موتور ME15 مگاموتور روشن شد؛ روایت طراحی یک پیشرانه نو به وسیله مهندسان ایرانی - ایستگاه بازی

خبرنگاران - پروژه طراحی موتور ME15 حدود دو سال و نیم پیش با هدف توسعه یک پیشرانه نو و با اتکا به توان مهندسان ایرانی شروع شد؛ پروژه ای که در ابتدا تنها با طراحی یک پورت ورودی و همکاری دو نفر شروع شد اما در ادامه به توسعه یک مجموعه کامل موتور و طراحی نزدیک به 150 قطعه نو رسید.

این موتور در واقع پیشرفته موتور تیبا است که حالا 16 سوپاپ شده است.

ME15 چگونه شکل گرفت؟

به گفته خشایار مشهدی، سرمهندس طراح و مدیر پروژه ME15، تجربه پروژه ME16 یکی از زمینه های شکل گیری این پروژه بوده است. در پروژه ME16، توسعه موتوری بر پایه EC5 سیتروئن با هدف داخلی سازی و صنعتی سازی انجام شد و این پروژه به تولد نخستین موتور 16 سوپاپ گروه سایپا منجر شد.

با این حال، تجربه ME16 یک پرسش اساسی را عنوان نمود: چرا پس از چند دهه فعالیت صنعت خودروی ایران، همچنان بخش قابل توجهی از پیشرانه های مورد استفاده به خانواده موتورهای قدیمی مانند TU5 و مشتقات آن وابسته است؟

پاسخ به این پرسش، در نهایت به تصمیم برای طراحی یک موتور نو از ابتدا منجر شد؛ پروژه ای که برخلاف پروژه های مبتنی بر انتقال فناوری، بر توان طراحی داخلی تکیه داشت.

پروژه ای که از طراحی یک پورت شروع شد

ME15 در نخستین مرحله پروژه ای بسیار کوچک بود. تیم اولیه، طراحی بهینه پورت ورودی هوا را با هدف دستیابی به ترکیب مناسب راندمان حجمی (Volumetric Efficiency) و Tumble دنبال می کرد.

در این مرحله بیش از 50 نمونه طراحی با استفاده از روش هایی مانند DOE، Sensitivity Analysis و CFD مورد آنالیز نهاده شد. بعلاوه برای مقایسه عملکرد و طراحی، موتورهایی از میتسوبیشی، خانواده EP6 و EB2 و سری Dynamic Force تویوتا Benchmark شدند.

اما نتایج این مطالعات نشان داد که برای دستیابی به اهداف مشخص شده، تغییر یک پورت کافی نیست. به همین علت توسعه پروژه به بخش های مختلف موتور توسعه پیدا کرد.

طراحی نزدیک به 150 قطعه نو

در جریان توسعه ME15، سرسیلندر نو، مکانیزم سوپاپ شامل سوپاپ، سیت، گاید، RFF و HLA و بعلاوه بخش های مختلف موتور از نو توسعه داده شدند.

با تغییر این اجزا، بلوک سیلندر قبلی نیز جوابگوی احتیاجهای پروژه نبود و در ادامه سامانه های روغن کاری (Lubrication) و خنک کاری (Cooling) نیز مجدداً طراحی شدند.

در مجموع، توسعه ME15 به طراحی نزدیک به 150 قطعه نو منجر شد. بعلاوه بیش از 70 شرکت از زنجیره تأمین قطعات کشور در فرآیند توسعه این موتور مشارکت کردند.

مشخصات فنی موتور ME15

ME15 یک موتور 1.5 لیتری، 16 سوپاپ است که به مجموعه ای از فناوری های نو مجهز شده است. از جمله ویژگی های اعلام شده این موتور می توان به موارد زیر اشاره نمود:

• RFF Valvetrain
• DVVT
• Timing Chain
• Variable Oil Pump
• نسبت تراکم 11:1
• قابلیت کارکرد در سیکل Atkinson
• قابلیت توسعه در نسخه های Gasoline و Gasoline/CNG

هدف گذاری اجرا شده برای این پیشرانه، دستیابی به 115 اسب بخار قدرت و 148 نیوتن متر گشتاور است. در طراحی ME15 بعلاوه توجه ویژه ای به افزایش گشتاور در دورهای پایین موتور یا Low-End Torque شده است؛ پارامتری که تأثیر مستقیمی بر احساس عملکرد خودرو در رانندگی روزمره دارد.

تمرکز بر قابلیت فراوری در داخل کشور

یکی از نکات مهم پروژه ME15، توجه همزمان به طراحی موتور و امکان فراوری آن در خطوط موجود صنعت کشور بوده است.

بر اساس اطلاعات ارائه شده از سوی مدیر پروژه، DFM یا Design for Manufacturing از همان مراحل ابتدایی توسعه به عنوان یکی از اصول اصلی طراحی ME15 در نظر گرفته شده است.

در فرآیند توسعه، تیم های طراحی، مهندسی فرآیند، فراوری، ماشینکاری و کنترل کیفیت به صورت همزمان درگیر پروژه بوده اند تا محدودیت های واقعی خطوط فراوری در طراحی قطعات لحاظ گردد.

فراوری نمونه های اولیه روی خطوط مگاموتور

یکی از اهداف پروژه، توسعه موتور نو بدون احتیاج به سرمایه گذاری گسترده برای ایجاد خطوط فراوری نو بوده است.

طبق اطلاعات اعلام شده، تمامی قطعات اصلی نمونه های اولیه ME15 روی خطوط جاری مگاموتور و بدون احتیاج به بازطراحی فیکسچرها یا ابزارهای ماشینکاری فراوری شده اند.

بعلاوه سازندگان داخلی از مراحل ابتدایی توسعه در فرآیند طراحی مشارکت داشته اند تا قطعات نو متناسب با دانش، تجهیزات و ظرفیت واقعی صنعت کشور طراحی شوند.

شکل گیری یک تیم تحقیق و توسعه نو

پروژه ME15 تنها به توسعه یک موتور محدود نمانده و به گفته مدیر پروژه، در طول این فرآیند یک تیم تحقیق و توسعه نزدیک به 20 نفر در مگاموتور شکل گرفته است.

در این پروژه علاوه بر تیم R&D، بخش هایی مانند تأمین، سازندگان قطعات، فراوری، ماشینکاری، مونتاژ، آزمون و کنترل کیفیت نیز درگیر بوده اند.

به این ترتیب، توسعه ME15 به یک پروژه مشترک میان بخش های مختلف صنعت تبدیل شده است.

اولین روشن شدن ME15

پس از دو سال و نیم طراحی، شبیه سازی، ساخت قطعات، مونتاژ نمونه های اولیه و انجام آزمون ها، ME15 برای نخستین بار روی استند آزمون روشن شد.

این مرحله که با عنوان First Firing شناخته می گردد، یکی از نقاط عطف پروژه به شمار می رود؛ چرا که پس از آن، موتور وارد مرحله آزمون و اعتبارسنجی عملکرد واقعی می گردد.

اکنون ME15 وارد مرحله Validation شده است؛ مرحله ای که باید در آن عملکرد و صحت تصمیم های مهندسی اتخاذشده در شرایط واقعی مورد ارزیابی قرار گیرد.

ME15؛ چگونه است؟

بر اساس توضیحات مدیر پروژه، مهم ترین دستاورد ME15 صرفاً دستیابی به اعداد 115 اسب بخار و 148 نیوتن متر نیست.

اهمیت اصلی این پروژه، ایجاد تجربه و توانایی طراحی یک موتور نو از مرحله طراحی اولیه تا نخستین احتراق عنوان شده است.

در این مسیر، علاوه بر توسعه یک پیشرانه نو، یک تیم مهندسی شکل گرفته، بیش از 70 شرکت در زنجیره تأمین درگیر شده اند و تجربه طراحی و توسعه یک موتور نو در داخل کشور پیشرفته است.

ME15 چه زمانی وارد فراوری انبوه می گردد؟

ME15 در حال حاضر در مرحله Validation معرفی شده است. بنابراین هنوز اطلاعاتی درباره زمان دقیق ورود این موتور به فراوری انبوه یا خودرویی که قرار است به این پیشرانه مجهز گردد، ارائه نشده است.

با این حال، عبور پروژه از مرحله طراحی و رسیدن به نخستین First Firing، ME15 را وارد یکی از مهم ترین مراحل پیش از فراوری صنعتی نموده است.

این موتور می تواند روی کوییک، سهند و اطلس و حتی شاهین نصب گردد و نمونه توربو آن هم می تواند 150 اسب بخار فراوری کند.

این موتور می تواند گزینه مناسبی برای تبدیل به ژنراتور برای خودروهای هیبریدی باشد.

این موتور به علت نوع بلوکه سیلندر و ساختار موتور دوام مناسبی در شرایط اقلیمی ایران دارد.