پیشرانه‌های TwinPower بی ام و چگونه کار می‌کنند؟

بی ام و در طول تاریخ همواره به ساخت خودروهای سریع و پر قدرت شهرت داشته است و محصولات این خودروساز آلمانی از سری ۱ گرفته تا M5 همگی از سریع‌ترین و پر قدرت ترین خودروهای کلاس خود هستند (حداقل بر روی کاغذ اینگونه است).

Image result for bmw logo


موتورهای ساخت بی ام و نیز از بهترین ها در جهان هستند ولی اینگونه نیست که سحر و جادویی در ساخت آن ها بکار رفته باشد بلکه اگر کاپوت یک دستگاه بی ام و را بالا بزنید با عبارت TwinPower Turbo مواجه خواهید شد و راز عملکرد فوق العاده‌ی موتورهای این خودروساز را نیز در همین عبارت باید جستجو کرد.

بی ام و در سال‌های گذشته از مخالفان سرسخت توربوشارژر و خودروهی دیفرانسیل جلو بود با این وجود امروزه نه تنها تمامی محصولات بی ام و از توربوشارژر استفاده می کنند بلکه این خودروساز حتی دست به تولید خودروی دیفرانسیل جلو نیز زده است. حتی بی ام و خودروی دیزلی را استفاه می کند که مجهز به چهار عدد توربوشارژر است و موتور سه توربوشارژر نیز در سبد محصولات این شرکت قرار دارد.

فناوری تویین پاور نقش بسیار کلیدی را در بهبود عملکرد خودروهای بی ام و دارد که در ادامه بیشتر به آن خواهیم پرداخت. این فناوری از سه بخش کلیدی تشکیل شده است که شامل سیستم لیفت متغیر سوپاپا‌ها، تزریق مستقیم سوخت و توربوشارژر می شود. این سه بخش از اساسی ترین ارکان‌های تویین پاور هستند و فرقی نمی کند که موتور ۳ سیلندر داشته باشیم یا ۱۲ سیلندر. البته باید اشاره کرد که موتورهای دیزلی از سیستم سوخت ریل مشترک استفاده می کنند.


سیستم لیفت متغیر سوپاپ‌های بی ام و با نام ولوترونیک (Valvetronic) شناخته می‌شود و به طور انحصاری توسط خود بی ام و توسعه داده شده است. کاری که این سیستم می کند این است که میزان پیشروی سوپاپ هوا به داخل محفظه‌ی احتراق را می تواند تغییر دهد. ولوترونیک تاثیر بسیار مثبتی در کاهش مصرف سوخت و بهبود واکنش موتور نسبت به پدال گاز دارد چون با وجود این سیستم دیگر نیازی به دریچه گاز وجود ندارد. گرچه دریچه ی گاز همچنان و برای مواقع احتیاط در خودروها باقی مانده است.


این سیستم فرامین خود را از ECU دریافت می کند و زمانی که شما پای خود را بر روی پدال گاز فشار می دهید در حقیقت کامپیوتر تایین می کند که سوپاپ های هوا باید به چه میزان باز شوند. برای این کار نیز بی ام و از فنرها، بادامک ها و اسبک های جداگانه ای برای اعمال تغییر در لیفت سوپاپ ها استفاده کرده است.


ولوترونیک نخستین بار در سال ۲۰۰۱ و بر روی مدل 316ti عرضه شد که این مدل به یک موتور تنفس طبیعی چهار سیلندر با حجم ۲ لیتر و ب نام N42 مجهز بود. همچنین ولوترونیک در آن سالها بر روی موتور تنفس طبیعی دیگری با نام N52 نیز مورد استفاده قرار گرفت که یک موتور ۶ سیلندر خطی بود. با این وجود بی ام و در آن زمان از این فناوری در موتور شش سیلندر توربوشارژر دار خود یعنی N54 استفاده نکرد.


بی ام و در سال ۲۰۰۹ اقدام به جایگزینی N54 با موتور جدید N55 کرد و موتور V12 خود با نام N74 را نیز برای مدل 760i معرفی کرد که هر دوی این موتورها از فناوری ولوترونیک برخوردار بودند. پس از آن راه استفاده از این فناوری در موتورهای بی ام و هموار شد و حتی در سری ۱ نیز از سیستم ولوترونیک بهره گیری شد.

Image result for n74 engine

در قدم بعدی بی ام و سیستم سوخت رسانی MPI را از روی محصولات خود کرد و آن را با سیستم تزریق مستقیم سوخت از نوع فشار بالا با انژکتورهای مرکزی چند سوراخه جایگزین کرد. بی امو به سرعت استفاده از این فناوری را نیز در موتورهای مختلف خود گسترش داد اما با این حال موتور شش سیلندر خطی N55 که بر روی مدل های 335i، 535i، X3، X5 و X6 استفاده می شد فاقد این سیستم بود و از سیستم تزریق سوخت ساخت کمپانی بوش استفاده می کرد. دلیل چنین کاری این بود که بی ام و نمی خواست قیمت قطعات خود را در بازار امریکا افزایش دهد.


در خصوص نام تویین پاور پای بی ام و حتی به داداگاه نیز باز شد و عده ای از این خودروساز شکایت کردند که چرا از عبارت Twin استفاده کرده است در حالی که برخی موتورها تنها دارای یک عدد توربوشارژر هستند و به این ترتیب این خودروساز متهم به دروغ در تبلیغات شد.

با این حال بی ام و توضیح داد که منظور اصلی از این عبارت توربوشارژرهای تویین اسکرول (Twin Scroll) هستند که اولین بار در سری ۵ سال ۲۰۰۹ و بر روی موتور N55 مورد استفاده قرار گرفتند. با این که این توربوشارژرها نقش مهمی در تویین پاور دارند اما امروزه در تمامی موتورهای بی ام و از این نوع توربو ها استفاده نمی شود.

در مورد این نوع توربوشارژرها نیز باید گفت که دارای دو مجرای کاملا مجزای ورود دود هستند که یکی بزرگ بوده و دیگری کوتاه تر است به این ترتیب مجرای کوتاه تر برای دورهای پایین و جهت کاهش تاخیر یا لگ توربو مورد استفاده قرار می گیرد و مجرای بزرگ تر نیز برای تولید قدرت و و گشتاور بالا در دورهای بالا کاربرد دارد. بی ام و برای استفاه از این نوع توربوها حتی یک مانیفولد اگزوز کاملا خاص را نیز برای موتورهای خود طراحی کرد.


اما تحول از آنجایی آغاز شد که بی ام و موتورهای سه سیلندر جدید خود را در نسخه های دیزلی و بنزینی معرفی کرد که این موتور ها از نظر قدرت و توان خروجی می‌توانند با موتورهای بسیار بزرگتر از خودشان رقابت کنند. این موتورها به صورت مدولار ساخته شده‌اند و همگی از سیلندرهایی با حجم ۵۰۰ سی‌سی بهره مند هستند. همگی آنها به سیستم تویین پاور نیز مجهز هستند. قدرت خروجی آنها ۱۲۰ الی ۲۲۰ اسب بخار است.


در حال حاضر بی ام و موتور دیزلی با نام B37 و موتور بنزینی با نام B38 را روی خط تولید خود دارد که این موتورها با قدرت های خروجی مختلفی بر روی مدل های مختلف بی ام و نصب هستند. موتور بنزینی بر روی خودروی اسپرت هیبریدی i8 و حتی خودروهای دیفرانسیل جلوی مینی نیز نصب شده است و در حال حاضر بر روی مدل های دیفرانسیل عقب بی ام و سری ۳ نیز عرضه می شوند. بی ام و همچنین از سال ۲۰۰۴ با کمپانی پژو سیتروئن نیز در ساخت موتور های چهار سیلندر توربو شارژر دار همکاری دارد. این موتورها پیش‌تر در خودروهای مینی کوپر s نیز مورد استفاده قرار گرفتند اما بی ام و از سال ۲۰۱۱ اقدام به استفاده از موتور N13 بر روی این خودرو کرده است. این موتور جدید از فیلتر رروغن متفاوتی برخوردار بود تا بتوان آن را به صورت طولی نیز مورد استفاده قرار داد و به این ترتیب می‌توان آن را در مدل های دیفرانسیل عقب سری ۱ نیز استفاده کرد. این موتور دارای نسخه های مختلفی بود که قدرت آنها از ۱۰۱ اسب بخار تا ۱۷۳ بخار متغیر بودند.


احتمالاً مشهورترین موتور توربو شارژر دار بی ام و N20 است که یک موتور ۲ لیتری ۴ سیلندر مجهز به سیستم تویین پاور است که در مدل های مختلف این خودرو ساز استفاده شده است و در حقیقت جایگزین موتورهای شش سیلندر تنفس طبیعی شده است. این موتور در کدهای 20i و 28i بی ام و مورد استفاده قرار گرفت. موتور N20 دارای دو نوع قدرت خروجی مختلف است که نسخه ضعیف آن دارای ۱۸۴ اسب بخار قدرت و نسخه قدرتمند آن دارای ۲۴۵ اسب بخار قدرت است.

Image result for n20 engine


فناوری تویین پاور مزایای خود را در موتورهای شش سیلندر را بیشتر نشان می دهد به طوری که بی ام و اقدام معرفی موتور N55 کرد. این موتور با وجود داشتن سه لیتر حجم و شش سیلندر می تواند به راحتی با موتور های ۸ سیلندر ۴ لیتری رقابت کند در حالی که وزن آن کمتر است و گشتاور خود را در دور موتور پایین ترین در اختیار قرار می دهد.


نسخه پایه موتور N55 می‌تواند ۳۱۰ اسب بخار قدرت و ۴۰۰ نیوتن متر گشتاور را تولید کند که در مدل‌های دارای کد 35i مورد استفاده قرار میگیرد و بر روی کلیه خودروهای شاسی بلند بی ام و نیز عرضه می شود.


نسخه قدرتمند تر این موتور نیز دارای ۳۱۵ اسب بخار قدرت و ۴۵۰ نیوتن متر گشتاور است که در مدل های 640i و 740i عرضه شده است. این موتور نخستین بار در سال ۲۰۰۹ و بر روی سری ۵ گرند توریزمو معرفی شد. سری ۵ با این موتور با کد 535i عرضه می شد و شتاب صفر تا صد آن ۶.۳ ثانیه و حداکثر سرعت آن به صورت الکترونیکی بر روی ۲۵۰ کیلومتر بر ساعت محدود شده بود. در بحث مصرف سوخت نیز این خودرو اعداد مناسبی را به ثبت رسانده بود به طوری که مصرف سوخت آن ۷ لیتر در هر ۱۰۰ کیلومتر بود و در هر کیلومتر تنها ۲۰۹ گرم گاز دی اکسید کربن منتشر می‌کرد.