یکی از موتورهای پرتوان جنرال‌موتورز LT4 است که روی کادیلاک اسکالید V نصب شده و قلب تپنده آن را تشکیل می‌دهد. این موتور نسل پنجم قوای محرکه جنرال‌موتورز است که توان و گشتاور بسیار بالایی را فراهم می‌آورد. در ادامه به‌صورت کاملا تخصصی این پیشرانه را بررسی خواهیم کرد.

آشنایی با موتور LT4

جنرال‌موتورز یکی از خودروسازان مطرح و خوشنام جهان است که در زمینه طراحی و تولید پیشرانه‌های 8 سیلندر، عملکرد عالی و درخشانی دارد. یکی از قوای محرکه‌ 8 سیلندر مشهور جنرال‌موتورز LT4 است. این موتور از اواخر سال 2014 میلادی روی موتور LT1 تنفس‌طبیعی شکل گرفته که بخش پرخوران سوپرشارژ آن بر اساس پیشرانه LS9 توسعه یافته است. این موتور روی محصولاتی همچون کادیلاک اسکالید V، کادیلاک CT5-V بلک‌وینگ، شورولت کامارو ZL1، کادیلاک CTS-V و شورولت کوروت Z06 نصب شده است تا آن‌ها را به یک گزینه اسپرت بدل سازد.

طراحی و ساختار موتور LT4

موتور LT4 دارای ساختار 8 سیلندر با زوایای قرارگیری 90 درجه‌ای با ساختار آلومینیومی است. بدنه موتور یا بلوک آن و سرسیلندر این موتور از ساختار آلومینیوم دایکستینگ Rotocast A356T6 بهره می‌گیرد که به‌لطف ضریب پواسون 0.33 و ضریب تنش 10500 ksi عملکرد قوی و درخشانی دارد. همچنین این متریال به‌کاهش وزن و انتقال حرارت بهتر میان سیلندرها و سرسیلندر کمک قابل توجهی می‌کند. پیشرانه LT4 نسل پنجم موتورهای 8 سیلندر جنرال‌موتورز است که از حجم موتور 6162 سی‌سی بهره می‌برد. این موتور برمبنای LT1 شکل گرفته است؛ با این تفاوت که سیستم پرخوران سوپرشارژ برای آن تعبیه شده تا قدرت و گشتاور بالایی را به‌ارمغان آورد. علاوه‌بر این، موتور LT4 از سوپاپ‌های تیتانیومی سبک برخوردار است که وزن کلی موتور را کاهش داده و در مقابل منجر به‌عملکرد بهتر آن می‌شود.

ساختار فنی پیشرانه LT4

موتور LT4 دارای ساختار بلوک (بدنه) آلومینیومی و سرسیلندر تمام‌آلومینیومی است. این پیشرانه با در نظر گرفتن 8 سیلندر و نوع قرارگیری 90 درجه‌ای زوایای قرارگیری سیلندرها از یکدیگر و حجم موتور 6162 سی‌سی مزین به 16 سوپاپ است. در حقیقت هر سیلندر دارای دو سوپاپ بوده که از مکانیزم میل‌سوپاپ‌رو مزین به‌ زنجیر تایم بهره می‌گیرد. جالب است بدانید پیستون‌ها از نوع فورج با پوشش فولادی و شاتون‌های با فولاد سبک‌وزن فورج‌شده هستند و این مساله تاثیر مثبتی روی فعالیت این مدل پیشرانه دارد. درواقع این ساختار در انتقال حرارت و تولید قدرت و گشتاور بالا سهم چشمگیری دارد. به لطف طراحی مناسب سوپاپ‌ها و استفاده از فلز تیتانیوم، وزن پیشرانه به‌خوبی کاهش یافته و در مقابل شاهد افزایش راندمان در این مدل موتور هستیم. جالب است بدانید طراحی محفظه احتراق به‌گونه‌ای است که فضای اندکی را اشغال کرده و نسبت تراکم را به 10 به‌یک می‌رساند. این نسبت تراکم به‌لطف سیستم پرخوران سوپرشارژ یک عدد ایده‌آل به‌حساب می‌آید. ناگفته نماند به‌دلیل طراحی سیستم پرخوران سوپرشارژ و نسبت تراکم 10 به یک نیاز است که پیستون و سیلندر فورج‌شده باشد؛ چراکه در فشارهای ایجادشده بر اثر هوای پرخوران‌شده در سیلندر، قطعات اصلی متحرک از جمله پیستون‌ها و شاتون‌ها باید ظرفیت تحمل آن را نیز داشته باشند. به‌منظور ایجاد عملکرد بهتر اویل‌پمپ (پمپ روغن) از نسل جدید دو وجهی در این پیشرانه بهره گرفته شده که دبی خروجی از آن 3.5 برابر میزان ورودی است که به‌لطف سیستم جت‌اویل (ایجاد کانال‌های باریک براساس اصل برنولی برای افزایش فشار روغن در قطعات متحرک) تنش حرارتی را به‌خوبی کاهش داده و منجر به ارتقای توان در موتور نیز شده است.

8 سیلندر اما کم‌استهلاک

بسیاری از موتورهای 8 سیلندر اروپایی و ژاپنی به‌دلیل راندمان بالاتر، به ازای هر سیلندر 4 سوپاپ طراحی می‌کنند. به‌عبارت دیگر در موتور 8 سیلندر 4.4 لیتری ب‌ام‌و یعنی S63B44 به‌ازای هر سیلندر 4 سوپاپ طراحی شده و درمجموع 32 سوپاپ در سرسیلندر قرار گرفته است. اما برخلاف موتورهای 8 سیلندر اروپایی و ژاپنی، LT4 به ازای هر سیلندر دارای 2 سوپاپ است؛ یعنی در مجموع 16 سوپاپ را در سرسیلندر آلومینیومی خود جا داده است. این ساختار سبب شده است استهلاک موتور LT4 نسبت به‌سایر موتورهای 8 سیلندر بسیار پایین باشد. از سوی دیگر این پیشرانه 6162 سی‌سی مزین به‌سوپرشارژ از قطر سیلندر 103.25 میلی‌متری و کورس پیستون 92 میلی‌متری برخوردار است که می‌تواند با توجه به‌سیستم پرخوران سوپرشارژ گشتاور بالایی را فراهم آورد. مضاف بر این موارد از سیستم تایمینگ متغیر هوشمند سوپاپ‌ها (VVT) بهره گرفته شده تا با توجه به‌هوشمندسازی زمان باز و بسته شدن سوپاپ‌ها و ریتارد و آوانس کردن آن راندمان موتور را به‌بهترین شکل ارتقا بخشد.

نسبت تراکم و سیستم سوخت‌رسانی

به‌لطف کاهش فضای احتراق در سیلندر و طراحی ایده‌آل تاج پیستون نسبت تراکم 10 به یک رسیده است. این عدد با در نظر گرفتن طراحی سیستم پرخوران سوپرشارژ بسیار ایده‌آل و مناسب است. در این بخش باید به‌طراحی سیستم پرخوران سوپرشارژ شبیه موتور LS9 اشاره کرد و این‌که از سوپرشارژی بهره گرفته شده که 1.74 لیتر در دور هوای فشرده را به‌سیلندر منتقل می‌کند. همچنین از سیستم سوخت‌رسانی پاشش سوخت مستقیم انژکتورها GDI بهره گرفته شده که منجر به توان و گشتاور بالاتر نیز می‌شود. اما ناگفته نماند که طراحی یک انژکتور در مانیفولد هوا و یک انژکتور در داخل محفظه احتراق این مهم را به‌خوبی محقق کرده است. همچنین از سیستم جرقه‌زنی هوشمند بهره گرفته شده که ترتیب احتراق آن 8-1، 2-7، 5-6 و 3-4 است. توان و گشتاور بالا در موتور LT4 را باید مرهون پارامترهایی چون نسبت تراکم 10 به یک، سیستم تایمینگ متغیر هوشمند سوپاپ‌‏ها VVT، سیستم پاشش سوخت مستقیم داخل سیلندرها GDI، سیستم پرخوران سوپرشارژ و سیستم هوشمند جرقه‌زنی دانست. موتور LT4 از حداکثر سرعت موتور یا دور موتور 6600 آرپی‌ام (دور در دقیقه) برخوردار بوده که این مهم سبب برتری این پیشرانه 8 سیلندر نسبت به هم‌کلاس‌های خود می‌شود. از تکنولوژی دریچه‌گاز برقی نسل جدید نباید صرف نظر کرد؛ چراکه این دریچه‌گاز تغییراتی به لحاظ مکانیکی داشته که دبی ورودی به مانیفولد را بهبود بخشیده و به‌لطف استفاده از چیپ نسل پنجم در بخش پتانسیومتر آن کم‌ترین لگ (تاخیر) برای پاسخگویی به نیاز راننده ایجاد می‌شود.

قدرت و گشتاور مبتنی بر دیاگرام

موتور LT4 به‌لطف ساختار 8 سیلندر، حجم موتور 6.2 لیتری، نصب سیستم پرخوران سوپرشارژر، سیستم تایمینگ متغیر هوشمند سوپاپ‌ها VVT و سیستم پاشش سوخت مستقیم داخل سیلندرها می‌تواند از 640 اسب‌بخار قدرت در 6400 آرپی‌ام (دور در دقیقه) تا 682 اسب‌بخار قدرت در 6600 آرپی‌ام و از 881 نیوتون‌متر گشتاور در 3600 آرپی‌ام (دور در دقیقه) تا 893 نیوتون‌متر گشتاور در 4200 آرپی‌ام را به‌ارمغان ‌آورد. نکته مهم این‌که در این نوع پیشرانه با استفاده از سوخت E85 به‌چنین قدرت و گشتاوری می‌توان دست یافت؛ اما اگر از بنزین با اکتان 89 (در اکثر کشورهای خاورمیانه) استفاده شود، حداکثر قدرت آن 610 اسب‌بخار در 5600 آرپی‌ام (دور در دقیقه) و حداکثر گشتاور این پیشرانه 795 نیوتون‌متر در 3500 آرپی‌ام خواهد بود. این قدرت و گشتاور با استفاده از سوخت نامرغوب کم‌ترین ناک (ضربه لحظه‌ای به دلیل عدم احتراق کامل) را ایجاد می‌کند تا موتور کم‌تر با خرابی مواجه شود. با نگاهی به دیاگرام توان-گشتاور بر دور موتور به‌خوبی شاهد هستیم که با افزایش دور موتور، قدرت موتور روند صعودی می‌گیرد و در لحظه رسیدن به 6400 آرپی‌ام 640 اسب‌بخار را تولید می‌کند. همچنین با افزایش دورموتور و رسیدن به 3500 آرپی‌ام شاهد گشتاوری معادل 870 نیوتون‌متر هستیم که با افزایش دور موتور به‌صورت لحظه‌ای خطی و پس از آن کاهش می‌یابد. به‌همین دلیل کادیلاک اسکالید V با وزن 2641 کیلوگرمی می‌تواند ظرف 4.4 ثانیه از حالت سکون به‌سرعت 100 کیلومتر برساعت دست پیدا کند.

سیستم خنک کننده و کنترل دما

موتور LT4 جنرال‌موتورز مبتنی بر آب-هوا خنک است؛ بر این اساس علاوه‌بر رادیاتور بزرگ مخزن آب موتور، از دو مخزن جداگانه برای خنک‌کننده سوپرشارژ استفاده شده که دارای اینترکولر مبتنی بر هواست. همچنین واتر پمپ (پمپ آب) در موتور LT4 از نوع مکاترونیکی است که تا 12 درصد خنک‌کاری موتور را بهبود می‌بخشد. همچنین جنرال‌موتورز به دارندگان خودروهای کادیلاک و شورولت که این پیشرانه قدرتمند روی آن‌ها نصب است، روغن‌موتور 5W30 با کیفیت SN پلاس را پیشنهاد داده که منجر به‌روانکاری و بهبود خنک‌کاری موتور نیز شده است.