از دوج وایپر تا لکسوس LFA؛ مسیر موتورهای V10 از وانت‌های سنگین به سوپراسپرت‌های دوربالا

یک موتور ده‌سیلندر می‌توانست در دوج رم برای کشیدن بارهای سنگین کار کند، در بی‌ام‌و M5 نیروی یک سدان خانوادگی را تأمین کند و در لکسوس LFA تا ۹۰۰۰ دور بر دقیقه بچرخد. همین گستردگی کاربرد، داستان موتورهای V10 را متفاوت می‌کند: آرایشی که نه فقط برای رسیدن به قدرت بیشتر، بلکه برای پاسخ‌دادن به نیازهای مهندسی کاملاً متفاوت انتخاب شد.

دوره شکوفایی این پیشرانه‌ها در خودروهای مورد بحث، تقریباً از اوایل دهه ۱۹۹۰ تا سال ۲۰۲۴ امتداد داشت. دوج، فورد، فولکس‌واگن، بی‌ام‌و، پورشه، لامبورگینی، لکسوس و آئودی هرکدام برداشت خود را از موتور V10 ارائه کردند. مرور ۱۰ خانواده شاخص، با درنظرگرفتن آئودی R8 و لامبورگینی هوراکان در یک گروه، نشان می‌دهد چرا این موتورها با وجود تفاوت‌های فراوان، به صدای متمایز و شخصیت مکانیکی خاص شناخته می‌شوند.

موتور V10 چگونه کار می‌کند و چرا صدایش متفاوت است؟

در موتور V10، ده سیلندر در دو ردیف پنج‌تایی قرار می‌گیرند. زاویه میان این دو ردیف، شکل میل‌لنگ و ترتیب احتراق در تعیین رفتار موتور نقش دارند. زاویه ۷۲ درجه در بسیاری از طراحی‌ها انتخاب مناسبی برای دستیابی به احتراق منظم است، اما راه‌حل واحدی وجود ندارد؛ پورشه کاررا GT زاویه ۶۸ درجه دارد و موتورهای گالاردو و R8 با زاویه ۹۰ درجه ساخته شده‌اند.

در طراحی‌های ۹۰ درجه، مهندسان می‌توانند با جابه‌جایی زاویه پین‌های میل‌لنگ، فاصله احتراق‌ها را تنظیم کنند. نمونه مشخص آن موتور پنج‌لیتری اولیه گالاردو است که از اختلاف زاویه ۱۸ درجه میان پین‌ها استفاده می‌کند. فورد نیز در ترایتون V10، برای هماهنگ‌کردن احتراق‌ها در معماری ۹۰ درجه‌ای مشتق‌شده از خانواده V8، سراغ پین‌های جابه‌جاشده رفت.

صدای خروجی فقط حاصل تعداد سیلندرها نیست. زمان‌بندی احتراق و فاصله پالس‌های گاز در اگزوز، فرکانس‌ها و هارمونیک‌های متفاوتی می‌سازند؛ طراحی مسیر ورودی و خروجی هوا نیز بر نتیجه اثر می‌گذارد. به همین دلیل، صدای LFA، کاررا GT و M5 یکسان نیست. موتورهای پنج‌سیلندر و V10 از این نظر شخصیت صوتی متمایزی نسبت به V8 و V12 دارند، اما حتی میان خود ده‌سیلندرها نیز تفاوت شنیدنی است.

واکنش به پدال گاز و توانایی افزایش دور موتور، بخش دیگر این هویت است. البته نباید ویژگی موتورهای اسپرت دوربالا را به همه V10ها تعمیم داد: پیشرانه یک وانت کاری برای تولید گشتاور در دور پایین ساخته می‌شود، درحالی‌که موتور LFA بیشترین توان خود را نزدیک محدوده نهایی دور موتور ارائه می‌کند.

چهار برداشت آمریکایی؛ از وایپر تا وانت‌های کاری

دوج وایپر RT/10؛ هشت لیتر حجم و گیربکس دستی

نسل نخست دوج وایپر در فاصله ۱۹۹۲ تا ۱۹۹۵، برداشت ساده و مستقیمی از یک رودستر اسپرت آمریکایی ارائه کرد. موتور هشت‌لیتری V10 آن ۴۰۰ اسب بخار قدرت و ۶۳۰ نیوتن‌متر گشتاور داشت و با گیربکس شش‌سرعته دستی همراه می‌شد. وزن حدود ۱۵۰۰ کیلوگرمی و شتاب تقریبی ۴.۶ ثانیه تا ۱۰۰ کیلومتر بر ساعت، جایگاه عملکردی این خودرو را روشن می‌کنند.

ریشه طراحی موتور به پیشرانه‌های بزرگ کامیون‌های دوج بازمی‌گشت، اما نسخه وایپر بلوک و سرسیلندر آلومینیومی داشت و لامبورگینی در توسعه این نسخه نقش ایفا کرد. ساختار OHV، یعنی قرارگرفتن میل‌بادامک درون بلوک، در مقایسه با موتورهای چندسوپاپ مدرن ساده‌تر بود. وایپر به‌جای تکیه بر مجموعه بزرگی از سامانه‌های الکترونیکی، بر گشتاور زیاد و ارتباط مکانیکی مستقیم متمرکز شد.

دوج رم SRT-10؛ پیشرانه وایپر در بدنه وانت

رم SRT-10 در سال‌های ۲۰۰۴ تا ۲۰۰۶ نشان داد استفاده از V10 محدود به خودروهای کم‌ارتفاع نیست. موتور ۸.۳ لیتری تنفس طبیعی برگرفته از وایپر، با بلوک و سرسیلندر آلومینیومی، ساختار OHV و دو سوپاپ در هر سیلندر، ۵۰۰ اسب بخار قدرت و ۷۱۲ نیوتن‌متر گشتاور تولید می‌کرد. در نسخه دستی مورد بحث، گیربکس شش‌سرعته نیرو را به چرخ‌های عقب می‌رساند.

وزن حدود ۲۳۳۱ کیلوگرم مانع ثبت عملکردی سریع نشد. رم SRT-10 عنوان سریع‌ترین وانت تولیدی جهان را به دست آورد و حداکثر سرعت ثبت‌شده‌اش حدود ۲۴۹ کیلومتر بر ساعت بود. درباره شتاب باید تفاوت معیارها را حفظ کرد: در مشخصات مقایسه‌ای، صفر تا ۱۰۰ حدود ۴.۹ ثانیه آمده، اما عدد آزمایش جاده‌ای ذکرشده، حدود ۴.۹ ثانیه برای صفر تا ۹۶ کیلومتر بر ساعت است؛ این دو اندازه‌گیری یکسان نیستند.

دوج رم Magnum V10؛ اولویت با کشش بود

نسخه تجاری این ایده پیش از استفاده موتور V10 در وایپر توسعه یافته بود، هرچند بازه تولید موتور مگنوم مورد اشاره، ۱۹۹۴ تا ۲۰۰۲ است. موتور هشت‌لیتری Magnum با بلوک و سرسیلندر چدنی و آرایش سوپاپ OHV، حدود ۳۰۰ اسب بخار قدرت و ۶۱۰ نیوتن‌متر گشتاور داشت. مأموریت آن حمل بار و کشیدن تریلرهای سنگین بود، نه ثبت بهترین زمان شتاب.

تفاوت مگنوم و وایپر را باید در اولویت طراحی جست‌وجو کرد. برای وانت، دوام و دسترسی به گشتاور در دورهای پایین مهم‌تر بود؛ در خودروی اسپرت، وزن کمتر و عملکرد در دورهای بالاتر اهمیت بیشتری پیدا می‌کرد. وزن رم مگنوم نیز به مدل و تجهیزات وابسته است و نمی‌توان یک عدد واحد یا شتاب ثابت را به همه نسخه‌ها نسبت داد.

فورد F-Series با موتور Triton V10

فورد در سال ۱۹۹۹ موتور ۶.۸ لیتری ترایتون V10 را به خانواده وانت‌های سنگین Super Duty آورد. این پیشرانه از خانواده Modular بود و برخلاف موتورهای OHV دوج، میل‌بادامک بالاسری داشت. طراحی سرسیلندر و مسیر تنفس آن، راه متفاوت فورد برای تأمین قدرت و گشتاور موردنیاز استفاده‌های سنگین بود.

برای نسخه‌های اولیه مورد اشاره، حدود ۳۱۰ اسب بخار قدرت و ۵۷۶ نیوتن‌متر گشتاور ذکر شده است. ترایتون در نسخه‌های گوناگون خروجی متفاوتی داشت و بعدها نیز ارتقا یافت؛ بنابراین این اعداد نماینده تمام سال‌ها نیستند. وزن و شتاب هم با نوع وانت، تجهیزات و بار تغییر می‌کردند. معیار اصلی ارزیابی چنین موتوری، توان کارکرد در حمل بار و یدک‌کشی است، نه مقایسه مستقیم با سوپراسپرت‌ها.

فولکس‌واگن توارگ V10 TDI؛ مسیر متفاوت دیزلی

توارگ نسل اول، از سال ۲۰۰۲ میزبان یکی از متفاوت‌ترین اعضای این مجموعه شد. موتور پنج‌لیتری V10 TDI به‌جای بنزین، دیزل مصرف می‌کرد و با توربوشارژرها و تزریق مستقیم سوخت، ۳۱۳ اسب بخار قدرت و ۷۵۰ نیوتن‌متر گشتاور در اختیار داشت. این عدد گشتاور از تمام نمونه‌های فهرست حاضر بیشتر است، هرچند به معنای سریع‌تر بودن خودرو در شتاب‌گیری نیست.

وزن حدود ۲۵۰۰ کیلوگرم و شتاب صفر تا ۱۰۰ برابر با ۷.۸ ثانیه، ماهیت متفاوت توارگ را نشان می‌دهند. سیستم چهارچرخ محرک و تعلیق بادی، ترکیبی برای سفرهای طولانی، مسیرهای دشوار و کاربردهای کششی فراهم می‌کردند. در اینجا نقش V10، ایجاد یک شاسی‌بلند لوکس و توانمند بود، نه تقلید رفتار خودروهای مسابقه‌ای.

نمایش مشهور توارگ، کشیدن بوئینگ ۷۴۷ با وزن حدود ۱۵۵ تن بود. این رویداد توانایی کششی خودرو را نمایش می‌داد، اما نباید آن را معادل ظرفیت مجاز یدک‌کشی روزمره دانست. تفاوت میان یک نمایش کنترل‌شده و مشخصات قابل‌استفاده در شرایط عادی، هنگام خواندن چنین رکوردهایی اهمیت دارد.

بی‌ام‌و M5 E60؛ دور موتور بالا در یک سدان پنج‌نفره

M5 نسل E60 که از ۲۰۰۵ تا ۲۰۱۰ تولید شد، موتور V10 را در قالبی متفاوت عرضه کرد: سدانی با ظرفیت پنج سرنشین و عملکردی در محدوده خودروهای اسپرت هم‌دوره. پیشرانه پنج‌لیتری S85 تنفس طبیعی، ۵۰۷ اسب بخار قدرت و ۵۲۰ نیوتن‌متر گشتاور داشت. وزن حدود ۱۸۳۰ کیلوگرمی خودرو با شتاب صفر تا ۱۰۰ برابر با ۴.۷ ثانیه همراه بود.

S85 از دو میل‌بادامک بالاسری در هر سرسیلندر، چهار سوپاپ برای هر سیلندر و زمان‌بندی متغیر سوپاپ‌ها بهره می‌برد. حداکثر قدرت در ۷۷۵۰ دور بر دقیقه تولید می‌شد و موتور امکان عبور از ۸۰۰۰ دور بر دقیقه را داشت. این ویژگی‌ها، همراه با شخصیت صوتی آن، ارتباط فنی و مفهومی M5 را با دوران حضور بی‌ام‌و در فرمول یک توضیح می‌دهند؛ نه اینکه موتور خودرو عیناً یک پیشرانه مسابقه‌ای فرمول یک باشد.

در ترکیب مورد بحث، گیربکس هفت‌سرعته SMG نیرو را به چرخ‌های عقب منتقل می‌کرد و تنظیمات مختلف، سرعت تعویض دنده را تغییر می‌دادند. اهمیت M5 فقط در عدد قدرت نبود؛ قرارگرفتن چنین موتوری زیر بدنه یک سدان، تضادی ایجاد می‌کرد که در وایپر یا کاررا GT وجود نداشت. صدای دوربالای S85 نیز آن را از نمونه‌های شش و هشت‌سیلندر بی‌ام‌و متمایز می‌کرد.

سوپراسپرت‌های V10؛ چهار مسیر برای رسیدن به عملکرد بالا

پورشه کاررا GT؛ ریشه مسابقه‌ای و انتقال قدرت دستی

داستان موتور کاررا GT به برنامه‌های مسابقه‌ای پورشه در دهه ۱۹۹۰ می‌رسد. طرح اولیه برای فرمول یک به نتیجه نرسید و سپس ایده مهندسی آن در پروژه مسابقه‌ای LMP 2000 دنبال شد. با لغو آن برنامه، مسیر استفاده جاده‌ای باز شد و کاررا GT در سال‌های ۲۰۰۳ تا ۲۰۰۶ به میزبان این پیشرانه تبدیل شد.

موتور ۵.۷ لیتری تنفس طبیعی با زاویه ۶۸ درجه، در ۸۰۰۰ دور بر دقیقه ۶۱۲ اسب بخار قدرت تولید می‌کرد و گشتاور ۵۹۰ نیوتن‌متری آن در ۵۷۵۰ دور بر دقیقه به دست می‌آمد. گیربکس شش‌سرعته دستی و کلاچ سرامیکی، بخش مهمی از ساختار انتقال قدرت بودند. مجموعه قطعات متحرک سبک موتور نیز به واکنش سریع در برابر تغییر پدال گاز کمک می‌کرد.

با وزن ۱۳۸۰ کیلوگرم، شتاب صفر تا ۱۰۰ کاررا GT به ۳.۹ ثانیه و حداکثر سرعت آن به ۳۳۰ کیلومتر بر ساعت می‌رسید. ترکیب وزن پایین، موتور دوربالا و گیربکس دستی توضیح می‌دهد چرا جایگاه این خودرو فقط به جدول قدرت محدود نیست. صدای موتور و شیوه انتقال نیرو، بخش جدایی‌ناپذیر هویت آن هستند.

لامبورگینی گالاردو؛ گسترش بازار با موتور ده‌سیلندر

گالاردو در فاصله ۲۰۰۳ تا ۲۰۱۳ تولید شد و نقشی مهم در گسترش بازار لامبورگینی داشت. نسخه اولیه از موتور پنج‌لیتری V10 تنفس طبیعی با زاویه ۹۰ درجه، دو میل‌بادامک در هر سرسیلندر، چهار سوپاپ برای هر سیلندر و زمان‌بندی متغیر سوپاپ‌ها استفاده می‌کرد. قدرت ۵۰۰ اسب بخار و گشتاور ۵۱۰ نیوتن‌متر، مشخصات همین نسخه اولیه هستند.

سیستم چهارچرخ محرک، گیربکس شش‌سرعته دستی یا نمونه رباتیک E-Gear، راه‌های انتقال نیرو را تشکیل می‌دادند. با وزن حدود ۱۴۳۰ کیلوگرم، شتاب تقریبی ۴.۲ ثانیه و حداکثر سرعت نزدیک به ۳۱۴ کیلومتر بر ساعت، گالاردو در جمع سوپراسپرت‌های مطرح زمان خود قرار می‌گرفت. تفاوت ترتیب احتراق میان نسخه‌های اولیه و فیس‌لیفت نیز باعث شد همه گالاردوها صدای یکسانی نداشته باشند.

لکسوس LFA؛ توسعه اختصاصی با همکاری یاماها

LFA در سال‌های ۲۰۱۰ تا ۲۰۱۲ و تنها در ۵۰۰ دستگاه تولید شد. موتور ۴.۸ لیتری V10 آن با همکاری یاماها توسعه یافت و با ساختار DOHC و چهار سوپاپ برای هر سیلندر، تا ۹۰۰۰ دور بر دقیقه می‌چرخید. حداکثر قدرت ۵۶۰ اسب بخار در ۸۷۰۰ دور و گشتاور ۴۸۰ نیوتن‌متر در ۶۸۰۰ دور بر دقیقه تولید می‌شد؛ اعدادی که تمرکز بر دور بالا را نشان می‌دهند.

همکاری یاماها به بخش مکانیکی محدود نبود. بخش سازهای موسیقی این شرکت در تنظیم صدای ورودی موتور مشارکت داشت و از دانش آکوستیک برای شکل‌دادن به صدای آن استفاده شد. بنابراین شهرت صوتی LFA فقط محصول تعداد سیلندرها نیست، بلکه به طراحی آگاهانه مسیر انتقال صدا نیز مربوط می‌شود.

سازه بدنه با استفاده از مواد کامپوزیتی فیبر کربن، برای کاهش وزن و افزایش استحکام ساخته شد. وزن خودرو ۱۴۸۰ کیلوگرم بود و گیربکس شش‌سرعته اتوماتیک‌شونده نیرو را به چرخ‌های عقب منتقل می‌کرد. شتاب ۳.۷ ثانیه تا ۱۰۰ کیلومتر بر ساعت و حداکثر سرعت ۳۲۵ کیلومتر بر ساعت، حاصل این مجموعه بودند.

آئودی R8 و لامبورگینی هوراکان؛ ادامه راه تا پایان یک دوره

نسخه V10 آئودی R8 از سال ۲۰۰۹ عرضه شد. موتور ۵.۲ لیتری FSI آن با تزریق مستقیم، زاویه ۹۰ درجه و ساختار DOHC، در نسخه اولیه ۵۲۵ اسب بخار قدرت و ۵۳۰ نیوتن‌متر گشتاور داشت. سامانه چهارچرخ محرک کواترو و گیربکس شش‌سرعته دستی یا R-Tronic، این نیرو را منتقل می‌کردند.

R8 اولیه مورد اشاره حدود ۱۶۲۰ کیلوگرم وزن داشت و در حدود ۳.۹ ثانیه به ۱۰۰ کیلومتر بر ساعت می‌رسید. در نسل‌ها و نسخه‌های بعد، قدرت افزایش یافت و بعضی نمونه‌ها از ۶۰۰ اسب بخار عبور کردند. کیفیت کابین و قابلیت استفاده روزمره نیز در کنار عملکرد، بخشی از جذابیت این سوپراسپرت موتوروسط بود.

هوراکان، جانشین گالاردو، در بازه ۲۰۱۴ تا ۲۰۲۴ با موتور ۵.۲ لیتری V10 تنفس طبیعی تولید شد. نسخه LP610-4 دارای ۶۱۰ اسب بخار قدرت و ۵۶۰ نیوتن‌متر گشتاور بود. تزریق مستقیم و غیرمستقیم سوخت، زمان‌بندی متغیر سوپاپ‌ها و روغن‌کاری کارتل خشک، از ویژگی‌های فنی موتور آن بودند.

گیربکس هفت‌سرعته دوکلاچه و چهارچرخ محرک، شتاب حدود ۳.۲ ثانیه را برای LP610-4 فراهم می‌کردند؛ وزن ذکرشده برای این نسخه حدود ۱۴۲۲ کیلوگرم است. هوراکان در گونه‌هایی از جمله EVO و STO نیز عرضه شد که مشخصات یکسانی نداشتند. پایان تولید آن در سال ۲۰۲۴، همراه با توقف تولید R8، نقطه پایان یکی از مهم‌ترین فصل‌های V10های جاده‌ای بود.

جدول مقایسه مشخصات خودروهای ده‌سیلندر

جدول زیر نسخه‌های شاخص را کنار هم قرار می‌دهد، نه تمام مدل‌های تولیدشده را. سال درج‌شده عمدتاً زمان معرفی یا آغاز عرضه نمونه مورد بحث است. وزن و شتاب با گیربکس، تجهیزات و سال ساخت تغییر می‌کنند و اعداد وانت‌های کاری را نباید به همه شاسی‌ها تعمیم داد.

*برای رم SRT-10، عدد آزمایش جاده‌ای ذکرشده به صفر تا ۹۶ کیلومتر بر ساعت مربوط است؛ بنابراین نباید آن را بدون توجه به روش اندازه‌گیری، با زمان صفر تا ۱۰۰ دیگر خودروها مقایسه کرد. سایر اعداد تقریبی وزن و شتاب نیز الزاماً مشخصات همه سال‌های تولید نیستند.

چرا موتورهای V10 به‌تدریج کنار رفتند؟

قوانین سخت‌گیرانه مصرف سوخت و آلایندگی، توجیه تولید پیشرانه‌های بزرگ ده‌سیلندر را دشوارتر کردند. تعداد زیاد قطعات متحرک، حجم بالا و پیچیدگی مهندسی نیز معمولاً هزینه تولید و نگهداری را نسبت به موتورهای کوچک‌تر افزایش می‌دهند. البته تعداد سیلندر به‌تنهایی برای قضاوت درباره هزینه یک خودروی مشخص کافی نیست.

پیشرفت توربوشارژرها مسیر دیگری پیش روی سازندگان گذاشت: موتورهای شش یا هشت‌سیلندر می‌توانستند قدرتی مشابه یا بیشتر ارائه کنند. بسیاری از سوپراسپرت‌های V8 توئین‌توربو به خروجی‌هایی رسیدند که پیش‌تر با موتورهای تنفس طبیعی بزرگ به دست می‌آمد. الکتریکی‌سازی نیز با گشتاور قابل‌دسترس از دورهای پایین و مزیت راندمان انرژی، این تغییر مسیر را تقویت کرد.

در فرمول یک نیز گذار از V10 به V8 از سال ۲۰۰۶ آغاز شد و بعدها پیشرانه‌های توربوشارژ هیبریدی جایگاه اصلی را گرفتند. بنابراین کاهش حضور V10 را نمی‌توان صرفاً به تغییر سلیقه نسبت داد؛ مقررات، هزینه و راه‌های تازه تولید قدرت، هم‌زمان بر تصمیم خودروسازان اثر گذاشتند.

کدام V10 مهم‌تر است؟ پاسخ به معیار شما بستگی دارد

برای مقایسه کاربردی، ابتدا باید هدف را مشخص کرد. کاررا GT و هوراکان از نظر عملکرد و مجموعه فنی برجسته‌اند؛ LFA و M5 E60 برای علاقه‌مندان صدای موتور اهمیت ویژه‌ای دارند. از دید مهندسی، مسیر مسابقه‌ای موتور پورشه و توسعه اختصاصی پیشرانه لکسوس دو داستان متفاوت‌اند. رم SRT-10 هم نشان می‌دهد یک موتور مشابه چگونه می‌تواند کاراکتر یک وانت بزرگ را تغییر دهد.

در مقابل، توارگ دیزلی، رم مگنوم و فورد ترایتون یادآوری می‌کنند که V10 لزوماً مترادف دور موتور بالا نیست. برای شناخت هر نمونه باید حجم، نوع سوخت، محل تولید گشتاور، گیربکس و وزن خودرو را کنار هم دید. همین تفاوت‌ها میراث ده‌سیلندرها را ماندگار کرده‌اند؛ حتی اگر از نظر اقتصادی و زیست‌محیطی، ادامه این مسیر دیگر انتخاب غالب صنعت خودرو نباشد.

اگر بررسی خودروها را با هدف خرید دنبال می‌کنید، در خودروشاپ امکان خرید اقساطی خودرو کارکرده مدل ۱۳۹۰ به بالا، با شرایط منعطف و ضمانت معتبر تا سقف ۸۰۰ میلیون تومان فراهم است.

سوالات متداول