بیشتر موتورهای خودروهای امروزی ساختار نسبتاً مشابهی دارند. حتی نمونه‌هایی مانند موتور شش سیلندر تخت پورشه یا موتور دو سیلندر جدید فیات که برای آن‌ها لفظ «متفاوت» را به کار می‌بریم، از همان روند مهندسی‌ای پیروی می‌کنند که در طول ۵۰ سال گذشته امتحان خود را به‌خوبی پس داده است. در همین حال، همه خودروسازان از قوانین مشخص برای طراحی موتورها استفاده نمی‌کنند و برخی از موتورها، طراحی نامتعارفی دارند؛ ولی تعداد اندکی دیگر نیز هستند که واقعاً عجیب‌وغریب هستند که کاملاً خود را از دیگران جدا می‌کنند. البته در بعضی مواقع، مسائلی مانند بهبود کارایی می‌توانند توجیه مناسبی برای این اقدامات دیوانه‌وار باشند.
لیستی که در ادامه می‌آید، ۱۰ نمونه از طراحی موتورهای دیوانه‌وار در صنعت خودرو است که برای جمع‌آوری آن چند قانون ساده رعایت شده است؛ اینکه تنها پیشرانه خودروهای تولیدی مسافری بوده و برای موارد غیرعادی مانند مسابقات مورد استفاده قرار نگرفته باشند. زیرا در این حالت‌ها، «عجیب‌بودن» یک عنصر تعریف‌کننده به شمار می‌آید. همچنین آن‌هایی که به‌عنوان «اولین» یا «بزرگ‌ترین» در هر زمینه‌ای شناخته شده‌اند، از لیست کنار رفته‌اند؛ زیرا در این حالت، خودروساز هدفی در سر داشته و از «طراحی دیوانه‌وار» فاصله گرفته است.
بوگاتی ویرون W-16، سال ۲۰۰۵
اعداد و ارقامی که برای این موتور مرور می‌شوند، کاملاً مخصوص یک «افسانه» هستند. موتور ۸ لیتری W-16 با قدرتی بیش از هزار اسب‌بخار، قدرتمندترین و پیچیده‌ترین موتور تولیدی است که صنعت خودرو تاکنون به چشم دیده است. این موتور دارای ۶۴ سوپاپ، ۴ توربوشارژر و یک غرش لرزاننده ناشی از گشتاور ۱۲۵۰ نیوتن‌متری در ۲۲۰۰ دور بر دقیقه است.
Bugatti Veyron 16.4 Super Sport quad-turbocharged 8.0-liter W-16 engine
برای ۱۶ سیلندر از یک طراحی W استفاده شده که چیزی شبیه به نسخه‌ای با زوایای کوچک‌تر از موتور VR4 فولکس‌واگن است. این طراحی تا قبل از زمان تولید W-12 استفاده نشده بود و احتمالاً بعد از آن هم کسی به سراغش نخواهد رفت. لازم به ذکر است که این موتور همراه با گارانتی ارائه شده است. ساخت چنین موتوری، از آن اتفاقاتی است که در طول حیات مهندسی تنها یک بار اتفاق می‌افتد.
سوپاپ‌های غلافی نایت، سال ۱۹۰۹
در ابتدای قرن گذشته، چارلز ییل نایت (Charles Yale Knight) در سطح اول اتومبیل‌سازی دنیا مشغول به کار بود و ایده‌های خاصی را در سر می‌پروراند. سوپاپ‌های مکش لوله‌ای در نظر چارلز بسیار پیچیده می‌آمدند و فنرها و متعلقات آن‌ها اصلاً مقرون‌به‌صرفه نبود. راه‌حلی که «نایت» برای این منظور ارائه کرد، «سوپاپ غلافی» بود؛ یک غلاف لغزنده بر روی پیستون که با یا محور متصل به چرخ‌دنده حرکت می‌کرد. این سوپاپ، دریچه‌های مکش و اگزوز موتور را در دیواره سیلندر باز و بسته می‌کرد.
1913 Mercedes-Knight 16/45
این ایده، به طرز شگفت‌انگیزی جواب داد و موتورهای «سوپاپ غلافی» از بهره‌وری حجمی بالا، نویز کم و بدون خطر تعلیق سوپاپ برخوردار بودند. در همین تعداد اندکی معایب نیز برای این موتورها وجود داشت که البته مصرف زیاد روغن یکی از آن‌ها بود. «نایت» که ایده خود را در سال ۱۹۰۸ ثبت کرده بود، به زودی آن را در مدل‌های مختلفی از مرسدس‌بنز گرفته تا پنهارد و پژو مشاهده می‌کرد. این تکنولوژی زمانی به حاشیه رفت که سوپاپ‌های مکش لوله‌ای توانستند انطباق بیشتری با درجه حرارت و دور موتورهای بالا داشته باشند.
مزدا / NSU وانکل روتاری، سال ۱۹۵۸
یک خودروساز را در دهه ۱۹۵۰ میلادی در حال کار بر روی یک مدل موتور تجربی در نظر بگیرید. آن هم در شرایطی که یک آلمانی با نام فلیکس (Felix) وارد دفتر می‌شود و می‌خواهد ایده یک پیستون سه‌نقطه‌ای را که درون یک محفظه بیضوی می‌چرخد، به شما بفروشد. چیزی بیشتر شبیه به یک توپ فوتبال است که درون یک ماشین لباسشویی افتاده است؛ ولی در کمال تعجب، نه‌تنها به کار می‌افتد، بلکه تعادل خارق‌العاده‌ای نیز دارد.
1967 NSU Ro 80
روتور یک حالت مثلثی با سطوح محدّب دارد و سه گوشه آن، «رأس»های آن هستند. وقتی روتور درون محفظه می‌چرخد، سه قسمت مجزا ایجاد می‌کند که برای چهار فاز چرخه قدرت استفاده می‌شوند: مکش، فشار، قدرت و اگزوز. تمام سطوح روتور همیشه در یک مرحله از این چرخه قرار خواهند داشت. همان‌طور که به‌نظر می‌رسد، این موتور به‌نوعی یک حالت بهینه دارد. خروجی اسب‌بخار آن نسبت به حجم موتور بالاست، ولی در این موتورها محفظه احتراق کشیدگی بیشتری دارد و بنابراین مصرف نیز در آن‌ها بالاست.
1967–1972 Mazda Comso 110S
1967–1972 Mazda Comso 110S
1993–1995 Mazda RX-7 1.3-liter twin-turbocharged rotary engine
Mazda rotary engine cutaway
اگر این موتور تا به اینجا عجیب‌بودن خود را برایتان ثابت نکرده است، بهتر است بدانید که این موتور هنوز هم قابل یافتن است. اگر یک مزدا RX-8 یا مدل قدیمی تر RX-7 بخرید، یک موتور وانکل با ۹۰۰۰ دور بر دقیقه برای خودتان خواهید داشت!
Mazda RX-7
ایسنهوث کامپوند، سال ۱۹۰۴
شرکت ایسنهوث هورس‌لس ویهکل (EHV) توسط جان ایسنهوث (John Eisenhuth) بنا نهاده شد. «ایسنهوث» یک آمریکایی اهل نیویورک بود که بر روی موتورهای بنزینی سرمایه‌گذاری می‌کرد و معمولاً عادت داشت که شرکای تجاری‌اش از وی شکایت کنند. مدل‌های کامپوند ۱۹۰۴ تا ۱۹۰۷ از این شرکت برای پیشرانه از یک موتور سه سیلندر در یک ردیف استفاده می‌کردند که در آن، دو سیلندر بیرونی، سیلندر «مُرده» و بدون احتراق داخلی را با استفاده از گازهای اگزوز خود به حرکت در می‌آوردند. این سیلندر داخلی، خروجی موتور را تأمین می‌کرد. سیلندرهای بیرونی واقعاً بزرگ بودند و قطری به اندازه ۱۹۱ میلی‌متر داشتند، ولی سیلندر داخلی از آن‌ها نیز بزرگ‌تر بود و قطری برابر ۳۰۵ میلی‌متر داشت. ایسنهوث در معرفی این موتور اعلام کرد که ۴۷ درصد نسبت به حجم مشابه در مصرف سوخت صرفه‌جویی می‌شود. با این حال، در سال ۱۹۰۷ دچار ورشکستگی شد!
Eisenhuth patent sketch
Eisenhuth patent sketch
دوقلوی تخت پنهارد، سال ۱۹۴۷
این موتور جالب با طراحی فرانسوی خود، در نگاه اول کاملاً معمولی به نظر می‌رسد. از پنهارد، خودروساز فرانسوی، معمولاً به خاطر سری پیشرانه‌های هوا-خنک و با بلوک آلومینیومی در دوره بعد از جنگ جهانی یاد می‌شود. تمایز این موتورها در مواردی مانند ساخت یکپارچه بلوک و سرسیلندر، فنرهای سوپاپ متصل به محور گشتاور، هندل یاتاقان غلتکی، پوش‌راد آلومینیومی توخالی و لوله‌های دوتایی اگزوز است. حجم این موتورها از ۶۱۰ تا ۸۵۰ سی‌سی متغیر بوده و قدرت خروجی‌ای بین ۴۲ تا ۶۰ اسب‌بخار داشته‌اند. بهترین نکته در مورد این موتور عجیب پنهارد این است که توانسته برنده مسابقات ۲۴ ساعته لمانز شود.
Panhard Dyna Z
کامر/روتز TS3 «کامر ناکر»، سال ۱۹۵۴
یک اسم عجیب با موتوری عجیب‌تر. موتور ۳/۳ لیتری کامر TS3 به‌صورت توربوشارژر و با پیستون مخالف ساخته شده است. طراحی پیستون‌ها به این صورت است که هر کدام از سیلندرها دو پیستون در خود دارند که تاج‌های آن‌ها در مقابل یکدیگر قرار می‌گیرند و خبری از چیزی به نام سرسیلندر هم نیست. این موتورها به‌صورت سه سیلندر و دیزل دو زمانه بوده‌اند و یک میل‌لنگ نیز داشته‌اند. این در حالی است که بسیاری از موتورهای با پیستون‌های مخالف، دو میل‌لنگ دارند. گروه «روتز» قصد داشته تا از این موتور برای پیشرانه تراک‌های برند «کامر» استفاده کند.
Commer bus with TS3 engine
TS3 ترکیبی فوق‌العاده ارائه داده و با گشتاور ۳۶۶ نیوتن‌متری خود، در سطحی بالاتر نسبت به بسیاری از دیزل‌های بزرگ‌تر زمان خود قرار داشته است.
Commer engine diagram
Commer TS3 3-cylinder, 6-piston engine
میل‌لنگ‌های دوقلوی لنکستر، سال ۱۹۰۰
کمپانی لنکستر موتور که در سال ۱۸۹۹ در انگلستان تأسیس شده بود، یک سال بعد مدل لنکستر تِن را ارائه کرد که برای پیشرانه چرخ‌های عقب خود از یک موتور چهار لیتری تخت-دوقلو با دو میل‌لنگ استفاده می‌کرد. یکی از میل‌لنگ‌ها در بالای دیگری قرار می‌گرفت و هر پیستون دارای سه شاتون بود؛ دو شاتون سبک‌تر بیرونی و یک شاتون سنگین‌تر در داخل. شاتون‌های سبک به یکی از میل‌لنگ‌ها و شاتون‌های سنگین به میل‌لنگ دیگر متصل می‌شدند. سپس دو میل‌لنگ در جهت مخالف یکدیگر می‌چرخیدند. نتیجه قدرتی به اندازه ۱۰/۵ اسب‌بخار در ۱۲۵۰ دور بر دقیقه و عدم لرزش، به شکلی خارق‌العاده بود. چیزی که بیشتر شبیه به یک شاهکار مهندسی است.
Lanchester twin-crank twin schematic
چیزِتا-مورودور/چیزِتا V16T، سال ۱۹۹۲
سوپرماشین تولید محدود چیزِتا V16T موسوم به چیزِتا-مورودور به‌واسطه‌ی موتورش شناخته شده است. موتور ۶ لیتری V-16 با قدرت ۵۶۰ اسب‌بخار به‌عنوان قلب تپنده چیزِتا، در واقع یک V-16 نیست. اگر ترتیب احتراق و ساختار را درنظر بگیریم، این موتور بیشتر دو V-8 تخت است که از یک بلوک مشترک استفاده می‌کنند و با یک جعبه تایم مرکزی به هم متصل شده‌اند. البته این موضوع چیزی از دیوانگی این موتور کم نمی‌کند؛ چرا که این موتور به‌صورت عرضی قرار گرفته و یک محور میانی قدرت را به محور ترانس‌آکسل در عقب منتقل می‌کند.
Cizeta Moroder V16T 6.0-liter V-16 engine
از مدل چیزِتا تنها تعداد اندکی ساخته شده و کمتر می‌توان با آن‌ها ملاقات کرد. ضمن اینکه تعداد دقیق تولید آن اعلام نشده است.
Cizeta Moroder V16T
Cizeta Moroder V16T
پیستون مخالف گابرون-بریلی
موتور «کامر ناکر» در واقع از این خانواده موتورهای فرانسوی پیستون مخالف الهام گرفته شده است؛ موتورهای ۲، ۳ و ۴ سیلندری که تا اوایل دهه ۱۹۲۰ میلادی در چرخه تولید قرار داشته‌اند. اگر حالت دو سیلندر را در نظر بگیرید، دو پیستون به شکل معمول، میل‌لنگ را به گردش درمی‌آورند. در کنار این‌ها، دو پیستون دیگر قرار دارند که در راستای قائم، در جهت مخالف پیستون‌های قبلی قرار گرفته‌اند و با یک کراس‌هد متصل شده‌اند. در نتیجه، این کراس‌هد دو شاتون بلند متصل به میل‌لنگ را در ۱۸۰ درجه نسبت به پیستون‌های پایینی به حرکت درمی‌آورد. پیستون‌های مخالف بخش سرسیلندر را تشکیل می‌دهند. یک موتور ۶ سیلندر در این طراحی دارای ۱۲ پیستون و یک میل‌لنگ است که صلبیت پیچشی آن در حدّ یک «ماکارونی» است!
1900 car with Gobron-Brilli
نمونه‌های تولیدی این موتور حجمی بین ۲/۳ لیتری برای موتورهای دو سیلندر تا ۱۱/۴ لیتر برای موتورهای شش سیلندر داشته‌اند. همچنین یک موتور غول‌آسای ۱۳/۵ لیتری چهار سیلندر مسابقه‌ای نیز وجود داشت که با رانندگی لوئیس ریگولی (Louis Rigolly) در اوست‌لند بلژیک در سال ۱۹۰۴، اولین خودرویی بوده که به سقف سرعت ۱۰۰ مایل (۱۶۰/۹ کیلومتر) بر ساعت رسیده است. در همین حال، در این ایده دیوانه‌وار فرانسوی، صورتی خام از انژکتور سوخت نیز به کار برده شده است.
آدامز فارول، سال ۱۹۰۴
اگر فکر می‌کنید که چرخش موتور در پشت‌سرتان ایده جالبی است، پس حتماً از مدل آدامز-فارول خوشتان خواهد آمد. البته تمام قسمت‌های این موتور در حال چرخش نبوده‌اند؛ بلکه فقط سیلندرها و پیستون‌ها حرکت می‌کرده‌اند و میل‌لنگ در این موتورهای ۳ و ۵ سیلندر ثابت بوده است. در این موتور، سیلندرها که به‌صورت شعاعی قرار گرفته‌اند، به‌صورت هوا-خنک هستند و هنگامی که موتور شروع به کار می‌کند، به‌عنوان «فلای‌ویل» عمل می‌کنند. این موتور برای زمان خود، وزن بسیار کمی داشته و یک موتور ۴/۳ لیتری سه سیلندر برابر ۸۶ کیلوگرم و وزن موتور ۸ لیتری پنج سیلندر ۱۲۰ کیلوگرم بوده است.
Popular Mechanics Chrysler multibank engine ad
این خودروها به‌صورت موتور عقب ساخته شده‌اند و بخش سرنشین آن، با فاصله زیاد در جلو قرار گرفته است؛ شرایطی مناسب برای دریافت بیشترین آسیب در یک تصادف. با توجه به ضعف‌های مکانیکی روزهای نخستین خودروسازی، می‌توان تصور کرد که شرایط راحتی با این موتور ۱۲۰ کیلوگرمی با دور موتور ۱۰۰۰ در عقب چگونه بوده است.
موتورهای دیوانه‌واری که به تولید راه نیافته‌اند
کرایسلر A57 مولتی‌بانک
۳۰ سیلندر، ۵ بانک، ۵ کاربراتور، ۵ دلکو، ۲۰/۵۶ لیتر حجم موتور؛ این‌ها مواردی است که «دیترویت» همراه با آن‌ها برای جنگ آماده شده است. کرایسلر A57 را با عجله برای یک قرارداد ساخت موتور تانک جنگ جهانی دوم ساخت که در آن از حداکثر المان‌های نامتعارف ممکن استفاده شده بود. این موتور از پنج بخش ۴۱۱۳ سی‌سی شش سیلندر تشکیل شده بود که به‌صورت شعاعی در اطراف یک محور مرکزی قرار گرفته بودند. در نتیجه قدرتی به میزان ۴۲۵ اسب‌بخار برای تانک‌های لی M3A4 و شرمن M4A4 تولید می‌شد.
M4 Sherman tank
بریتیش ریسینگ موتورز H-16
با این که موتورهای مسابقه‌ای خودشان از عجایب دنیای خودروسازی هستند، ولی BRM H-16 آن‌قدر از این نظر جلب‌توجه می‌کرد که نمی‌توان بی‌تفاوت از کنار آن گذشت. موتور ۳ لیتری BRM با ۳۲ سوپاپ با عنوان H-16، در واقع دو موتور تخت هشت سیلندر است که در راستای افقی به هم متصل شده‌اند. H-16 که طراح آن، تونی رود (Tony Rudd) بوده، با داشتن قدرتی به میزان بیش از ۴۰۰ اسب‌بخار، به علت داشتن وزن زیاد چندان مقرون‌به‌صرفه نبوده است. تنها پیروزی با این موتور برای تیم فرمول یک BRM، در سال ۱۹۶۶ در گرند پری امریکا با رانندگی جیم کلارک (Jim Clark) حاصل شده است.
British Racing Motors H-16 flat-16 engine diagram
British Racing Motors Type 75 V-16 engine diagram
البته این تنها موتور ۱۶ سیلندر BRM نبود و مهندسان این شرکت یک موتور ۱/۵ لیتری V-16 را نیز توسعه دادند؛ موتوری که تا ۱۲ هزار دور بر دقیقه پیش می‌رفت و قدرتی تقریباً برابر ۴۸۵ اسب‌بخار تولید می‌کرد.
منبع : پدال
