چنانچه شما هم یکی از طرفداران پر و پا قرص خودرو باشید، مطمئنا نام موتورهای HEMI که با موتورهای بزرگ و پر قدرت مترادف هستند، به گوش شما آشنا است. کمپانی کرایسلر نیز، با استفاده از این موتورها در دهه های 50، 60، و 70 میلادی، انقلابی در صنعت خودروسازی برپا کرد. طرفداران خودروهای عضلانی و مسابقات درگ نیز، با موتور 426 HEMI که از عملکرد فوق العاده ای برخوردار است، آشنا هستند. کمپانی کرایسلر در سری وانت های دوج مدل 2003 نیز، از این نوع موتور استفاده کرده است. در این مقاله با طرز کار این موتورها آشنا می‌شویم. پس ما را همراهی کنید.
تولد موتورهای HEMI
هری وست لیک (Harry Westlake) و چند تن دیگر، در سال 1948 نخستین موتور HEMI شش سیلندر را برای جگوار طراحی و تولید کردند. چند سال بعد، در سال 1951، کرایسلر از یک موتور HEMI هشت سیلندر خورجینی با قدرت 180 اسب بخار بر روی چند مدل خود استفاده کرد. از آنجاییکه حجم این موتور معادل 331 اینچ مکعب (5.4 لیتر) بود، این پیشرانه با نام "331 HEMI" شناخته می‌شود. اگرچه این روزها 180 اسب بخار، قدرت ناچیزی برای یک خودرو به شمار می‌رود، اما در دهه 50 میلادی، چنین قدرتی بسیار عجیب و غریب و باور نکردنی به نظر می‌رسید؛ همین امر، در گسترش افسانه HEMI تاثیر به سزایی داشت. کمپانی کرایسلر در راستای توسعه و تکمیل موتورهای HEMI، مدل 5.8 لیتری را در سال 1956، 6.5 لیتری را در سال 1957، و در نهایت مدل 7 لیتری را در سال 1964 روانه بازار کرد و با کسب مقام های اول تا سوم مسابقات نسکار Daytona 500 در سال 1964، توانست نام و آوازه خود را در سراسر جهان بگستراند. گفتنی است، نسخه خیابانی مدل 7 لیتری با 425 اسب بخار قدرت، در سال 1965 روانه بازار شد.
مقایسه موتورهای HEMI با موتورهای تخت
عملکرد محفظه احتراق موتور HEMI کرایسلر در سال 1951 سبب تولید چنان قدرتی و در نتیجه برتری این موتورها بر رقبا می‌شد. همانطور که در شکل مشاهده می‌کنید، قسمت بالای محفظه احتراق شبیه یک نیمکره است و به همین دلیل، این نوع موتورها را "موتورهایی با سری کروی" یا همان HEMI می‌نامند. در موتورهای HEMI، شمع دقیقا در بالای محفظه احتراق قرار گرفته است و سوپاپ ها خلاف جهت محفظه احتراق باز می‌شوند. در بیشتر خودروهایی که پیش از دهه 50 میلادی تولید شده‌اند، از موتورهای تخت استفاده شده است؛ این روزها نیز، از این موتورها به دلیل هزینه تولید ارزان در ساخت ماشین های چمن زنی استفاده می‌شود. در موتورهای تخت، سوپاپ ها داخل سیلندر قرار گرفته اند و در محفظه کنار پیستون باز می‌شوند.
موتورهای تخت از طراحی ساده‌ای برخوردارند؛ سرسیلندر پوشش فلزی یکپارچه‌ای است که در آن سوراخی برای قرار دادن شمع، تعبیه شده است. میل بادامک که داخل سیلندر قرار گرفته است، مستقیما میل سوپاپ را هل می‌دهد و بدین ترتیب، سوپاپ ها باز می‌شوند. تنها مشکل این نوع طراحی، اتلاف گرما است که در ادامه مقاله در مورد آن صحبت خواهیم کرد.
نقاط ضعف و قوت موتورهای HEMI
همان طور که می‌دانید، بخش های مختلفی از موتور، انرژی حاصل از هر احتراق را کنترل می‌کنند. برای مثال:
شما می‌خواهید تمام بنزین موجود در سیلندر را بسوزانید؛ اما اگر این کار به خوبی انجام نشود، مقداری انرژی بهره برداری نشده برای شما باقی می‌ماند.
هنگامی که میل لنگ در زاویه مناسب قرار گرفته است، به حداکثر فشار سیلندر برای کسب انرژی نیاز دارید.
شما می‌خواهید هنگام مکش هوا و سوخت به درون محفظه احتراق و خروج گازهای اضافی از اگزوز، کمترین اتلاف انرژی را داشته باشید.
از آنجایی که گرما یکی از عوامل ایجاد فشار در سیلندر می‌باشد، چنانچه گرمای کمتری به سرسیلندرها و دیواره سیلندر منتقل شود، می‌توانید فشار بیشتری در داخل سیلندر ایجاد کنید.
مزایای موتورهای HEMI: آخرین موردی که در بالا ذکر شد، یکی از مهمترین مزایای موتورهای HEMI در مقایسه با موتورهای تخت به شمار می‌رود. سوختی که در نزدیکی سرسیلندر قرار دارد، ممکن است آنقدر سرد باشد که به خوبی نسوزد. به دلیل آنکه در موتورهای تخت، سطح تماس با توجه به حجم محفظه احتراق بیشتر از موتورهای کروی می‌باشد، اتلاف گرما بیشتر بوده و بیشینه فشار کمتر می‌شود؛ اما در موتورهای کروی، به دلیل سطح تماس کمتر، اتلاف گرما کمتر و بیشینه فشار بیشتر است. از دیگر ویژگی های کلیدی موتورهای کروی می‌توان به اندازه سوپاپ ها اشاره کرد. به دلیل آنکه در این نوع موتورها، سوپاپ ها خلاف جهت سرسیلندر قرار دارند، در نتیجه فضای بیشتری برای حرکت آنها وجود دارد. همان طور که می‌دانید، پیش از سرسیلندرهای کروی، محفظه های احتراق سه گوش به بازار عرضه شدند که در آنها، سوپاپ ها به صورت خطی کنار یکدیگر قرار داشتند؛ این آرایش خطی، اندازه سوپاپ ها را محدود می‌کرد. اما در موتورهای HEMI، به دلیل عدم وجود چنین محدودیتی، اندازه سوپاپ ها به قدری بزرگ است که جریان هوای بیشتری وارد سیلندر می‌شود و درنتیجه، عمل احتراق بهتر صورت می‌گیرد.
معایب موتورهای HEMI: شاید در اینجا این سوال برای شما پیش بیاید که با وجود چنین نکات مثبتی، چرا در تمامی موتورها از این نوع آرایش و طراحی استفاده نمی‌شود؟ یکی از دلایل این امر، عدم امکان استفاده از چهار سوپاپ در هر سیلندر می‌باشد که آن هم از نوع طراحی سرسیلندر ناشی می‌شود. اگرچه در خودروهای مسابقه‌ای علی الخصوص مسابقات درگ و نسکار، استفاده از دو سوپاپ در هر سیلندر موضوع عجیب و مشکل سازی نیست، اما در خودروهای سواری، استفاده از چهار سوپاپ کوچکتر به جای دو سوپاپ بزرگ، تنفس موتور را بهتر می‌کند. در خودروهای جدید، از سرسیلندرهای پنجگانه برای قرار دادن چهار سوپاپ استفاده می‌شود. یکی دیگر از دلایل عدم استفاده از طراحی کروی در موتورهای پر قدرت امروزی، به تمایل خودروسازان جهت ساخت محفظه های سوخت کوچکتر بازمی‌گردد؛ چرا که محفظه احتراق کوچکتر، اتلاف گرما حین عمل احتراق و همچنین فاصله ای که جرقه باید طی کند را کاهش می‌دهد. در اینجا نیز، طراحی پنجگانه بسیار کاربردی به نظر می‌رسد. در ادامه مطلب نگاه کوتاهی بر موتور HEMI Magnum دوج خواهیم داشت.
موتور HEMI Magnum دوج
کمپانی کرایسلر با ارائه موتور هشت سیلندر خورجینی 5.7 لیتری با سرسیلندرهای کروی بر روی دوج، قدرت موتورهای HEMI را به همگان نشان داد. این موتور با تولید 345 اسب بخار قدرت، با دیگر موتورهای بنزینی همکلاس خود به خوبی رقابت می‌کند. در جدول زیر قدرت برخی از موتورهای کروی مورد استفاده در خودروهای مختلف را مشاهده می‌کنید:
دوج هشت سیلندر خورجینی 5.7 لیتری 345 hp @ 5400 rpm
فورد هشت سیلندر خورجینی 5.4 لیتری 260 hp @ 4500 rpm
GMC هشت سیلندر خورجینی 6 لیتری 300 hp @ 4400 rpm
GMC هشت سیلندر خورجینی 8.1 لیتری 340 hp @ 4200 rpm
دوج ده سیلندر خورجینی 8 لیتری 305 hp @4000 rpm
فورد ده سیلندر خورجینی 6.8 لیتری 310 hp @ 4250 rpm
توجه داشته باشید که در موتور HEMI Magnum دوج، در هر سیلندر از دو سوپاپ و دو شمع استفاده شده است؛ استفاده از دو شمع در هر سیلندر با ایجاد دو جرقه، سبب احتراق کامل سوخت و در نتیجه تولید فشار بیشتر می‌شوند.