دوکاتی نام بسیار ارزشمند در عرصه صنعت موتورسیکلت و ساخت پیشرانه‌های احتراق‌داخلی است. این کمپانی خوشنام ایتالیایی ۹۷ سال است که در این زمینه حضور دارد و جزو برترین سازندگان موتورهای احتراق داخلی بنزینی به‌شمار می‌آید.

سوپرکوادرومونو یک شاهکار دیگر از این اسپرت‌ساز ایتالیایی است که از اسطوره این برند در سال ۱۹۹۲ میلادی الگو گرفته شده تا بار دیگر در زمینه طراحی و ساخت موتور احتراق‌داخلی بنزینی انقلابی به پا کرده باشد. این شاهکار نوین دوکاتی در سوم ماه نوامبر سال ۲۰۲۳ میلادی به‌جهان معرفی شد. در ادامه با ما همراه باشید تا نگاهی فنی به این پیشرانه جدید بیندازیم.

آغاز سوپرکوادرومونو

استارت پروژه سوپرکوادرومونو از رقابت تنگاتنگ دوکاتی با کی‌تی‌ام زده شد. اما دوکاتی پیش از ورود به این کارزار در سال ۱۹۹۲ میلادی سوپرمونو (که یک سوپربایک مسابقه‌ای بود) را تولید کرد که تا سال ۱۹۹۷ تعداد تولید آن حدود ۱۰۰ دستگاه بود. این سوپربایک ریسینگ مزین به‌پیشرانه تک‌سیلندر ۵۴۹ سی‌سی بود و در نسخه‌هایی که سال بعد به تولید رسید، با موتور ۵۷۲ سی‌سی راهی مسابقات شد تا بتواند قدرت و گشتاور بالایی را فراهم کند.

حال پس از گذشت حدود سه دهه، دوکاتی به‌رغم الکتریزه شدن صنعت‌خودرو و حمل‌ونقل، مشتاقانه به سوی ارتقا و توسعه پیشرانه تک‌سیلندر بنزینی حرکت می‌کند. این مهم سبب شد دوکاتی بتواند قوی‌ترین موتور تک‌سیلندر بنزینی جهان را در صنعت موتورسیکلت و در صنعت موتورهای احتراق داخلی به‌تولید انبوه برساند تا بار دیگر شاهد شاهکار طراحی و تولید یک موتور تک‌سیلندر بنزینی از سوی دوکاتی باشیم.

نگاهی به جزئیات ساختار پیشرانه جدید دوکاتی

پیشرانه نسل جدید ارتقا یافته تک‌سیلندر بنزینی دوکاتی، با نام سوپرکوادرومونو شناخته می‌شود که تبلور مهندسی نوین مکانیک توسط این اسپرت‌ساز ایتالیایی است.

کلودیو دومنیکالی (مدیرعامل فعلی دوکاتی) دراین‌باره می‌گوید: «سوپرکوادرومونو برگرفته از اسطوره خوشنام دوکاتی در اوایل دهه۹۰ میلادی یعنی سوپرمونو است که با ورود متریال جدید و مکانیزم‌های نوین، توانسته‌ایم قوای محرکه‌ تک‌سیلندر قدرتمندی را به‌تولید برسانیم. صدای خروجی این موتور را می‌توان صدای قدرت از تک‌سیلندر نامید. هدف ما از طراحی چنین پیشرانه‌ای، بالا بردن توان و گشتاور در موتور بنزینی تک‌سیلندر و کاهش اتلاف انرژی و استهلاک بود که مهندسان ما به‌خوبی در این زمینه موفق شدند.»

با در نظر گرفتن بخشی از صحبت‌های کلودیو دومنیکالی می‌توان به این نتیجه رسید که دوکاتی سعی در ایجاد کارزار جدیدی دارد تا با فناوری سطح بالا و منحصربه‌فردش برتری خود را در این زمینه به‌اثبات برساند.

مهندسی نوین یعنی دوکاتی

کمپانی دوکاتی برای طراحی و ساخت چنین پیشرانه‌ تک‌سیلندری از ساختار یک موتور دوسیلندری بهره گرفته که در اسپرت‌بایک محبوب خود استفاده کرده است. درحقیقت پیشرانه سوپرکوادرومونو از درون یک پیشرانه دوسیلندر (تویین) موازی پانیگال ۱۲۹۹ استخراج شده تا عنوان قوی‌ترین موتور تک‌سیلندر جهان را به‌خود اختصاص دهد.

دلیل نام‌گذاری سوپرکوادرومونو (Superquadro) به‌دلیل نسبت کورس به‌قطر پیستون در این پیشرانه است.

هرچند که کلودیو دومنیکالی (مدیرعامل دوکاتی) به این موضوع اشاره کرده که این نام به‌دلیل الگوبرداری صحیح و تولد دوباره سوپرمونو (سوپربایک) محبوب دوکاتی انتخاب شده است.

همچنین نام سوپرکوادرومونو به نسبت کورس پیستون به‌قطر پیستون این پیشرانه نیز اشاره دارد. به‌عبارت دیگر این نسبت برابر ۱.۸۶ است که به‌لطف کورس پیستون ۶۲.۴ میلی‌‎متری امکان‌‎پذیر شده است.

مشخصات فنی پیشرانه

موتور سوپرکوادرومونو (Superquadro) یک پیشرانه تک‌سیلندر چهارزمانه بنزینی آب-هوا خنک است. این پیشرانه تک‌سیلندر دارای حجم موتور ۶۵۹ سی‌سی است. سایز قطر پیستون ۱۱۶ میلی‌متری در سایز قطر کورس پیستون ۶۲.۴ میلی‌متری سبب شده است میزان گشتاور موتور افزایش یابد.

به‌عبارت دیگر بزرگ کردن قطر پیستون در افزایش قدرت و گشتاور موتور بسیار موثر بوده است. اما نکته بسیار مهم در طراحی موتور سوپرکوادرومونو، بهینه‌سازی در طراحی اتاق احتراق و ارتقای نسبت تراکم موتور بوده است. ایجاد تغییرات در اتاق احتراق سبب شده است نسبت تراکم ۱۳.۱ به‌یک شود و تراکم‌پذیری هوا و سوخت در داخل سیلندر بالاتر رفته است.

همین ویژگی‌ها سبب بالا رفتن راندمان موتور می‌شود. البته طراحی سطح تورفته روی پیستون، اختلال هوا و سوخت را تا ۱۵ درصد بهبود می‌بخشد. همچنین با در نظر گرفتن این نوع طراحی، سیرکولیشن (جریان گردابی) داخل سیلندر، به‌افزایش گشتاور و توان موتور کمک می‌کند. پیشرانه سوپرکوادرومونو از سیستم پاشش سوخت انژکتوری نسل جدید بوش بهره می‌برد.

یک دریچه گاز بیضی‌شکل به‌قطر ۶۲ میلی‌متر تعبیه شده تا با یک انژکتوری که روی آن قرار گرفته، سوخت به‌داخل مانیفولد پاشیده شود. برای مدیریت مصرف سوخت، مهندسان قوای محرکه کمپانی دوکاتی سه حالت (زیاد، متوسط و کم) را برای پاشش سوخت انژکتور روی دریچه‌گاز در ECM تعریف کرده‌اند. این سه حالت با بالا بردن دور موتور تغییر پیدا می‌کنند. براین اساس حداکثر توان خروجی از موتور تک‌سیلندر ۶۵۹ سی‌سی چهارسوپاپ به ۷۷.۵ اسب‌بخار در ۹۷۵۰ آرپی‌ام (دور در دقیقه) می‌رسد. در بهترین شرایط سوختی این عدد به ۸۴.۵ اسب‌بخار توان در ۹۵۰۰ آرپی‌ام می‌رسد.

کمپانی دوکاتی اعلام کرده نصب سیستم اگزوز حرفه‌ای تیتانیومی به‌سبک دوکاتی امکان‌پذیر است. همچنین این موتور می‌تواند حداکثر گشتاور ۶۳ نیوتون‌‎متری را در دور ۸ هزار و ۵۰ آرپی‌ام (دور در دقیقه) فراهم آورد که با نصب این کیت اگزوز، گشتاور به ۶۶.۶ نیوتون‌متر در همین دورموتور می‌رسد. طراحی چهار سوپاپ تیتانیومی با مکانیزم DOHC (دومیل سوپاپ‌رو)، سیستم فوق سبک سوپاپ‌بندی مبتنی بر زنجیرتایم و سیستم تایمینگ متغیرسوپاپ مبتنی بر مکانیزم مکانیکی، چنین توان و گشتاور بالایی را فراهم می‌کند.

گشتاور تولیدی از این پیشرانه درسطح پایین‌تری نسبت به کی‌تی‌ام قرار دارد. درواقع مهندسان اتریشی با کمک تغییرات اساسی در نسبت قطر به‌کورس پیستون و نسبت تراکم، موفق شده‌اند در پیشرانه تک‌سیلندرشان ۱۵ درصد گشتاور بالاتری نسبت به‌پیشرانه تک‌سیلندر دوکاتی ایجاد کنند.

سیستم‌های منحصربه‌فرد ایتالیایی

مهندسان قوای محرکه دوکاتی برای رسیدن به‌توان و گشتاور بالا، بدنه موتور یا همان بلوک سیلندر را با متریال آلومینیوم و به‌روش دایکستینگ، تولید کرده‌اند. این روش ساخت سبب کاهش وزن و در مقابل ارتقای توان و گشتاور موتور می‌شود.

جداره سیلندر و بوش سیلندر از نوع تر (جداشدنی) بوده که به‌روش ریخته‌گری نوین، ساخته شده است. طراحی بوش سیلندر به‌اصطلاح تر سبب می‌شود انتقال حرارت به‌خوبی صورت گیرد و میزان استهلاک و خرابی نیز در بلندمدت کاهش می‌یابد. سایش در این نوع بوش‌ها به‌مراتب از بوش‌های یکپارچه کمتر است.

بر این اساس بزرگ‌ترین پیستون در کلاس موتورهای تک‌سیلندر در بلوک این موتور جا خوش کرده است. طراحی پیستون نیز از نوع نسل جدید بوده که هر سه رینگ در فضای ۲۷.۸ میلی‌متری قرار گرفته‌اند. همچنین فاصله تاج پیستون تا مرکز آن (محور گژن پین) ۳۷.۵ میلی‌متر است. این نوع طراحی نوین در کلاس خود بی‌همتاست.

جنس پیستون از آلومینیوم بوده و با پوشش آلیاژ جدید منگنز ارائه می‌شود که میزان ظرفیت حرارتی پیستون را افزایش داده و میزان تنش حرارتی را کاهش می‌دهد. دسته پیستون (شاتون) به‌لطف پروسه دایکستینگ آلومینیوم فورج‌شده، وزن کل پیستون و شاتون را به ۰.۸۵ گرم می‌رساند. از سوی دیگر میل‌لنگ نیز تنها دارای دو لنگ بالایی است. این نوع طراحی به‌لطف استفاده از بالانسرهای نسل جدید که در بلبرینگ انتهای میل‌لنگ قرار می‌گیرند، امکان‌پذیر است.

به‌بیان ساده‌تر میل‌لنگ موتور سوپرکوادرومونو، دارای دو بالانسر نسل جدید است که وظیفه انتقال نیرو به اویل‌پمپ (پمپ روغن) و واتر پمپ (پمپ آب) را برعهده دارد. این نوع طراحی میل‌لنگ برای نخستین‌بار در چنین موتور تک‌سیلندر بنزینی مورد استفاده قرار گرفته است. همچنین یاتاقان‌های متحرک پیستون در زیر آن، یعنی روی کپه یکپارچه تعبیه می‌شود. پروسه طراحی و تولید میل‌لنگ در این پیشرانه دایکستینگ بوده که وزن کلی آن را کاهش داده و درنهایت به‌افزایش راندمان موتور منجر می‌شود.

میل‌لنگ سوپرکوادرومونو از متریال آلومینیوم است؛ این درحالی است که در پیشرانه پانیگال ۱۲۹۹ این قطعه از جنس فولاد سبک‌وزن بوده است. این متریال این قابلیت را به‌پیشرانه می‌بخشد که میزان اتلاف انرژی ناشی از حرارت موتور را کاهش دهد. همچنین نامتقارن‌ بودن میل‌لنگ این امکان را ایجاد می‌کند تا یاتاقان‌های اصلی، تمام وزن آن را به‌خوبی مهار کنند.

سیستم آب-هوا خنک به‌لطف استفاده از واترپمپ جدید منجر به‌بهبود انتقال حرارت در این پیشرانه می‌شود. خنک‌کاری در دورهای بالاتر از ۴ هزار آرپی‌ام (دور در دقیقه) به‌نسبت پیشرانه‌های تک‌سیلندر بنزینی، حدود ۱۲.۸ درصد بهبود پیدا کرده است. نوع طراحی این میل‌لنگ که درحقیقت ترکیبی از دو میل‌لنگ در یک میل‌لنگ است، این قابلیت را ایجاد می‌کند که نیروهای اینرسی وارده با نیرو و گشتاورهای منفی سبب ایجاد تعادل شود. طراحی اویل‌پمپ نسل جدید و مکانیزم آن، تلفات و اصطکاک این سیستم را تا حد زیادی کاهش می‌دهد.

سیستم انتقال قدرت خاص

سیستم انتقال قدرت برای پیشرانه سوپرکوادرومونو همان گیربکس ۶ سرعته دنده‌ثابت با فواصل کوتاه است.

ساختار تولید این سیستم انتقال قدرت، ریخته‌گری آلیاژ منیزیم است که به‌منظور دوام بالاتر قطعات این سیستم و کاهش وزن کلی آن در نظر گرفته شده است.

این سیستم انتقال قدرت، مقاومت مکانیکی بسیار بالایی داشته که این مقوله به‌بهبود پرفورمنس این سیستم کمک بسزایی می‌کند. سیستم منحصربه‌فرد تسریع تعویض دنده دوکاتی با مکانیزم کلاچ‌های چندصفحه‌ای غوطه‌ور در روغن، با عملکرد هیدرومکانیکی، تعویض دنده‌ها را در کمترین زمان ممکن برای راکب امکان‌پذیر می‌کند.

پیشرانه سوپرکوادرومونو روی کدام محصولات نصب می‌شود؟

براساس اعلام کمپانی دوکاتی، پیشرانه سوپرکوادرومونو به‌احتمال زیاد روی مدل جدیدی از ادونچربایک‌های این کمپانی یا ادونچر اسپرت‌های این کمپانی نصب خواهد شد.

اما این احتمال نیز وجود دارد که این پیشرانه روی یک مدل اسپرت‌بایک دوکاتی نیز قرار گیرد تا یاد سوپرمونو ۱۹۹۲ را زنده کند.