هورس موتور بنزینی B20 را با قابلیت فعالیت زیر آب، راندمان ۴۸ درصدی و استاندارد حفاظتی IPX8 معرفی کرد.
موتور B20 هورس با قابلیت فعالیت در عمق ۱.۱ متری آب معرفی شد؛ فناوری جدیدی که می‌تواند مشکل ورود آب به موتور و قفل هیدرولیکی را برای خودروهای آفرودی برطرف کند.
تزریق آب به داخل موتور احتراق داخلی آن‌قدرها هم که به نظر می‌رسد عجیب نیست. این فناوری برای مثال در موتورهای توربوشارژر با عملکرد بالا کاربرد دارد و با جلوگیری از احتراق ضربه‌ای (ناک)، امکان افزایش فشار بوست و استفاده از زمان‌بندی پیشرفته‌تر جرقه‌زنی را فراهم می‌کند؛ در نتیجه، توان خروجی موتور افزایش می‌یابد.
اما غوطه‌ور کردن یک موتور کامل در آب، موضوع کاملاً متفاوتی است.
شرکت هورس پاورترین (Horse Powertrain) در اوایل ماه سپتامبر از موتور بنزینی ضدآب B20 رونمایی کرد. این پیشرانه می‌تواند در عمق حداکثر ۱.۱ متری آب به فعالیت خود ادامه دهد و برای استفاده در خودروهای هیبریدی نیز مناسب است. همچنین، موتور B20 قادر است در شرایط سخت آفرود و تحت بارهای بسیار سنگین، از جمله هنگام عبور از مسیرهایی با شیب ۱۰۰ درصد، توان خروجی خود را به‌صورت پیوسته حفظ کند.
این موتور چهارسیلندر خطی با حجم ۲ لیتر، بسته به شرایط کاری، قدرتی بین ۱۸۹ تا ۲۸۰ اسب بخار و گشتاوری معادل ۲۲۱ تا ۲۸۰ پوندفوت (حدود ۳۰۰ تا ۳۸۰ نیوتن‌متر) تولید می‌کند.
جلوگیری از قفل هیدرولیکی؛ مهم‌ترین چالش موتورهای احتراق داخلی
ورود حجم زیادی از آب به داخل موتور می‌تواند در مدت کوتاهی به آن آسیب جدی وارد کند. بنزین و آب برخلاف هوا قابلیت تراکم‌پذیری ندارند؛ بنابراین، درحالی‌که ورود ذرات بسیار ریز آب به موتور و تبخیر آن‌ها مشکلی ایجاد نمی‌کند، ورود مقدار قابل‌توجهی مایع به سیلندر در مرحله تراکم می‌تواند باعث بروز پدیده قفل هیدرولیکی (Hydrolock) شود.
در این وضعیت، پیستون به دلیل وجود مایع غیرقابل‌تراکم نمی‌تواند مرحله تراکم را کامل کند و این مسئله ممکن است آسیب‌های شدیدی به قطعات داخلی موتور وارد کند.
عبور از مسیرهای عمیق آبی موضوع تازه‌ای در خودروهای آفرودی نیست و بسیاری از خودروهای مخصوص این کار به اسنورکل مجهز هستند تا هوای مورد نیاز موتور را از ارتفاع بالاتری دریافت کنند. بااین‌حال، غوطه‌ور شدن کامل خودرو همچنان چالش‌های دیگری به همراه دارد؛ چراکه علاوه‌بر موتور، سیستم برق و سایر قطعات نیز باید در برابر نفوذ آب محافظت شوند.
موتور B20 هورس موفق به دریافت یکی از بالاترین سطوح استاندارد حفاظت در برابر نفوذ آب، یعنی IPX8 شده است.
راندمان حرارتی ۴۸ درصدی با چرخه میلر
موتور B20 با تمرکز بر افزایش بهره‌وری طراحی شده و از چرخه میلر (Miller Cycle) استفاده می‌کند. بر اساس اعلام هورس، این پیشرانه قادر است ۴۸ درصد از انرژی سوخت مصرفی را به انرژی مکانیکی تبدیل کند.
سیستم تزریق سوخت با فشار بالا و مجراهای ورودی هوا با طراحی خاص برای ایجاد جریان چرخشی شدید (High-Tumble)، به بهبود اختلاط هوا و سوخت و احتراق کارآمدتر کمک می‌کنند.
پیستون‌های این موتور نیز به‌گونه‌ای طراحی شده‌اند که اثر موسوم به Squish را به حداکثر برسانند. این اصطلاح به ناحیه‌ای مسطح در نزدیکی لبه تاج پیستون اشاره دارد که در مقابل سطح مشابهی در قسمت بالایی محفظه احتراق قرار می‌گیرد. هنگامی که پیستون به بالاترین نقطه حرکت خود می‌رسد، فاصله میان این دو سطح بسیار کم می‌شود.
در نتیجه، مخلوط هوا و سوخت به‌شدت فشرده شده و به سمت مرکز محفظه احتراق رانده می‌شود. این فرایند تلاطم بیشتری در مخلوط ایجاد می‌کند و به بهبود کیفیت احتراق منجر می‌شود.
ساختار تقویت‌شده و سیستم آب‌بندی کامل موتور B20
هورس برای این پیشرانه از بلوک سیلندر آلومینیومی مستحکم با ساختار موسوم به Gantry استفاده کرده است. منیفولد اگزوز نیز به‌صورت یکپارچه با بلوک سیلندر طراحی شده و سیستم شفت‌های تعادل موتور ساده‌سازی شده است تا سطح ارتعاشات و صدای تولیدی کاهش پیدا کند.
همچنین، پمپ روغن با حجم جابه‌جایی متغیر در این موتور به کار رفته است. این سیستم میزان روغن پمپاژشده را متناسب با نیاز موتور تنظیم می‌کند تا انرژی اضافی برای گردش روغن مصرف نشود و در نتیجه، مصرف سوخت کاهش یابد.
دستیابی به استاندارد IPX8 از طریق استفاده از ساختار کاملاً آب‌بندی‌شده و سیستم آب‌بندی اختصاصی میان موتور و جعبه‌دنده امکان‌پذیر شده است. قطعات الکتریکی و حسگرهای موتور نیز همین سطح از حفاظت در برابر نفوذ آب را دارند.
علاوه‌براین، حسگرهای اختصاصی ورود موتور به آب را تشخیص می‌دهند و پس از آن، سیستم کنترل پیشرانه تنظیماتی مانند محدود کردن توان خروجی یا تغییر پاسخ دریچه گاز را اعمال می‌کند تا موتور بتواند در شرایط غوطه‌وری به فعالیت خود ادامه دهد.
پیش از این در مطلبی به یکی از دیگر فناوری‌های شرکت هورس پرداخته بودیم که می‌توانید مطالعه کنید: