يمثل الاستمرار في تصميم محركات جديدة للاحتراق الداخلي تحديا كبيرا لأغلب المصنعين من أجل جعلها تصمد أمام زحف المحركات الكهربائية. وفي غمرة القناعة بعدم اندثارها خلال سنوات وجعلها أكثر كفاءة يعمل المطورون على استحداث تقنيات مبتكرة لإبقائها على قيد الحياة لأطول فترة ممكنة.
لندن – أدى قرن ونصف القرن من البحث والتطوير إلى زيادة كفاءة محركات الاحتراق الداخلي (المحركات التقليدية) بشكل كبير، ولدى المهندسين الكثير من الحيل الإضافية في سواعدهم والتي تعد باستخراج المزيد من العمل من جزيء الوقود مع إنتاج انبعاثات ضارة أقل.
ويؤكد المختصون في عالم السيارات أن المحركات التقليدية لن تختفي تمامًا في أي وقت قريب، رغم الطفرة في ابتكار المحركات التي تعمل بالطاقة الكهربائية لأن بعض مهام النقل أو بيئات التشغيل لا تصلح ببساطة للدفع الكهربائي الذي يعمل بالبطاريات أو الهيدروجين.
ويرى فرانك ماركوس الخبير المتخصص في السيارات في تقرير نشرته مجلة “موتور تريند” أن هناك العديد من الأشياء البسيطة التي يمكن ملاحظتها في هذا المنعطف، والتي من المفترض مراقبتها بعناية رغم تعقيداتها وتكلفة تنفيذها.
ومن بين تلك الأمور معيار وقود الأوكتان 98 حيث أن القدرة على تصميم محرك لتشغيل ضغط معين يتماشى مع هذا النوع من الوقود يحسن بشكل كبير من كفاءته الديناميكية الحرارية وكثافة الطاقة، ما يسمح بمزيد من تقليص حجمه.
ويتم ضبط حجم المحركات لسيناريوهات أسوأ الحالات مثل تسارع في مسافة قصيرة أو سحب مقصورات في المرتفعات وغيرها. ويعمل إلغاء تنشيط الأسطوانات على تحسين الكفاءة أثناء حالات القيادة الأقل خطورة عن طريق جعل بعض الأسطوانات تعمل بقوة ديفيس دام بينما لا تفعل الأسطوانات الأخرى شيئًا.
ويمكن للإدارة الديناميكية للوقود إغلاق أي أو كل الأسطوانات في محركات جنرال موتورز في 8 سعة 5.3 لتر و6.2 لتر لتعزيز الاقتصاد في استهلاك الوقود بنسبة تصل إلى 12 في المئة
تقريبًا.
وتقدم شركتا تولا تكنولوجيز وإيتون الآن أنظمة مماثلة لمحركات الديزل طويلة المدى، حيث تحقق مردودا أقل من كفاءة الوقود (بين 1.5 و4 في المئة) نتيجة أكيد النيتروجين عبر الحفاظ على درجات حرارة العادم اللازمة للحفاظ على المحفزات مضاءة.
وتعتبر قوة المحرك محدودة بكمية الهواء الذي يمكن أن يستوعبه، ولهذا السبب تم تطوير الشواحن الفائقة التي تعمل بالعمود المرفقي والشواحن التوربينية التي تعمل بالعادم منذ أكثر من قرن.
وتوفر الشواحن الكهربائية الفائقة التي تستخدم الطاقة المستعادة الطاقة لمحركات فولوفو درايف إي ومرسيدي أم 256 ومن بين أمور أخرى إضافة محرك/ مولد إلى شاحن توربيني يزيل التأخر تحت الطاقة ويسمح بتجميع الطاقة أثناء القيادة.
ويقول ماركوس إن هناك نوعان مثيران للاهتمام على الشواحن الفائقة، وهما منفاخ الطرد المركزي الذي يستخدم سي.في.تي لمطابقة السرعة مع الطلب بسرعة، ومنفاخ ليزهولم من نوع هانسن إينجن كورب الذي يتميز بنافذة تفتح أو تغلق لتلائم الطلب على الهواء والضغط مع تقليل الخسائر لتوفير كفاءة توربو مع استجابة فائقة
للشحن.
ونظرًا لأن الوقود يستغرق وقتًا في الاحتراق، فإن شمعات الإشعال التقليدية تشتعل حيث يتحرك المكبس بالفعل إلى أعلى، مما يجعل الاحتراق الأولي يؤدي إلى نتائج عكسية.
وتعد المخططات لإشعال المزيد من الخليط في وقت واحد باحتراق أسرع يسمح له بالحدوث في الغالب في الشوط السفلي. وطورت شركة فورد أشعة الليزر القريبة من الأشعة تحت الحمراء لإشعال نقاط متعددة في غرفة الاحتراق، لكن التكلفة والموثوقية لا تزالان مشكلة.
ويقوم استبدال شمعة الاحتراق من شركة ترانسنت بلازما بحقن صفائح من البلازما منخفضة الحرارة التي تعد بإشعال الخلائط فائقة النحافة بسرعة وبرودة لزيادة الاقتصاد في استهلاك الوقود بنسبة بين 10 و15 في المئة وتقليل أكسيد النيتروجين بشكل كبير.
ويؤكد ماركوس أنه حتى نظام الاحتراق المزدوج الجديد قبل الحجرة في سيارات مازيراتي مؤهل ليكون بمثابة مسرع اشتعال.
ويعد هذا المفهوم بضغط عال والضغط المنخفض عندما يكون التوربو قيد التشغيل. وتعمل أداة التوصيل المركبة روبو – غولدبيرغ من شركة نيسان اليابانية على تغيير نمط قوة المحرك.
ويقوم ضغط الزيت الذي يتم توصيله عبر العمود المرفقي بتدوير محمل غريب الأطوار في نهاية المكبس، مما يؤدي إلى تغيير القوة عبر نطاق أضيق، مما يعد بانخفاض بنسبة 5 في المئة في استهلاك الوقود.
وإلى جانب كل ذلك، يُلاحظ أن المصنعين يعملون على تطوير أنظمة استعادة الطاقة المهدرة وتعد المولدات الكهروحرارية ذات الحالة الصلبة بتحويل الحرارة، عادةً من مكونات العادم، مباشرة إلى كهرباء. ويقترح باحثو جامعة ديوك استخدام بلورات كهروضغطية مثل تلك التي تتمدد بالجهد لتحفيز حاقن الوقود المباشر لتوليد الطاقة في ظل الاهتزاز.
المصدر: العرب
المصدر : https://translogisinfo.com/?p=10500
