اكتشف لماذا أصبحت المحركات ذات الخمسة أسطوانات نادرة اليوم، بدءًا من مشاكل الكربوريتر وحتى سيطرة الشواحن التوربينية على المحركات ذات الأربع أسطوانات.
الأصل المثير لمحركات الخمسة أسطوانات في صناعة السيارات
في عالم المحركات الواسع، تهيمن تكوينات مثل 4 أو 6 أو 8 أسطوانات على السوق، لكن المحركات ذات الخمسة أسطوانات كانت دائمًا نادرة ومثيرة للاهتمام. روّاد مثل مرسيدس-بنز في السبعينيات سَعَوْا لموازنة القوة والوزن بإضافة أسطوانة واحدة فقط إلى كتلة المحرك ذي الأربع أسطوانات لتجنّب عبء محرك V6 كامل. نجحت هذه المقاربة مبدئيًا، لكن التحديات الفنية أدّت إلى تراجعها. اليوم، طرازات مثل أودي RS3 2026 تحافظ على هذه التقاليد، فهل تتساءل لماذا اختفت من الخريطة؟
تخيل مهندسي مرسيدس-بنز في 1974، تحت ضغط أزمة النفط ومعايير الانبعاثات. كان محرك أربع أسطوانات خفيفًا وموفّرًا، لكنه ضعيف للسيارات الفاخرة. كان V6 يضيف وزنًا وتعقيدًا أكبر بشكل مفرط. الحل؟ محرك خطّي بخمسة أسطوانات، يشارك مكوّنات مع محرك الأربع أسطوانات، لكنه يمنح عزمًا أعلى بنسبة 20–30%. النتيجة كانت الأسطوري 2.0 لتر بخمسة أسطوانات في مرسيدس 300D، الذي قدّم نعومة اهتزازية فريدة — بفضل توقيت شرارة غير متساوٍ خلق صوتًا غليظًا وجذابًا، لُقِّب بـ «سيمفونية الخمسة».
مع ذلك، لم تنتشر هذه التكوينات عالميًا. علامات مثل فولفو وفورد وأودي جربتها في الثمانينيات والتسعينيات، لكن أحجام الإنتاج كانت محدودة. لفهم ندرتها يكفي النظر إلى البيانات: أقل من 1% من المركبات الحالية تستخدم محركات بخمسة أسطوانات، مقابل نحو 60% لمحركات أربع أسطوانات مُزوَّدة بشاحن توربيني. إذا كنت تحب قصص المحركات الأيقونية من مرسيدس-بنز، فهذه واحدة من أكثرها قلة التقدير.
المشاكل المستعصية مع الكربوريتر والحقن القديمة
أحد أكبر الحواجز أمام المحركات ذات الخمسة أسطوانات جاء من العصر الذي سبق الحقن الإلكتروني. قبل التسعينيات كان الكربوريتر هو المعيار لخلط الهواء والوقود. في المحركات ذات العدد الزوجي (4 أو 6 أسطوانات) كان من السهل التقسيم: كربوريتران لأربعة أسطوانات أو واحد على كل جانب في V6. لكن مع خمسة أسطوانات خلق العدد الفردي فوضى تشغيلية.
- تكوين فريد: كربوريتر مركزي سيزوّد الأسطوانات بشكل غير متساوٍ، حيث تحصل الأسطوانات الوسطى على تدفق أكبر بينما تحصل الطرفية على كمية أقل.
- الكربوراتيرات المتعددة: ثلاثة كربوراتيرات؟ غير عملي بسبب اللامتناظرية — اثنان لثلاث أسطوانات وواحد لأسطوانتين يؤدي إلى خلل ضغط ودوران غير مستقر.
- هندسة معقّدة: كانت هناك حلول مثل مشعبات (منيفولدات) مخصّصة أو كربوراتير مزدوج، لكنها رفعت التكاليف بنسبة 30–50%، مما ألغى الاقتصاد المنشود.
كان ذلك يؤدي إلى خسائر في الكفاءة — حتى خسارة تصل إلى 15% من القوة عند دورانات منخفضة وزيادة في استهلاك الوقود. الانتقال إلى الحقن بنقطة واحدة ساعد قليلاً؛ فقط الحقن متعدد النقاط (حقن لكل أسطوانة، يتحكم به وحدة تحكم إلكترونية ECU) كان ما عادل الأوضاع في التسعينيات. علامات إسكندنافية مثل فولفو جَرَت تجارب على كربوراتيرات معدّلة في طراز 850R، لكن التكلفة حدّدت نطاق الاعتماد. لمن يريد الغوص في تطوّرات أنظمة الإشعال، كانت محركات الخمسة أسطوانات من الضحايا الجانبيين لهذه الثورة.
| مقارنة: محركات خطيّة بخمسة أسطوانات مقابل المنافسين (الثمانينيات) | القوة المتوسطة (حصان) | الوزن (كغ) | تكلفة الإنتاج |
|---|---|---|---|
| خمسة أسطوانات (مرسيدس 2.5 لتر) | 150-180 | 160 | عالية |
| أربع أسطوانات مع توربو (فورد 2.3 لتر) | 160-200 | 140 | متوسطة |
| ست أسطوانات سحب طبيعي (بي إم دبليو 2.5 لتر) | 170 | 190 | عالية |
يُظهر الجدول أعلاه المعضلة: كانت المحركات ذات الخمسة أسطوانات تتفوق على الأربع الطبيعية بعزم سلس (مثالي للديزل مثل Audi 100 TDI)، لكنها كانت تخسر أمام حل التوربو الناشئ من حيث التكلفة مقابل الفائدة.
هيمنة الشواحن التوربينية: لماذا أصبحت محركات الخمسة أسطوانات أثرًا نادرًا
منذ الثمانينيات غيّرت الشواحن التوربينية قواعد اللعبة. اخترعت في أوائل القرن العشرين بواسطة مرسيدس للطيران، ولم تنضج لتطبيقات السيارات إلا في السبعينيات. محرك أربع أسطوانات سعة 2.0 لتر مع شاحن توربيني واحد يمكنه اليوم أن يمنح 250–300 حصان، وبوزن أقل بنحو 20% مقارنة بمكافئه الخماسي سحب طبيعي.
“حوّل الشاحن التوربيني التصغير إلى قوة خارقة: محرك رباعي مزود بشاحن توربيني حديث ينافس V8 القديمة دون اهتزازات إضافية.”
تقدّمات مثل نظام التوربو الثنائي المتسلسل (المستخدم في بورشه 911 توربو)، وأنظمة تخفيف التأخر الإلكترونية ومبردات هواء شحن فعّالة أزالت التأخر وزادت المتانة. أمثلة؟ محرك فورد EcoBoost 2.3 لتر في موستانج يعطي نحو 310 حصان مع انبعاثات منخفضة. بالنسبة للمحركات ذات الخمسة أسطوانات ساعد الشاحن التوربيني (كما في سيارات أودي كوارتو ذات الخمسة أسطوانات في راليات الثمانينيات)، لكنه لم يقدّم الحل الكامل: لماذا إضافة تعقيد كتلة أكبر إذا كان محرك رباعي الأسطوانات التوربيني يكفي؟
- الكفاءة: الشاحن التوربيني يزيد القوة بنسبة 40–60% دون إضافة أسطوانات، مقلِّصًا الوزن بحوالي 50 كغ.
- الانبعاثات: معايير Euro 6/7 تفضل التصغير؛ المحركات الخماسية السحب الطبيعي تنتج انبعاثات أعلى.
- التكلفة/التصنيع: المنصات المعيارية (مثل منصة فولكس فاجن MQB) تُحسّن للمحركات ذات 4 أو 6 أسطوانات وتتجاهل تصميمات الخمسة أسطوانات.
اليوم، الناجون يتضمنون طرازات مثل أودي RS3 / RS Q8 2.5 TFSI (حوالي 400 حصان، 0-100 كم/س في 3.8 ث) ونسخًا قديمة من فولفو V60 بولستار. لكن السيارات الكهربائية والهجينة تُعدُّ بنهاية هذه الفئة: افهم كيف تطوّر ضغط الشاحن التوربيني. في البرازيل، تُستورد طرازات مثل RS3 بمقابل يتجاوز 800 ألف ريال برازيلي (R$800k+)، لكن الصوت الفريد لا يزال يجذب المتحمِّسين.
بالنظر إلى المستقبل، قد تعود المحركات ذات الخمسة أسطوانات في تخصصات معينة خارج الطريق أو كعناصر تراثية لصوت المحرك، كما تُشاع خطط لنُسخ هجينة من مرسيدس-AMG. في هذه الأثناء، تهيمن محركات التوربو ثلاثية/أرباع الأسطوانات: طراز مثل GR كورولا بمحرك 1.6 توربو (304 حصان) يثبت أن الصغير قوي. هل تريد معرفة المزيد عن المواد حول الكتل التي أثّرت على هذا القرار؟ اختيار الألمنيوم الخفيف حسم مصير الكتل الخماسية الأثقل.
ندرة المحركات ذات الخمسة أسطوانات جاءت من عدم التوافق التاريخي ومطالب الكفاءة الحديثة. لكن هديرها المميز يضمن لها حضورًا طقسيًا بين محبي السيارات. للمزيد، اطلع على أسرار الإشعال في المحركات الحديثة وكيف أن القليل قد يكون أكثر.
微信分享
打开微信，扫描下方二维码。