مدل مجهز به یک پیشرانه چهار سیلندر خطی ۶۵۳ سیسی خنکشونده با هوا، کاربراتورهای تحت فشار، محرک شفت و یک فیرینگ کامل بود که از دور هم قصد و غرض موتورسیکلت را نشان میداد. قدرت پیشرانه بسته به میزان افزایش فشار و سال تولید در محدوده میانی ۸۰ تا ۹۰ اسب بخار تعریف شده بود.
این موتورسیکلت، حس آیندهگرایانهای داشت و در جاده نیز نویدبخش بود. آزمونهای دورهای آن زمان به درک قابلیتهای XJ650 توربو یا همان سکا توربو کمک میکنند. طبق اطلاعات درجشده در مجله Cycle World، این موتورسیکلت میتوانست مسیر یکچهارم مایل را در ۱۲.۶۷ ثانیه با سرعت نهایی ۱۷۱ کیلومتر بر ساعت طی کند و حداکثر سرعت خود در نیممایل، به ۱۹۵ کیلومتر بر ساعت برساند. این ارقام نسبت به مدل غیرتوربوی سکا بهتر بود، اما شکاف عملکردی کوچکتر از آن چیزی بود که طراحی و برگه مشخصات فنی وعده میداد.
توربوشارژر باعث افزایش وزن شده بود، فیرینگ درگ بیشتری ایجاد میکرد و سیستم کاربراتوری قدرت را نه به صورت پلکانی، بلکه به نحوی ناگهانی تحویل میداد. راننده مجبور بود منتظر بماند و سپس محکم خود را نگه دارد. به همین خاطر، XJ650 تنها دو سال روی خط تولید قرار داشت. در سال ۱۹۸۲ حدود ۶۵۰۰ دستگاه و در سال ۱۹۸۳ حدود ۱۵۰۰ دستگاه از این موتورسیکلت به فروش رسید که ارقام ناچیزی برای برند ژاپنی به حساب میآمد.
عبرت از گذشته، پیشرفت به سوی آینده
عمر کوتاه موتورسیکلت یاماها، بازتابی از کل موج توربو ژاپنیها بود. مشتریان ایده استفاده از توربوشارژر در موتورسیکلت را دوست داشتند، اما مالکیت آن هزینه و دردسر زیادی تحمیل میکرد. علیرغم افزایش پیچیدگی و هزینهها، دستاوردهای واقعی در جاده احساسی ناپایدار به مالک انتقال میداد. مصرف سوخت نیز چندان قابل تحسین نبود و به همین خاطر، بازار از خیر توربوشارژرها گذشت.
درسی که یاماها از این ماجرا گرفت، بسیار ساده است؛ فناوری توربو به داربست مناسب نیاز دارد. فضای کافی برای لولهکشی و خنک کاری، الکترونیک هوشمند و شاسی پایداری که در هنگام ورود گشتاور آرامش خود را حفظ کند، همگی جزو الزامات استفاده از توربوشارژر در موتورسیکلت هستند.مدل XJ650 Turbo کمک کرد تا نحوه اشتباه انجام کار ثابت شود. ثبت اختراع جدید نیز به چگونگی تصحیح اشتباه و اجرای صحیح آن با شروع از طراحی فشرده و کنترل اشاره میکند.
دیدگاهتان را بنویسید