غيّر محرك الديزل هذا الطريقة التي تنتج بها الشاحنات الثقيلة الطاقة

في منتصف الستينيات، كانت شركة Mack Trucks تحتضر بسبب مشكلات التدفق النقدي (وهي تواجه مشكلة مرة أخرى، بسبب التعريفات الجمركية)، وانخفاض حصتها في السوق، وتشكيلة محركات أقل تنافسية مقارنة بشركتي Cummins وDitroit Diesel. قرر المديرون التنفيذيون لشركة Mack Trucks في ألينتاون بولاية بنسلفانيا المراهنة على مستقبل الشركة بأكمله على مفهوم المحرك: محرك Maxidyne المثبت في طراز Mack R-Model الجديد. هذا المحرك الوحيد لم ينقذ الشركة فحسب؛ أعادت كتابة قواعد الدفع للخدمة الشاقة.

لكي نفهم لماذا كان ماكسيدين أعجوبة هندسية، عليك أن تنظر إلى كيفية عمل محركات الديزل التقليدية في منتصف الستينيات. يحقق محرك الديزل القياسي عمومًا ذروة عزم الدوران في نطاق دوران ضيق نسبيًا يتراوح بين 1600 و1800 دورة في الدقيقة. إذا وصلت الشاحنة إلى منحدر شديد الانحدار، وانخفضت سرعة المحرك إلى ما دون تلك النافذة الضيقة، انخفض الأداء، واضطر السائق إلى نقل السرعة إلى مستوى أقل لمنع السحب. هذه الخاصية هي أحد الأسباب التي تجعل الشاحنات الثقيلة تحتوي على 11 أو 13 أو حتى 15 سرعة. تحتاج بعض الشاحنات إلى ناقل حركة ذو 18 سرعة.

لقد فجر Maxidyne مفهوم المحرك هذا إلى أجزاء. تم تصنيفه في البداية على أنه محرك ENDT 675 سعة 11 لترًا على التوالي، وقد أنتج قوة متواضعة تبلغ 237 حصانًا. لكن السحر الحقيقي يكمن في منحنى عزم الدوران. بينما اختنقت محركات المنافسين عند الدورات المنخفضة، حقق Maxidyne ذروة عزم الدوران عند 906 رطل قدم عند 1200 دورة في الدقيقة فقط.

إلى جانب تقديم عزم دوران منخفض بشكل مثير للإعجاب في عدد الدورات في الدقيقة، قدم Maxidyne ارتفاعًا مذهلاً في عزم الدوران بنسبة 52%، مما يعني أنه عند عدد دورات منخفضة في الدقيقة، فإنه ينتج عزم دوران أعلى بنسبة 52% من أعلى قوة حصانية. وكان ذلك في العصر الذي كانت فيه محركات الشاحنات القياسية ترتفع في عزم الدوران بنسبة 15 إلى 20% فقط. تم بناء Maxidyne بشكل مختلف. عندما اصطدمت شاحنة ماك بتلة وبدأت سرعة المحرك في الانخفاض، بدأ الشاحن التوربيني الذي يعمل بالعادم ونظام التحكم الميكانيكي في حقن الوقود في العمل. على عكس محركات الديزل التقليدية، قام ماكسيدين بزيادة شحنة الوقود وإمدادات الهواء لكل شوط مع تباطؤ المحرك. وكانت النتيجة إنتاج قوة حصانية ثابتة وثابتة بشكل أساسي عبر نطاق تشغيل ضخم وقابل للاستخدام من 1200 إلى 2100 دورة في الدقيقة. كان لديها نطاق طاقة قابل للاستخدام وكان أوسع من نطاق المنافسة.

سمح تسليم القوة الواسع هذا لماك بتنفيذ خدعة شيطانية. على عكس المنافسين الذين استخدموا 10 أو 13 أو حتى 15 تروسًا، كان محرك Maxidyne مقترنًا بناقل حركة Maxitorque بسيط وقوي بخمس سرعات. نظرًا لأن المحرك كان به الكثير من النخر المنخفض، فقد احتاج فقط إلى خمس تروس متباعدة على نطاق واسع لإنجاز العمل. يمكن لسائقي الشاحنات قيادة سيارة Mack محملة بالكامل من نقطة توقف مسدودة في السرعة الرابعة أو الخامسة دون ركوب القابض أو إساءة استخدام نظام نقل الحركة. عندما يصل طراز R الذي يعمل بمحرك Maxidyne إلى درجة قاسية بنسبة 6% على الطريق السريع، فإنه لا يحتاج إلى إسقاط 5 تروس والزحف بسرعة 5 ميل في الساعة مثل Cummins أو Detroit Diesel. بقي السائق ببساطة على السرعة الرابعة، وترك دورات المحرك تنخفض إلى 1200 دورة في الدقيقة، وشاهد الشاحنة وهي تغزو التل بسرعة ثابتة تبلغ 25 ميلاً في الساعة.

أدركت شركات Cummins وCaterpillar وDetroit Diesel أن صيغتها ذات عدد الدورات العالية في الدقيقة والعتاد العالي كانت معيبة بشكل أساسي، وأمضوا العقد التالي في التدافع لبناء نسخ مقلدة ذات عزم دوران مرتفع لـ Mack Maxidyne. ومع ذلك، لم ينته ماك من الابتكار، بل حول انتباهه إلى إدارة الضغوط الحرارية والميكانيكية المتزايدة الناتجة عن عزم الدوران العالي عند سرعات المحرك المنخفضة.

في عام 1973، يعود الفضل إلى ماك على نطاق واسع في تقديم أول سلسلة محركات شاحنات للطرق السريعة مبردة هواء-هواء في العالم – Maxidyne 300. لتعبئة نظام المبرد الداخلي هذا دون أميال من السباكة العملاقة حول المحرك، ابتكر مهندسو ماك نظامًا رائعًا ومكتفيًا بذاته يسمى “Tip Turbine”، والذي يتم تطبيقه على محركات مثل المحرك الأسطوري المبرد داخليًا ENDT 676 “Cool Power”.

في Tip Turbine، يقوم الشاحن التوربيني بضغط الهواء من صندوق الهواء كالمعتاد، لكن أنبوبًا مساعدًا صغيرًا يحول جزءًا من هواء الشحن المضغوط هذا لتدوير توربين مدمج عالي السرعة مكون من 66 شفرة. تم توصيل التوربين مباشرة بمروحة ذات 10 شفرات تعمل على دفع الهواء البارد المحيط عبر زعانف المبرد الداخلي قبل تنفيسه في حجرة المحرك. سمح ذلك لنواة المبرد الداخلي بالجلوس مباشرة فوق مشعب السحب، مما أدى إلى تقصير مسار السحب بشكل كبير وتحسين الاستجابة تحت الحمل.

ساعد النظام المحرك سعة 11 لترًا على التوالي على إنتاج 285 إلى 315 حصانًا وعزم دوران هائل يبلغ 1080 رطلًا، مما يتنافس مع أداء محرك Mack الثقيل سعة 14 لترًا ENDT 865 V8. أدت التكرارات اللاحقة ذات 4 صمامات من سلسلة 300 إلى إنتاج عزم دوران مذهل يبلغ 1425 رطلًا قدمًا. خلال الثمانينيات، تطورت عائلة Maxidyne إلى E6، وأطلقت EM7 اللاحقة سعة 11.9 لترًا عملية الإنتاج في عام 1989، والتي استمرت 15 عامًا. تم بناء هذه المحركات مثل الدبابات، بقلوب ميكانيكية ترفض الموت ببساطة. إذا كنت مهتمًا بمعرفة المزيد عن أداء الشاحنات، فإليك 11 من أقوى محركات الشاحنات التي تم تصنيعها على الإطلاق.