خصوصیات برجسته پیشرانه قدرتمند نیسان چیست؟

این موتور که از سال ۲۰۰۷ بر روی نسل R۳۵ نیسان GT-R نصب شده است، به دلیل توانایی تحمل فشارهای بسیار بالا، قابلیت تیونینگ فوق‌العاده و دوام مثال‌زدنی، به یکی از برجسته‌ترین پیشرانه‌های تاریخ خودروهای اسپرت تبدیل شده است. برخلاف بسیاری از موتورهای مدرن که با هدف کاهش هزینه تولید طراحی می‌شوند، مهندسان نیسان در توسعه VR۳۸DETT تمرکز خود را بر استحکام، راندمان حرارتی و قابلیت تولید قدرت بالا قرار دادند. در ادامه، نگاهی تخصصی و فنی به این پیشرانه خواهیم داشت.

مرور مختصری بر موتور VR۳۸DETT

سال ۲۰۰۷ میلادی بود که کمپانی نیسان با معرفی نسل جدید GT-R از شاهکار مهندسی مکانیک نیز پرده برداشت. این شاهکار همان پیشرانه ۶ سیلندر وی-شکل ۳.۸ لیتری است که به راحتی موتورهای پرحجم‌تر و با تعداد سیلندر بالاتر را به چالش می‌کشد. از آن‌جا که هدف اصلی نیسان از تولید GT-R یک کوپه پرفورمنسی بود تا هم‌رده سوپراسپرت‌های اروپایی قرار گیرد، بنابراین در مهندسی قوای محرکه هیچ‌چیز کم نگذاشته‌اند. چراکه این موتور ۶ سیلندر وی-شکل ۳.۸ لیتری مزین به تکنولوژی تویین-توربو بوده تا با بالاترین سطح فناوری نیسان در بخش تایمینگ متغیر سوپاپ‌ها بتواند راندمان و گشتاور بالایی را به ارمغان آورد.

بدنه یا بلوک سیلندر این موتور تمام‌آلومینیومی بوده تا با راندمان حجمی بالا بتواند قدرت و گشتاور چشمگیری را فراهم آورد. این موتور که به نام VR۳۸DETT شناخته می‌شود، حدود یک دهه با کمترین به‌روزرسانی در ساختار فنی به تولید رسید، اما در اتوشوی توکیو سال ۲۰۱۶ میلادی نسخه به‌روزشده آن معرفی شد که دارای کیت نیسمو (میل‌بادامک، شاتون و پیچ شاتون مخصوص GT۳، اینترکولر، لوله‌کشی بسیار حرفه‌ای اینترکولر، تویین-توربو، کاتالیزور نیسمو و مافلر تیتانیومی) است. موتور VR۳۸DETT از زمان معرفی آن در سال ۲۰۰۷ میلادی تنها توسط ۹ مهندس مکانیک آموزش‌دیده به نام Takumi Craftsmens در خط تولید یوکوهامای نیسان به صورت دستی ساخته شده و نام آن‌ها روی هر موتور حک شده است.

طراحی و ساخت موتور VR۳۸DETT

موتور پرتوان ۶ سیلندر وی-شکل نیسان موسوم به VR۳۸DETT دارای ساختار وی-شکل با زاویه ۶۰ درجه بین سیلندرهاست. این موتور به لطف استفاده از متریال آلومینیوم در سیلندر و سرسیلندر و ساختار فورجینگ قطعات اصلی، وزن را کاهش و توان را تا حد زیادی افزایش داده است.

این موتور دارای حجم دقیق ۳۷۹۹ سی‌سی بوده و در کارخانه اختصاصی نیسان در یوکوهاما توسط مهندسان مکانیک مشهور «تاکومی» به صورت دستی مونتاژ شده است. این پیشرانه به لطف تکنولوژی تویین-توربو، سیستم تایمینگ متغیر هوشمند سوپاپ‌ها و سیستم پاشش سوخت مستقیم داخل سیلندرها توانسته توان و گشتاور بسیار بالاتری را فراهم آورد. این موتور قلب تپنده GT-R و مدل نیسمو آن را تشکیل داده و به عنوان قوی‌ترین موتور ۶ سیلندر در صنعت خودرو ژاپن به حساب می‌آید.

ساختار فنی پیشرانه VR۳۸DETT

موتور ۶ سیلندر با ساختار وی-شکل ۶۰ درجه‌ای دارای ۲۴ سوپاپ است. به عبارت دیگر این پیشرانه حجم موتور ۳۷۹۹ سی‌سی داشته که به ازای هر سیلندر ۴ سوپاپ در سرسیلندر تعبیه شده و جالب است بدانید که سیستم CVTCS (سیستم کنترل زمان‌بندی متغیر پیوسته نیسان) که روی دو میل سوپاپ قرار گرفته، توان و گشتاور بسیار بالایی را به وجود می‌آورد.

بر اساس پارامترهای فنی گودزیلای ژاپنی مانند سیستم تویین-توربو، سیستم تایمینگ متغیر پیوسته نیسان و طراحی ۲۴ سوپاپ روی دو میل‌سوپاپ و مکانیزم DOHC، سیستم پاشش سوخت مستقیم داخل سیلندرها، قطر سیلندر ۹۵.۵ میلی‌متری، کورس پیستون ۸۸.۴ میلی‌متری و طراحی محفظه احتراق گردابی که منجر به رسیدن به نسبت تراکم ۹ به یک شده، قدرت و گشتاور بسیار بالایی را به ارمغان می‌آورد.

ناگفته نماند که ابعاد بزرگ قطر سیلندر نسبت به کورس پیستون نشان می‌دهد که این موتور از طراحی Oversquare بهره می‌برد؛ موضوعی که امکان دستیابی به دور موتور بالا و تنفس بهتر را فراهم می‌کند.

همچنین موتور VR۳۸DETT دارای ۲۴ سوپاپ است که توسط دو میل بادامک بالاسری (۲ عدد برای هر سرسیلندر) کنترل می‌شوند و زمان‌بندی متغیر سوپاپ‌ها فقط در ورودی هوا وجود دارد. بلوک موتور از جنس آلومینیوم ریخته‌گری‌شده با سوراخ‌های آستر سیلندر با پاشش پلاسمایی ۰.۱۵ میلی‌متر است.

این پوشش یک لایه محافظ سخت برای حلقه‌های پیستون ایجاد می‌کند تا هنگام حرکت پیستون در نقطه مرگ بالا و نقطه مرگ پایین در طول چرخه قدرت، روی آن بلغزند. محفظه‌های توربین برای دو توربوشارژر IHI در منیفولدهای اگزوز ادغام شده‌اند تا وزن را کاهش داده و تعادل خودرو را تقویت کنند. این موتور همچنین دارای یک سیستم روغن‌کاری تحت فشار است که به صورت ترموستاتیک کنترل می‌شود.

VR۳۸DETT مجهز به یک سیستم کنترل بازخورد است که نسبت سوخت و هوا را بسته به بار موتور تغییر می‌دهد که تأثیر قابل توجهی در کاهش مصرف سوخت دارد. از سال ۲۰۱۱، تمام VR۳۸DETT های تولیدشده با پوشش موتور قرمز رنگ در GT-R عرضه شدند. این موتور که کاملاً مجهز به اولین مجموعه مبدل‌های کاتالیزوری، توربوها، تمام لوازم جانبی موتور، مجموعه دیفرانسیل جلو و لوله‌های خروجی توربو بود، وزنی معادل ۲۷۶ کیلوگرم داشت.

بلوک سیلندر و آلیاژ ساخت

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های VR۳۸DETT استفاده از بلوک سیلندر آلومینیومی ریخته‌گری‌شده با فناوری Plasma Transfer Wire Arc است. در این فناوری به جای استفاده از بوش‌های فولادی سنتی، یک لایه بسیار نازک از پوشش پلاسما روی دیواره سیلندر اعمال می‌شود. مزایای این روش عبارتند از: کاهش وزن موتور، انتقال حرارت بهتر، کاهش اصطکاک داخلی، افزایش دوام و بهبود بازده حرارتی. سرسیلندرها نیز از آلیاژ آلومینیوم سبک‌وزن ساخته شده‌اند تا ضمن کاهش جرم کلی موتور، توانایی دفع حرارت افزایش یابد.

مکانیزم سوپاپ‌بندی

نیسان برای این موتور از سیستم DOHC استفاده کرده است. در این ساختار هر سرسیلندر دارای دو میل‌سوپاپ مستقل است: یک میل‌سوپاپ برای سوپاپ‌های ورودی و یک میل‌سوپاپ برای سوپاپ‌های خروجی. در مجموع چهار میل‌سوپاپ در موتور وجود دارد. سیستم CVTCS یا Continuous Variable Valve Timing Control System نیز به‌طور پیوسته زمان باز و بسته شدن سوپاپ‌های ورودی را تنظیم می‌کند. نتیجه این فناوری عبارت است از: افزایش راندمان حجمی، بهبود پاسخ‌دهی موتور، کاهش مصرف سوخت و افزایش گشتاور در دورهای پایین.

سیستم سوخت‌رسانی

در موتور VR۳۸DETT از سیستم تزریق مستقیم سوخت استفاده شده است. در این فناوری، بنزین مستقیماً داخل محفظه احتراق پاشیده می‌شود و مزایای زیر را ایجاد می‌کند: احتراق دقیق‌تر، کاهش احتمال ناک زدن، امکان افزایش فشار بوست توربو، مصرف سوخت کمتر و تولید آلایندگی پایین‌تر؛ پمپ فشار بالای سوخت و انژکتورهای چندمرحله‌ای، امکان کنترل بسیار دقیق نسبت سوخت و هوا را فراهم می‌کنند.

سیستم پرخوران (توربوشارژر)

بخش مهمی از شهرت موتور VR۳۸DETT به سیستم توربوشارژر پیشرفته آن مربوط می‌شود. این موتور از دو توربوشارژر موازی یا Twin Turbo ساخت IHI بهره می‌برد. هر توربو وظیفه تأمین هوای فشرده برای یک بانک سیلندر را بر عهده دارد.

مزایای استفاده از سیستم تویین-توربو عبارتند از: کاهش تأخیر توربو، پاسخ‌دهی سریع‌تر، توزیع یکنواخت فشار هوا و افزایش راندمان تنفسی. نیسان همچنین از اینترکولرهای بزرگ استفاده کرده تا دمای هوای فشرده کاهش یابد. هرچه دمای هوا پایین‌تر باشد، چگالی اکسیژن بیشتر شده و قدرت تولیدی افزایش پیدا می‌کند. در نسخه‌های مختلف GT-R فشار بوست توربو بین حدود ۷ دهم تا بیش از ۱.۱ بار متغیر بوده است.

توان و گشتاور

میزان خروجی موتور طی سال‌های تولید افزایش پیدا کرد.

پیستون‌ها و قطعات داخلی

مهندسان نیسان برای تحمل فشارهای بالای توربو از قطعات بسیار مقاوم استفاده کردند. ویژگی‌های داخلی موتور عبارت‌اند از: پیستون‌های فورج‌شده آلومینیومی، شاتون‌های فورج‌شده مقاوم، میل‌لنگ فولادی فورج‌شده، یاتاقان‌های تقویت‌شده و سیستم روغن‌کاری پیشرفته. به همین دلیل بسیاری از نمونه‌های تیونینگ‌شده این موتور بدون باز کردن بلوک اصلی قادر به تحمل بیش از ۸۰۰ تا ۱۰۰۰ اسب‌بخار قدرت هستند.

۶ سیلندر برابر با ۸ سیلندر!

مهندسی نیسان در موتور VR۳۸DETT با توجه به حجم ۳۷۹۹ سی‌سی و تکنولوژی تویین-توربو؛ قدرتی برابر با یک موتور ۸ سیلندر وی-شکل تولید می‌کند. این راندمان را باید مرهون تکنولوژی سطح بالا در طراحی موتور، استفاده از سیستم پرخوران تویین-توربو، اصلاح در قطعات مکانیکی توربو و حذف لگ یا تأخیر در بوست توربو دانست. به این معنا که در دورهای پایین بوست توربو در حدی بوده که می‌تواند بالاترین میزان راندمان را به وجود آورد.

علاوه‌بر این موارد، بهره‌گیری از سیستم تایمینگ متغیر پیوسته نیسان یعنی CVTCS که دارای دو شیر هیدرولیکی OCV بوده تا در زمان افزایش روغن بتواند زمان‌بندی سوپاپ‌ها را آوانس یا ریتارد کند، توان و گشتاور بالایی را در یک موتور ۶ سیلندر ۳.۸ لیتری به نمایش گذاشته و ارائه می‌دهد. ناگفته نماند که طبق آن‌چه کمپانی نیسان اعلام کرده حداقل اکتان سوخت مورد استفاده در موتور VR۳۸DETT باید ۹۰ باشد؛ این ساختار سبب شده است این موتور در مناطقی مانند کشورهای خاورمیانه همچون ایران و حاشیه خلیج‌فارس سازگاری بهتری نسبت به توان و گشتاور داشته باشد.

توان و گشتاور مبتنی بر دیاگرام

موتور ۶ سیلندر وی-شکل ۶۰ درجه‌ای ۳۷۹۹ سی‌سی نیسان موسوم به VR۳۸DETT در نسخه پایه می‌تواند با استفاده از سوخت بنزین دارای اکتان ۹۰ حداکثر قدرت ۵۶۵ اسب‌بخار را در ۶۴۰۰ آرپی‌ام (دور در دقیقه) و حداکثر ۶۳۳ نیوتون‌متر گشتاور را در ۳۲۰۰ آرپی‌ام به ارمغان آورد.

به عبارت دیگر در زمان فشردن پدال گاز و رساندن دور موتور به مرز ۶۴۰۰ آرپی‌ام، روند توان شیب صعودی به خود گرفته تا لحظه رسیدن به ۶۵۰۰ آرپی‌ام (دور در دقیقه) به سرعت توان نزول پیدا می‌کند.

به گزارش خبرنگار پایگاه خبری موتورمگ، این موتور با ویژگی‌های منحصر به فرد خود، همچنان در دنیای خودروهای اسپرت به عنوان یکی از پیشرانه‌های برتر شناخته می‌شود.

آخرین اخبار