مقایسه فناوری‌های موتورهای کامینز و ولوو

مقایسه موتور کامینز و ولوو برای بسیاری از خریداران کشنده فقط انتخاب بین دو برند نیست؛ بلکه تصمیمی درباره دوام، مصرف سوخت، هزینه نگهداری و سطح فناوری پیشرانه است. کامینز به‌عنوان بزرگ‌ترین سازنده مستقل موتورهای دیزلی تمرکز خود را بر استحکام، دسترسی گسترده به قطعات و سازگاری با انواع شاسی‌ها گذاشته است. در مقابل، ولوو با رویکرد مهندسی یکپارچه، موتور را در هماهنگی کامل با گیربکس و سیستم‌های هوشمند توسعه می‌دهد تا بالاترین راندمان ممکن را ارائه دهد.

در این مقاله از پایه یک به بررسی و مقایسه فناوری موتورهای کامینز و ولوو می‌پردازیم و موضوعات زیر را مرور می‌کنیم:

• تفاوت معماری بلوک سیلندر و آلیاژهای به‌کار رفته
• مقایسه سیستم‌های سوخت‌رسانی و مدیریت احتراق
• بررسی فناوری توربوشارژر و مدیریت هوای ورودی
• عملکرد سیستم‌های کنترل آلایندگی و مدیریت ادبلو
• میزان هماهنگی موتور با گیربکس و سیستم‌های هوشمند
• قدرت و کارایی ترمز موتوری در هر برند
• هزینه‌های نگهداری و دسترسی به قطعات

اگر قصد خرید کشنده دارید یا می‌خواهید بدانید کدام پیشرانه در شرایط کاری شما هزینه نگهداری کمتر و عملکرد بهتری ارائه می‌دهد، تا پایان این مطلب همراه ما باشید.

معماری بلوک سیلندر و آلیاژهای پیشرفته

تفاوت بنیادی این دو سازنده از همان مرحله ریخته‌گری بلوک سیلندر آغاز می‌شود. ولوو در سال‌های اخیر تمرکز زیادی بر استفاده از چدن گرافیت فشرده داشته است. این آلیاژ خاص باعث می‌شود بلوک موتور ضمن داشتن وزنی کمتر، استحکام بالاتری در برابر فشارهای احتراق داشته باشد.

استفاده از CGI به ولوو اجازه داده تا بدون افزایش ضخامت دیواره سیلندر، فشارهای داخلی بالاتری را مدیریت کند که نتیجه مستقیم آن، احتراق کامل‌تر سوخت است. طراحی بلوک‌های ولوو معمولا به گونه‌ای است که ارتعاشات را در خود جذب کرده و صدای کمتری به کابین منتقل می‌کنند.

در مقابل، کامینز در موتورهای سری X15 خود از معماری تک ‌میل‌سوپاپ  SOHC بسیار مستحکمی بهره می‌برد که اولویت اول آن دوام در شرایط سخت کاری است. مهندسان کامینز طراحی بلوک را طوری انجام داده‌اند که در برابر تاب برداشتن مقاوم باشد. این ویژگی برای کاربردهایی که شاسی تریلر تحت تکان‌های شدید قرار می‌گیرد (مانند معادن یا جاده‌های کوهستانی ناهموار) مهم است.

سرسیلندر یکپارچه در هر دو برند دیده می‌شود اما کامینز در سیستم خنک‌کاری و مجاری آب اطراف بوش‌ها طراحی متفاوتی دارد که به خنک‌کاری هدفمند معروف است و تمرکز آن بر کاهش نقاط داغ در محفظه احتراق برای جلوگیری از آسیب دیدن قطعات بر اثر تغییر دما است.

سیستم سوخت‌رسانی و مدیریت احتراق

در موتورهای دیزل، سیستم پاشش سوخت نقش اساسی در عملکرد و راندمان دارد و کامینز در این حوزه با سیستم انحصاری XPI (Extreme Pressure Injection) شناخته می‌شود. این سیستم که با همکاری اسکانیا توسعه یافته بود و اکنون به‌صورت مستقل تکامل یافته، توانایی ایجاد فشارهای پاشش بسیار بالا (فراتر از ۲۵۰۰ بار) را دارد.

ویژگی برجسته XPI این است که فشار پاشش را مستقل از دور موتور تنظیم می‌کند. یعنی حتی در دورهای پایین که کامیون در حال شروع حرکت است سوخت با فشار بالا اسپری می‌شود تا با احتراق سریع‌تر، گشتاور بالایی تولید کند.

ولوو اما مسیر متفاوتی را با ترکیب سیستم Common Rail و طراحی پیستون‌های خاص خود طی کرده است. یکی از ویژگی‌های شاخص طراحی ولوو استفاده از پیستون‌های موج‌دار است. در لبه‌های تاج پیستون برجستگی‌های موج‌ داری تعبیه شده که باعث می‌شود شعله احتراق به سمت مرکز سیلندر هدایت شود و اکسیژن موجود در مرکز محفظه به‌طور کامل مصرف گردد.

این طراحی باعث احتراق تمیزتر و کاهش تولید دوده می‌شود. ترکیب این پیستون‌ها با انژکتورهای دقیق ولوو که قابلیت پاشش چند مرحله‌ای را دارند باعث شده موتورهای ولوو از نظر نرمی کارکرد و صدای کم در بازار متمایز باشند.

فناوری توربوشارژر و مدیریت هوای ورودی

مدیریت هوای ورودی، جایی است که کامینز به واسطه مالکیت شرکت هالست دست بالایی در آن دارد. توربوشارژرهای با هندسه متغیر که در موتورهای کامینز استفاده می‌شوند دارای یک حلقه کشویی دقیق هستند که زاویه پره‌ها را تغییر می‌دهد.

این فناوری باعث پاسخ‌دهی سریع موتور در دورهای پایین و مکش هوای کافی در دورهای بالا می‌شود. همچنین توربوی VGT تاثیر مستقیمی بر قدرت ترمز موتوری و کنترل دمای اگزوز دارد. در مقابل، ولوو در مدل‌های استاندارد از توربوی VGT استفاده می‌کند اما در سری I-Save سیستم توربو کامپاند را به کار گرفته است.

در این سیستم، یک توربین دوم پس از توربوی اصلی در مسیر اگزوز قرار می‌گیرد. این توربین انرژی باقی‌ مانده در گازهای خروجی را جذب کرده و از طریق چرخ‌دنده‌های هیدرولیکی آن را مستقیما به میل‌لنگ باز می‌گرداند. این فناوری تا ۳۰۰ نیوتن‌متر گشتاور اضافه تولید می‌کند که باعث کاهش چشم‌گیر مصرف سوخت می‌شود.

سیستم‌های کنترل آلایندگی

استانداردهای سخت‌گیرانه یورو ۶ و EPA 2024 سازندگان را مجبور به استفاده از سیستم‌های پیچیده تصفیه دود کرده است. کامینز در این بخش سیستم Single Module را معرفی کرده است. در این طراحی تمامی بخش‌ها شامل کاتالیزور اکسیداسیون دیزل، فیلتر ذرات و سیستم پاشش ادبلو در یک محفظه فشرده قرار گرفته‌اند.

این طراحی فضای کمتری روی شاسی اشغال می‌کند و مدیریت حرارتی بهتری دارد. ولوو نیز سیستم مشابهی دارد اما تمرکز آن‌ها بر مدیریت دقیق پاشش ادبلو است. سیستم ولوو با استفاده از سنسورهای NOx بسیار حساس در ورودی و خروجی کاتالیزور میزان پاشش ادبلو را با دقت میلی‌گرمی کنترل می‌کند.

یکی از ویژگی‌های خاص ولوو، سیستم مدیریت حرارتی اگزوز است که با استفاده از دریچه‌های برقی، دمای اگزوز را حتی در حرکت در سرازیری‌ها بالا نگه می‌دارد تا کاتالیزور سرد نشود و آلایندگی افزایش نیابد. هر دو سیستم عملکرد عالی دارند اما سیستم کامینز به دلیل یکپارچگی بیشتر معمولا تعمیرات ساده‌تری در صورت گرفتگی DPF دارد.

هماهنگی با گیربکس و سیستم‌های هوشمند

از آنجا که ولوو موتور و گیربکس را به‌صورت هم‌زمان توسعه می‌دهد هماهنگی نرم‌افزاری و عملکردی میان این دو کاملا یکپارچه و منسجم است. فناوری I-See ولوو با استفاده از نقشه‌های توپوگرافی ذخیره شده در فضای ابری مسیر پیش رو را می‌شناسد.

قبل از رسیدن به سربالایی، موتور توربو را شارژ می‌کند و گیربکس دنده معکوس می‌دهد تا دور موتور حفظ شود. این سطح از هماهنگی باعث می‌شود تریلر در سخت‌ترین مسیرها با کمترین افت سرعت حرکت کند.

کامینز به‌عنوان یک سازنده مستقل، موتورهای خود را طوری طراحی می‌کند که با گیربکس‌های مختلفی مانند ایتون، آلیسون و حتی گیربکس‌های دستی قدیمی سازگار باشند. کامینز برای پر کردن این خلاء ویژگی‌هایی مانند SmartTorque را توسعه داده است که گشتاور را بسته به دنده درگیر و وزن بار تنظیم می‌کند.

همکاری نزدیک کامینز با ایتون در تولید پکیج‌های قوای محرکه SmartAdvantage باعث شده تا حدی به هماهنگی ولوو نزدیک شوند اما همچنان آن ارتباط ارگانیک و ذاتی که در محصولات ولوو دیده می‌شود در ترکیب‌های کامینز و گیربکس‌های متفرقه کمتر حس می‌شود.

عملکرد ترمز موتوری

نمی‌توان از کامینز صحبت کرد و به ترمز جیکوبز یا همان جیک بریک اشاره نکرد. کامینز و جیکوبز تاریخچه‌ای مشترک دارند و ترمز موتوری روی X15 قدرتمندترین ترمز فشرده ‌سازی در صنعت محسوب می‌شود.

این سیستم با باز کردن سوپاپ اگزوز در انتهای مرحله تراکم انرژی هوای فشرده را تخلیه می‌کند و نیروی بازدارنده عظیمی (تا ۶۰۰ اسب بخار ترمز) تولید می‌کند. این قدرت ترمزگیری به راننده اطمینان می‌دهد که در شیب‌های تند کمترین نیاز را به ترمز پدالی داشته باشد.

ولوو در پاسخ، سیستم (Volvo Engine Brake) VEB+ را توسعه داده است. این سیستم نیز بسیار قدرتمند است و از یک مکانیزم هیدرولیکی روی اسبک‌های سوپاپ استفاده می‌کند. مزیت VEB+ دقت و سرعت عمل آن است و کاملا با گیربکس I-Shift هماهنگ شده است.

وقتی راننده اهرم ترمز را می‌کشد، گیربکس به‌طور خودکار دنده را کم می‌کند تا دور موتور بالا برود و ترمز موتوری حداکثر کارایی را داشته باشد. اگرچه قدرت خام ترمز کامینز کمی بیشتر حس می‌شود اما هوشمندی سیستم ترمز ولوو و ادغام آن با کروز کنترل، ایمنی بسیار بالایی را فراهم می‌کند.

ارزیابی هزینه نگهداری و دسترسی به قطعات

برای مالک یک خودروی تجاری، فناوری زمانی معنا پیدا می‌کند که در نهایت به سودآوری منجر شود. در بحث هزینه‌های نگهداری و دسترسی به خدمات، رویکرد کامینز و ولوو تفاوت محسوسی دارد. موتورهای کامینز به دلیل طراحی ماژولار و تولید گسترده جهانی، از نظر تامین قطعات یدکی وضعیت مطلوب‌تری دارند و معمولا قطعات آن‌ها با قیمت مناسب‌تری در دسترس است. همچنین ساختار ساده‌تر برخی اجزا باعث شده هزینه سرویس و تعمیرات معقول باشد و در بسیاری از مناطق بتوان مکانیکی یافت که توانایی تعمیر این موتورها را داشته باشد.

در مقابل، موتورهای ولوو به دلیل استفاده از فناوری‌های اختصاصی و نیاز به ابزارهای تخصصی معمولا هزینه نگهداری بالاتری دارند و تعمیر آن‌ها به تکنسین آموزش‌ دیده نیازمند است. البته در مدل‌های جدید، افزایش فاصله زمانی بین سرویس‌های دوره‌ای مانند تعویض روغن بخشی از این هزینه‌ها را جبران می‌کند.

نظرات شما برای ما ارزشمند است. اگر تجربه رانندگی یا تعمیرات با هر یک از این دو برند قدرتمند را دارید، دیدگاه خود را درباره نقاط قوت و ضعف آن‌ها در بخش کامنت‌ها بنویسید.