پیشرانه کوروت ZR1 چگونه بیش از 1000 اسب بخار قدرت تولید می‌کند؟

در این مطلب خواهیم فهمید مهندسان جنرال موتورز چگونه از پیشرانه‌ای که قرار بود ۸۵۰ اسب بخار قدرت داشته باشد به قدرتی چهاررقمی رسیدند.

برای تولید قدرت بالا توسط یک پیشرانهٔ درون‌سوز، سه ابزار وجود دارد. حجم موتور بالا، القای اجباری و دور موتور بالا. در نسل جدید کوروت ZR1، جنرال موتورز به‌منظور بیرون کشیدن قدرتی ماورایی از پیشرانهٔ V8 خود، از هر سهٔ این ابزارها استفاده کرده است. نتیجه، خلق یک موتور ۵.۵ لیتری V8 بنام LT7 با دو توربوشارژ است که تا ۲۴ psi بوست را به سیلندرها تزریق می‌کند و میل‌لنگ تختی است که تا ۸ هزار rpm می‌چرخد تا ۱۰۶۴ اسب بخار قدرت تولید شود. در ادامه چگونگی ساخت قوی‌ترین موتور V8 تولید انبوه آمریکایی را مرور خواهیم کرد.

کوهی از قدرت و گشتاور

این نیروگاه، ۱۱۲۰ نیوتن متر گشتاور در ۶ هزار rpm و ۱۰۶۴ اسب بخار قدرت در ۷ هزار rpm تولید می‌کند. این اعداد ممکن است باعث شود فکر کنید LT7 یک موتور دور بالا است ولی این پیشرانه بیش از ۱۰۸۰ نیوتن متر از گشتاور خود را از دور ۳۰۰۰ تا ۶,۵۰۰ rpm ارائه می‌کند. زمانی که توسعهٔ موتور LT7 در سال ۲۰۱۴ آغاز شد، مهندسان جنرال موتورز نمی‌دانستند که خواهند توانست به چنین خروجی باورنکردنی دست پیدا کنند. به گفتهٔ مهندس ارشد موتورهای بلوک کوچک جنرال موتورز «جردن لی»، تیم توسعه در ابتدا افزایش قدرت معقولی را نسبت به کوروت C7 ZR1 برنامه‌ریزی کرده بود. ازآنجایی‌که ZR1 قبلی ۷۵۵ اسب بخار قدرت داشت، تیم به این نتیجه رسید که ۸۵۰ اسب بخار هدف بسیار خوبی خواهد بود.

بااین‌حال، وقتی اولین پیشرانه ساخته و روی داینو قرار داده شد، موتور با وست‌گیت‌های کاملاً باز یعنی با بوست توربوی بسیار پایین، حدود ۸۳۰ اسب بخار قدرت تولید کرد. اینجا بود که تیم متوجه شد موتور LT7 می‌تواند قدرتی بسیار بیشتر تولید کند. بااین‌حال، مردان شورلت باید همهٔ جوانب را در نظر می‌گرفتند. آن‌ها باید مطمئن می‌شدند که گیربکس یا نیم شافت‌های انتقال نیرو خرد نمی‌شود و سیستم خنک‌کننده می‌تواند چنین قدرتی را مدیریت کند؛ بنابراین، آنالیزهای بیشتری انجام شد و هدف به ۹۵۰ اسب بخار افزایش پیدا کرد. لی در این رابطه می‌گوید:

وقتی روی هدف ۹۵۰ اسب بخار بودیم، همهٔ ما به این نتیجه رسیدیم که باید به قدرت چهاررقمی برسیم. می‌دانستیم که دوج دیمن ۱۷۰ با سوخت E85 قدرت ۱۰۲۵ اسب بخاری تولید می‌کند و ما ۱۰۲۶ اسب بخار با بنزین معمولی می‌خواستیم. این موتور اما آن‌قدر قدرتمند بود که ابتدا هیچ داینویی نداشتیم که بتواند چنین قدرتی را کنترل کند. ما مجبور شدیم دو داینوی جدید بخریم که توان آزمایش بیش از ۱۰۰۰ اسب بخار قدرت را داشتند.

چرا بجای سوپرشارژر از توربوشارژر استفاده شد؟

کوروت‌های ZR1 نسل C6 و C7 با پیشرانه‌های ۶.۲ لیتری V8 سوپرشارژ به ترتیب ۶۳۸ و ۷۵۵ اسب بخار قدرت داشتند و بنابراین منطقی بود که در C8 هم از سوپرشارژر استفاده شود اما اگر یک سوپرشارژر به میل‌لنگ سبک‌وزن یک موتور میل‌لنگ تخت متصل شود، سرعت بالای دور گیری موتور کاهش پیدا می‌کند. همچنین توربوشارژر از لحاظ مصرف سوخت و تولید قدرت کارآمدتر از سوپرشارژر است زیرا سوپرشارژر برای چرخش کمپرسور از نیروی موتور استفاده می‌کند و این یکی از دلایلی است که موتور LT7 کوروت با حجم کمتر، قدرت بیشتری نسبت به موتور دوج دیمن ۱۷۰ تولید می‌کند.

تیم کوروت اگر می‌توانست زودتر سراغ توربوشارژر می‌رفت اما مشکل بزرگ این بود که ترکیب موتور جلو در نسل‌های قبلی فضای کافی را فراهم نمی‌کرد. انتقال موتور به وسط اما این محدودیت را از بین برد و حالا در C8 عرض زیادی برای نصب توربوشارژرها روی منیفولد اگزوز وجود داشت. در این ترکیب اما کاهش ارتفاع موتور بسیار اهمیت پیدا کرد و استفاده از سوپرشارژر در کوروت موتور وسط فضایی را اشغال می‌کرد که برای جمع شدن سقف در نسخهٔ کانورتیبل در نظر گرفته شده بود.

این صرفاً یک LT6 با القای اجباری نیست

توسعه موتور LT7 و LT6 تنفس طبیعی Z06 به‌صورت پشت سرهم آغاز شد اما این پیشرانه‌ها صرفاً هم‌خانواده هستند نه اینکه یکسان باشند. البته دو موتور از بلوک یکسان با همان قطر سیلندر ۱۰۴.۲۵ میلی‌متری و کورس پیستون ۸۰ میلی‌متری، دو میل بادامک روی سرسیلندر و سیستم روغن‌کاری کارتل خشک استفاده می‌کنند اما شباهت‌ها در همین‌جا به پایان می‌رسد. در LT7 با استفاده از پیستون‌های تورفته بجای نمونه‌های گنبدی شکل LT6 و شاتون‌های کوتاه‌تر، نسبت تراکم از ۱۲.۵ به ۹.۸ کاهش پیدا کرده است. همچنین در LT7 از میل بادامک‌ها و سرسیلندرهای ریخته‌گری شدهٔ منحصربه‌فرد و محفظه احتراق بزرگ‌تری استفاده شده است.

ازآنجایی‌که موتور LT7 از توربوشارژر استفاده می‌کند، تمرکز روی کوتاه کردن مسیر ورود هوا برای دستیابی به سریع‌ترین واکنش توربو بوده است. ازاین‌رو، منیفولدهای اگزوز در توربوها ادغام شده و اینترکولرها در بالای موتور نصب شده‌اند. منیفولدهای هوای ZR1 نیز حجم بسیار کمتری نسبت به Z06 دارد. تولید چنین قدرت عظیمی به سوخت‌رسانی فوق‌العاده‌ای هم نیاز دارد و به همین دلیل، سیستم تزریق مستقیم سوخت (GDI) موتور LT6 در LT7 با یک سری انژکتور اضافی در پشت سوپاپ‌های هوا (MPI) همراه شده است. محدودهٔ عملیاتی هرکدام از این دو نوع سیستم سوخت‌رسانی باهم ترکیب شده و در هنگام تخته‌گاز، تمام ۱۶ انژکتور در هر دقیقه ۷.۵ لیتر بنزین را به سیلندرها تزریق می‌کنند.

در مورد توربوشارژرها

مقداری هوایی که توربوشارژرهای موتور LT7 در هنگام حداکثر بوست پمپاژ می‌کنند، استخر المپیک را در چهار دقیقه پر خواهد کرد! این توربوها، کمپرسورهای ۷۶ میلی‌متری را به چرخش درمی‌آورند که در حالت عادی ۲۰ psi و حداکثر ۲۴ psi بوست تولید می‌کنند. توربین‌های ۶۷ میلی‌متری این توربوها هم از آلیاژی بر پایهٔ نیکل بنام MAR ساخته شده‌اند که در برابر حرارت شدید ۱۰۰۰ درجه‌ای گازهای اگزوز مقاوم خواهد بود. وست‌گیت‌ها نیز به‌صورت الکترونیکی فعال می‌شوند که امکان کنترل دقیق‌تری بر فشار بوست و همین‌طور فعال‌سازی حالت ضد تأخیر هنگام نزدیک شدن به منطقهٔ ترمز گیری را فراهم می‌کند. با برداشتن پا از روی پدال گاز، وست‌گیت‌ها هم بسته می‌شوند تا فشار بوست همچنان حفظ شود. بدین ترتیب، وقتی خودرو از ترمز گیری خارج شده و راننده دوباره گاز می‌دهد، توربوها با سرعت بالایی در حال چرخش خواهند بود و عملاً هیچ تأخیر توربویی وجود نخواهد داشت.

به‌طورکلی، به نظر می‌رسد در کوروت ZR1 جدید با خودرویی افسانه‌ای طرف باشیم و به‌احتمال‌زیاد، نام موتور LT7 در تاریخ پیشرانه‌های درون‌سوز جاودانه خواهد شد.