آشنایی با انواع موتورهای تولیدی در کارخانجات خودروسازی جهان این قلب‌های تپنده

قصد داریم در سلسله مقالاتی انواع موتورهای مورد استفاده در کارخانجات خودروسازی جهان را معرفی کنیم. این مقالات شامل معرفی انواع خانواده‌های موتورها و گونه‌های آنها و فناوری‌ها و اصطلاحات به‌کار رفته در آنها می‌شود.

در نخستین بخش به معرفی موتورهای سری GR از کمپانی بزرگ تویوتا می‌پردازیم. پیشینه این موتورها که روی انواع خودروهای سواری و اس‌یووی تویوتا و لکسس قابل سفارش هستند به سال ۲۰۰۲ بازمی‌گردد. از یکی از نسخه‌های موتور GR در خودروهای لوتوس نیز استفاده شده است.


Toyota ۱GR FE engine
Toyota GR engine
۱GR-FE
این موتور با حجم دقیق ۳۹۵۶ سی‌سی به‌صورت طولی نصب می‌شود که آن را برای خودروهای محرک عقب و ۴ چرخ محرک قابل استفاده می‌کند. این موتور با بنزین اکتان ۹۱ توانایی تولید ۲۳۹ اسب بخار و ۳۷۷ نیوتون متر گشتاور را داراست. این موتور از سیستم VVT-i روی میل‌سوپاپ ورودی استفاده می‌کند و ضریب کمپرس آن نیز ۱۰ به ۱ است. وزن این موتور با بلوک آلیاژی و سرسیلندر تمام آلومینیومی تنها ۱۶۶ کیلوگرم است. در سال ۲۰۱۰ این موتور دستخوش تغییراتی شد که این تغییرات شامل نصب سیستم VVT-i در هر دو میل سوپاپ ورودی و خروجی می‌شد. نسخه بروزرسانی شده ۱GR توانایی تولید ۲۸۵ اسب بخار قدرت و ۳۹۲ نیوتون متر گشتاور را دارد. این موتور اتاق احتراق مخروطی استفاده می‌کند که با ایجاد توربولانس هنگام تراکم سبب ترکیب بهتر هوا و سوخت می‌شود. در این‌گونه طراحی‌ها که به Tapper-squish معروف هستند فاصله پیستون تا سر سیلندر در نقطه مرگ بالایی کمتر از یک میلی‌متر است. این طراحی سبب شده احتمال خودسوزی در این موتور به‌شدت کاهش یابد و موتور به راندمان بالاتری دست پیدا کند. طراحی سوپاپ‌های ورودی نیز به‌گونه‌ای است که دریچه سوپاپ دارای کمترین سطح مقطع دیواره باشد تا از چسبیدن مولکول‌های سوخت به سطح آن جلوگیری شود. طراحی سیلندرها نیز به‌صورت بوش خشک بوده و به دلیل ضخامت کم آنها امکان انجام عملیات تراشکاری روی آنها وجود ندارد و در صورت آسیب دیدن دیواره سیلندر باید نسبت به تعویض کل بلوک اقدام کرد. کیت سوپر شاژر TRD نیز برای این موتور در مدل‌های FJ و تاکوما قابل سفارش است. این موتور در مدل‌های فوررانر، لندکروزر، پرادو، تاکوما و لکسس GX۴۰۰ قابل‌سفارش است.


Toyota ۱GR FE engine
۲GR
این موتور با ۳۴۵۶ سی‌سی برای نصب به‌صورت عرضی طراحی شده که آن را برای خودروهای ۴ چرخ و محرک جلو قابل استفاده می‌کند. قدرت این موتور بسته به مدل خودرو متغیر است اما به‌طور متوسط ۲۶۶ اسب بخار قدرت و گشتاور حدود ۳۵۰ نیوتون متر را تولید می‌کند. این موتور نیز دارای سیستم زمان‌بندی متغیر سوپاپ‌ها برای هر دو میل‌سوپاپ ورودی و خروجی است. سرسیلندر این موتور به ۳ قسمت تقسیم شده که شامل کاور سوپاپ‌ها، هوزینگ میل‌سوپاپ و سرسیلندر است. این موتور ۱۶۳ کیلوگرمی در مدل‌های آریون، ونزا، کمری، لکسس ES۳۵۰ و RX۳۵۰ و تویوتا هایلندر استفاده می‌شود. جالب است بدانید که این موتور با تغییرات نرم‌افزاری که حداکثر دور آن را به ۷۰۰۰ دور افزایش داده، در لوتوس Evora نیز استفاده می‌شود.


Toyota ۲GR FE V۶ engine
۲GR-FZE
این موتور همان موتور ۲GR است که با نصب سوپرشارژر قدرت آن به ۳۵۰ اسب بخار افزایش یافته و در خودروهای لوتوس اگزیج S و لوتوس Evora S و تویوتا آریون TRD نصب شده است.


۲GR-FSE
این موتور ۳.۵ لیتری در مدل‌های لکسس GS۳۵۰ و IS۳۵۰ استفاده شده و مجهز به سیستم تزریق مستقیم سوخت است. استفاده از سیستم تزریق مستقیم سوخت نه تنها تمایل به ناک یا خودسوزی را در موتور کاهش داده بلکه با کمک به کاهش دمای هوای ورودی به افزایش راندمان موتور کمک کرده است. در سیستم تزریق مستقیم این موتور، تویوتا از انژکتورهای جدیدی استفاده کرده که به‌صورت عمودی در سیلندر قرار دارند و کار پخش سوخت را به‌صورت گسترده و یکنواخت انجام می‌دهند. این مکانیزم سبب شده مخلوط هوا و سوخت نه‌تنها یکنواخت بلکه دقیق نیز باشد. همه این عوامل دست به‌دست هم داده این موتور دارای قدرت و گشتاور خروجی عالی در بین موتورهای تنفس طبیعی باشد. این موتور ۳۰۵ اسب بخار و ۳۸۰ نیوتون متر گشتاور را تولید می‌کند. این موتور ۱۷۴ کیلوگرمی بین سال‌های ۲۰۰۶ تا ۲۰۰۹ در فهرست ۱۰ موتور برتر جهان قرار داشت.


Toyota ۲GR FSE V۶ engine
۲GR-FXE
این موتور ۲۴۵ اسب بخاری برای استفاده در مدل‌های هیبریدی لکسس آماده شده که تغییرات آن شامل استفاده از چرخه آتکینسون و سیستم بازچرخانی گاز اگزوز (EGR) استفاده می‌کند. این سیستم با برگرداندن بخشی از دود به مانیفولد ورودی سبب کاهش دمای موتور و به دنبال آن کاهش آلایندگی می‌شود. میزان این دود توسط سوپاپ EGR کنترل می‌شود. در این موتور، EGR به سیستم خنک‌کننده نیز مجهز است.


۳GR-FE
این موتور ۳ لیتری برای استفاده در لکسس‌های کد ۳۰۰ و تویوتا Reiz است و به سیستم VVT-i مجهز است. ضریب کمپرس این موتور ۱۰.۵ به ۱ بوده و قدرت و گشتاور آن به ترتیب ۲۲۸ اسب و ۳۰۰ نیوتون است. این موتور برای بازارهای آسیا چین و خاورمیانه است.


Toyota ۳GR-FE engine
۳GR-FSE
این موتور همان‌گونه FE است که به سیستم تزریق مستقیم سوخت مجهز شده و قدرت آن به ۲۵۰ اسب بخار افزایش یافته است. این موتور در بازارهای اروپا و امریکای شمالی عرضه می‌شود.


۴GR-FSE
این موتور برای بازار داخلی ژاپن است. با قدرت ۲۰۴ اسب بخار مجهز به زمان‌بندی متغیر سوپاپ و تزریق مستقیم سوخت است. این موتور برای تویوتا کراون و لکسس GS۲۵۰ و IS۲۵۰ قابل سفارش است.


Toyota ۴GR-FSE engine
۵GR-FE
۵GR در کشور چین تولید می‌شود و برای محصولات بازار چین است. این موتور برای کاهش هزینه تولید و استفاده از خط تولید مشترک از قطر سیلندر مشابه با مدل ۳GR-FE استفاده می‌کند و ضریب تراکم آن ۱۰ به یک است. ۵GR بدون سیستم تزریق مستقیم سوخت ولی با VVT-i عرضه می‌شود.