موتور هیبریدی ۱۷۷۵ اسب بخاری V16 بوگاتی چگونه کار می‌کند؟

دقیقاً در ۹۰۰۰ دور در دقیقه، یک موتور ۸.۳ لیتری که تقریباً یک متر طول دارد، به اوج مکانیکی خود می‌رسد. برای راننده‌ای که چند سانتی‌متر جلوتر از آن نشسته است، صدا یک زوزه درونی و زیر است که دهه‌ها در دنیای هایپرکارها غایب بوده است. این قلب تپنده بوگاتی توربیون است، جانشین شیرون از این برند فرانسوی و اولین مدل کاملاً جدیدی که تحت رهبری مدیرعامل، ماتی ریماک، توسعه یافته است. پس از بیست سال تکیه بر موتور W16 چهار توربوشارژری که نیروی ویرون و شیرون را تأمین می‌کرد، بوگاتی اساساً دفترچه راهنمای مهندسی خود را بازنویسی کرده است. توربیون القای اجباری را به طور کامل کنار می‌گذارد و در عوض یک موتور V16 تنفس طبیعی را انتخاب می‌کند که با یک سیستم هیبریدی الکتریکی ۸۰۰ ولتی بسیار پیشرفته جفت شده است.[1][4][5]

برای درک اینکه چرا این تغییر برای خریداری که بیش از ۴ میلیون دلار هزینه می‌کند مهم است، باید به مصالحه‌های ذاتی طراحی موتورهای مدرن نگاه کرد. توربوشارژرها در تولید قدرت و گشتاور عظیم عالی هستند، اما «تأخیر توربو» را ایجاد می‌کنند – یک تأخیر جزئی بین فشار دادن پدال گاز و تحویل نیروی موتور. آن‌ها همچنین صدای اگزوز را خفه می‌کنند و به عنوان یک مانع فیزیکی در مسیر اگزوز عمل می‌کنند. بوگاتی با حذف چهار توربوشارژر، به دنبال بازیابی پاسخگویی فوری پدال گاز و خلوص صوتی یک موتور تنفس طبیعی بود. با این حال، یک موتور تنفس طبیعی به تنهایی نمی‌تواند با گشتاور پایین موتور توربوشارژ شده رقابت کند. اینجاست که موتورهای الکتریکی وارد عمل می‌شوند و پویایی رانندگی را به طور اساسی تغییر می‌دهند.[1][6]

پیشرانه توربیون یک شاهکار در بسته‌بندی و یکپارچه‌سازی است. بخش احتراق داخلی یک موتور V16 با حجم ۸.۳۵ لیتر است که با همکاری شرکت افسانه‌ای کازوورث (سازنده موتورهای بریتانیایی) توسعه یافته است. این موتور به تنهایی ۱۰۰۰ اسب بخار قدرت و ۶۶۴ پوند فوت گشتاور تولید می‌کند. اما این قدرت با سه موتور الکتریکی تکمیل می‌شود: دو موتور در محور جلو و یک موتور در عقب که با گیربکس هشت سرعته دو کلاچه یکپارچه شده است. این موتورهای الکتریکی در مجموع ۸۰۰ اسب بخار اضافی تولید می‌کنند و خروجی کل سیستم را به ۱۷۷۵ اسب بخار خیره‌کننده می‌رسانند.[2][4]

برای راننده، این معماری هیبریدی به عنوان یک مکانیسم پرکننده گشتاور یکپارچه عمل می‌کند. موتورهای الکتریکی حداکثر گشتاور خود را فوراً در صفر دور در دقیقه تحویل می‌دهند. هنگامی که راننده پدال گاز را از حالت سکون یا در دورهای پایین موتور فشار می‌دهد، موتورهای الکتریکی نیروی رانش فوری و شدیدی را فراهم می‌کنند. با شتاب گرفتن خودرو و بالا رفتن دور موتور V16 به سمت خط قرمز ۹۰۰۰ دور در دقیقه، موتور احتراقی بار اصلی را بر عهده می‌گیرد. ماتی ریماک این هم‌افزایی را به صراحت توصیف کرده است: در جایی که موتور احتراقی قادر به ارائه تمام قدرت خود نیست، موتورهای الکتریکی شکاف را پر می‌کنند و به راننده اجازه می‌دهند تا غرش یک V16 تنفس طبیعی را بدون قربانی کردن شتاب در دورهای پایین تجربه کند.[1][6]

چالش مهندسی جای دادن یک موتور V16 در یک شاسی موتور وسط را نمی‌توان دست کم گرفت. یک V16 اساساً دو موتور خطی هشت سیلندر است که در میل لنگ به هم متصل شده‌اند، که آن را به طور قابل توجهی طولانی‌تر از W16 قبلی می‌کند، که از یک طرح سیلندر پلکانی برای جمع و جور ماندن نسبی استفاده می‌کرد. برای جای دادن طول زیاد بلوک جدید کازوورث، طراحان بوگاتی مجبور شدند فاصله محوری را افزایش دهند و کل معماری عقب خودرو را بازنگری کنند. با وجود این طول اضافه شده، خود موتور یک شگفتی در ساختار سبک وزن است. از سیستم روغن‌کاری کارتل خشک استفاده می‌کند که روغن را به جای جمع شدن در یک تشتک در پایین، از طریق موتور پمپ می‌کند. این نه تنها مرکز ثقل موتور را پایین می‌آورد، بلکه تضمین می‌کند که اجزای داخلی هرگز در طول پیچ‌های با نیروی G بالا در پیست، از روغن محروم نمی‌شوند.[1][3][4]

فراتر از عملکرد خام، سیستم هیبریدی یک لایه جدید از قابلیت استفاده را برای مالک هایپرکار معرفی می‌کند. توربیون مجهز به یک بسته باتری ۲۴.۸ کیلووات ساعتی است که با معماری ۸۰۰ ولتی کار می‌کند. این باتری به اندازه کافی بزرگ است که تقریباً ۳۷ مایل (۶۰ کیلومتر) برد رانندگی تمام الکتریکی را فراهم کند. برای یک کلکسیونر یا مالک، این بدان معناست که خودرو می‌تواند بی‌صدا در مراکز شهر، اوایل صبح بدون بیدار کردن همسایگان، یا در مناطق با آلایندگی صفر رانده شود، قبل از اینکه V16 در جاده‌های باز روستایی آزاد شود. موتورهای الکتریکی همچنین وظیفه توزیع گشتاور در محور جلو را بر عهده دارند و به طور مستقل نیرو را به چرخ جلو چپ یا راست می‌فرستند تا خودرو را با چابکی غیرطبیعی از پیچ‌ها عبور دهند.[1][4]

یکپارچه‌سازی سیستم الکتریکی ۸۰۰ ولتی همچنین به بوگاتی اجازه داد تا اجزای قدیمی اضافی را حذف کند. از آنجایی که موتورهای الکتریکی بسیار قدرتمند هستند، به طور همزمان به عنوان موتور استارت و دینام خودرو عمل می‌کنند. این امر نیاز به یک سیستم استارت ۱۲ ولتی سنتی را از بین می‌برد و در وزن و پیچیدگی صرفه‌جویی می‌کند. هنگامی که V16 نیاز به روشن شدن دارد، موتور الکتریکی عقب فوراً آن را به حرکت در می‌آورد. در طول کاهش سرعت، موتورها به عنوان ژنراتور عمل می‌کنند و انرژی جنبشی را برای شارژ مجدد بسته باتری جمع‌آوری می‌کنند.[1][4]

قابل توجه است که با وجود اضافه شدن یک بسته باتری سنگین و سه موتور الکتریکی، توربیون در واقع از شیرونی که جایگزین آن می‌شود سبک‌تر است. کل مجموعه پیشرانه – شامل موتور V16، موتورهای الکتریکی و گیربکس – تنها ۴۳۰ کیلوگرم وزن دارد، که تقریباً معادل وزن خود موتور W16 قدیمی است. این کاهش وزن وسواس‌گونه از طریق استفاده از کامپوزیت‌های پیشرفته، قطعات تعلیق چاپ سه‌بعدی، و کارایی محض طراحی موتور کازوورث به دست آمد، که از طرح‌های اولیه تا نمونه اولیه در حال کار روی دینامومتر تنها در ۱۳ ماه پیش رفت.[1][2][4]

تصمیم برای نامگذاری خودرو به نام «توربیون» منعکس کننده فلسفه زیربنایی مهندسی آن است. در ساعت‌سازی‌های رده بالا، توربیون یک دستگاه مکانیکی پیچیده است که برای مقابله با اثرات گرانش و افزایش دقت طراحی شده است. این یک تجلیل از مهندسی مکانیکی آنالوگ در دنیای دیجیتال است. بوگاتی با همین طرز فکر به فضای داخلی و پیشرانه خودرو نزدیک شد. صفحه کیلومتر شمار کاملاً آنالوگ است، توسط ساعت‌سازان سوئیسی ساخته شده است، و موتور تنفس طبیعی یک رد عمدی هایپرکارهای تمام الکتریکی و بی‌صدا است که در حال سرازیر شدن به بازار هستند.[4][7]

در حالی که وسایل نقلیه تمام الکتریکی مانند ریماک نِوِرا (Rimac Nevera) سرعت خط مستقیم عظیمی را ارائه می‌دهند، اغلب فاقد درگیری احساسی، لرزش و درام صوتی هستند که علاقه‌مندان به خودرو مشتاق آنند. توربیون یک شرط‌بندی حساب شده است که خریدار فوق ثروتمند آینده همچنان هیجان درونی احتراق داخلی را می‌خواهد، اما با دقت و پاسخ فوری نیروی الکتریکی تقویت شده است. این یک طرح کلی است برای اینکه چگونه خودروسازان قدیمی می‌توانند موتور احتراقی را در یک عصر رو به افزایش برقی، زنده و مرتبط نگه دارند.[7]

با این حال، سؤالات باز در مورد نگهداری طولانی مدت و پیچیدگی چنین سیستم یکپارچه‌ای وجود دارد. یک موتور V16 سفارشی و دور بالا که با یک معماری باتری ۸۰۰ ولتی پیشرفته جفت شده است، خودرویی را ایجاد می‌کند که نیاز به خدمات بسیار تخصصی خواهد داشت. از آنجایی که فناوری باتری به ناچار در طول چند دهه آینده پیشرفت می‌کند، باید دید که اجزای هیبریدی توربیون چقدر آسان قابل نگهداری یا ارتقا هستند تا اطمینان حاصل شود که این خودرو به جای یک نمایش ثابت موزه‌ای، یک قطعه کاربردی از تاریخ خودرو باقی می‌ماند.[7]

در نهایت، بوگاتی توربیون چیزی بیش از مجموعه‌ای از آمار خیره‌کننده است. این یک بیانیه قطعی در مورد آینده هایپرکار است. بوگاتی با استفاده از نیروی برق نه به عنوان جایگزینی برای احتراق، بلکه به عنوان ابزاری برای کامل کردن آن، ماشینی خلق کرده است که شکاف بین گذشته آنالوگ و آینده دیجیتال را پر می‌کند. برای راننده، تجربه‌ای را وعده می‌دهد که کاملاً منحصر به فرد است: قابلیت بی‌صدا و پنهان یک خودروی برقی، که به طور یکپارچه جای خود را به خشم مکانیکی یک V16 با ۹۰۰۰ دور در دقیقه می‌دهد.[7]