بخشی از تلاش خودروسازان پیشرو صرف بهبود بهره‌وری موتور و دیگر سیستمها و بخشی دیگر صرف بازیافت انرژی یا جلوگیری از اتلاف آن در ترافیک، پشت چراغ قرمز و حتی سیستم هیدرولیک فرمان خواهد شد. کارآیی موتورهای توربوشارژ این هزارتوی فلزی که از لوله‌ها و سیلندرهای متعدد تشکیل شده و چیزی شبیه به نسخه کوچکی […]
بخشی از تلاش خودروسازان پیشرو صرف بهبود بهره‌وری موتور و دیگر سیستمها و بخشی دیگر صرف بازیافت انرژی یا جلوگیری از اتلاف آن در ترافیک، پشت چراغ قرمز و حتی سیستم هیدرولیک فرمان خواهد شد.
کارآیی موتورهای توربوشارژ
این هزارتوی فلزی که از لوله‌ها و سیلندرهای متعدد تشکیل شده و چیزی شبیه به نسخه کوچکی از دستگاهی است که چارلی چاپلین را در فیلم «عصر جدید» بلعید، یک موتور 2 لیتری اکوتک است که در مرکز نیروی محرکه جنرال موتورز در انتظار بررسی است. این موتور که تاکنون در کادیلاک ATS و شورلت مالیبو به کار گرفته شده، در آنها به ترتیب با مصرف 1 لیتر، 14 و 12.3 کیلومتر چرخ‌های خودرو را به حرکت درمی‌آورد.
کارشناسان می‌گویند روزبه‌روز تقاضا برای موتورهای بزرگ کمتر خواهد شد و خریداران آنها باید در طول زمان هزینه بیشتری را متقبل شوند؛ اما موتورهای توربوشارژ که با پاشش مستقیم سوخت به درون هوای فشرده بهره‌وری بالایی دارند، بخشی از آینده صنعت خودروسازی خواهند بود.
این موتورها می‌توانند تا 7.5درصد بهره‌وری سوخت را افزایش دهند و زمانی که با پاشش مستقیم که امکان کنترل دقیق میزان سوخت احتراقی را ممکن می‌کند، تلفیق می‌شوند کارایی آنها به 12درصد خواهد رسید.
گام‌به‌گام تا بهره‌وری بالاتر
در این تصویر یک تایر با مقاومت غلتشی پایین را می‌بینید که در صف مونتاژ Chevy Volt در انتظار تکنسین‌ها است. اگر تا به حال ناچار شده‌اید دوچرخه‌ای با تایرهای کم‌باد را برانید، به خوبی می‌دانید کاهش این مقاومت چقدر باارزش است. تحقیقات نشان می‌دهد در خودروها این تغییرشکل ناشی از فشار می‌تواند تا 8درصد از بهره‌وری سوخت بکاهد. کاهش این مقاومت به میزان 5 تا 7درصد می‌تواند بهره‌وری سوخت را حدود 1درصد افزایش دهد.
یکی از راه‌های کاهش این مقاومت استفاده از فیلترهای سیلیکاست که می‌تواند راهی کم‌هزینه برای بهبود بهره‌وری باشد. تا سال 2017/ 1396 باید خودروهایی که در خیابان‌ها تردد می‌کنند، تایرهای با حداقل 10درصد مقاومت غلتشی نسبت به خودروهای تولید شده در سال 2008 / 1387 داشته باشند. استفاده از مواد اولیه جدید یا تغییر شیوه‌های طراحی می‌تواند این کاهش را به حدود 20درصد برساند.
مقاوم و سبک
این شاسی فیبرکربنی که در سال 2010 / 1389 توسط بی.ام.و در کارخانه‌ای متعلق به این شرکت در لایپزیگ، آلمان به نمایش درآمده، می‌تواند دریچه‌ای به آینده صنعت خودروسازی باشد. این خودروساز تلاش می‌کند با استفاده از فیبرکربن سبک و بسیارمقاوم و پلاستیک تقویت‌شده با آن، نمونه الکتریکی i3 را به عنوان اولین خودروی فیبرکربنی به تولید انبوه برساند.
هیچ‌چیزی به اندازه کاهش وزن خودرو نمی‌تواند از اشتهای آن برای مصرف سوخت و اتلاف نیرو در هنگام ترمزکردن بکاهد. به همین دلیل است که خودروسازان تلاش می‌کنند از مواد اولیه سبک و مقاومی مانند ترکیبات فیبرکربن، فولاد با مقاومت بالا، آلیاژهای منیزیوم، آلومینیوم و ترکیبات پلیمری برای تولید خودروهای آینده استفاده کنند.
کارشناسان می‌گویند کاهش 10درصدی وزن خودرو می‌تواند بهره‌وری سوخت آن را 6 تا 8درصد افزایش دهد. یکی از ساده‌ترین راه‌ها برای کاهش این وزن می‌تواند تولید خودروهای کوچک‌تر باشد که مورد علاقه ساکنان قاره اروپا هستند. هزینه بالای سوخت در این قاره باعث شده افراد به خرید خودروهای کوچک و کم‌مصرف یا استفاده از خودروهای الکتریکی و هیبریدی رو بیاورند و این روند طی سال‌های آینده در دیگر نقاط جهان نیز دیده خواهد شد.
با این حال نمی‌توان از اهمیت شکل آیرودینامیک حتی برای خودروهای کوچک غافل شد. از سوی دیگر خریداران هنوز هم ترجیح می‌دهند بزرگ‌ترین و راحت‌ترین خودرویی را توان خرید آن را دارند انتخاب کنند و بعد اگر باز هم قیمت بنزین بالاتر رفت به اقتصاد انرژی فکر کنند.
باتری‌های یون‌لیتیوم
در این تصویر باتری یون‌لیتیوم تی‌شکلی را می‌بینید که به خودروی Chevy Volt متصل شده است. در نمونه‌های پلاگین هیبریدی این خودرو که 1715 کیلوگرم وزن دارند، وزن بسته باتری تنها 198 کیلوگرم است.
علاوه بر کاهش وزن یا بهبود موتورها می‌توان برای افزایش بهره‌وری سوخت سیستم های دیگری را نیز در خودرو بهبود بخشید یا تغییر داد. یکی از آنها سیستم هیدرولیک فرمان است که توان مورد نیاز برای عملکرد پمپ را از موتور خودرو دریافت می‌کند. به عنوان مثال شرکت فورد موفق شده با استفاده از سیستم الکتریکی هدایت فرمان که نیروی مورد نیاز خود را از یک موتور الکتریکی کوچک تأمین می‌کند، مصرف سوخت را در فورد فیستای گازوئیلی تولید این شرکت تا 3درصد نسبت به نمونه‌های پیشین که فرمان هیدرولیک داشتند، کاهش دهد.
اتلاف انرژی در توقف‌های کوتاه ممنوع
این موتور درون‌سوز کوچک که در مرکز مهندسی نیروی محرکه جنرال موتورز تولید شده، می‌تواند از اتلاف حجم قابل‌توجهی از انرژی در توقف‌ها پشت چراغ قرمز یا ترافیک جلوگیری کند. حدود 3درصد از انرژی تأمین شده توسط موتور در این زمان‌ها تنها توسط پمپ آب و سیستم هیدرولیک فرمان صرف می‌شود، در حالی که حرکتی وجود ندارد.
در حال حاضر سیستمی که روشن- خاموش یا فناوری میکروهیبرید نام دارد، می‌تواند این اتلاف انرژی را کاهش دهد. این شیوه که در حال حاضر در خودروهای هیبریدی و حتی خودروهایی با موتورهای بنزین و گازوئیل‌سوز که در اروپا تردد می‌کنند به کار گرفته شده، می‌تواند در زمان این توقف‌های کوتاه موتور خودرو را خاموش کرده و با وارد شدن فشار به پدال گاز آنرا مجددا روشن کند.
پیش‌بینی می‌شود این سیستم که به دلیل قوانین سختگیرانه اتحادیه اروپا برای کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای در این قاره محبوب است، تا سال 2017/1396 در بیش از 39میلیون دستگاه خودرو به کار گرفته شود. اضافه کردن این سیستم چندان هزینه‌بر نیست اما می‌تواند بین 5 تا 15درصد مصرف سوخت را کاهش دهد. حدود 8میلیون خودرو نیز در آمریکای شمالی تا سال 2017/1396 به این سیستم مجهز خواهند شد.
ترمزهای بازیافت انرژی
این دیسک خاکستری صیقلی که یکی دیگر از قطعاتی است که در صف مونتاژ خودروها در جنرال موتورز دیده می‌شود، بخشی از سیستم بازیافت انرژی ترمز است. این سیستم به خوبی می‌تواند انرژی را که در هنگام ترمز گرفتن به صورت حرارت اتلاف می‌شود، دریافت کرده و برای شارژ باتری‌ها از آن استفاده کند. این سیستم در خودروهای هیبریدی که در سطح شهر تردد می‌کنند و ناچار به ترمز گرفتن‌های متعدد هستند، انرژی قابل‌توجهی را ذخیره خواهد کرد که پیش از این تلف می‌شد.
دستیابی به دوام بیشتر
آلن مارتین، در حالی که دارد یک باتری Voltec را در دمای منفی 45 درجه سانتی‌گراد امتحان می‌کند به محفظه تست آب‌وهوا خیره شده است. بررسی عملکرد باتری‌ها و دوام آنها در چنین دماهایی باعث می‌شود مهندسان محدودیت‌های پیشرو را بهتر بشناسند و راه‌هایی تازه برای افزایش کیلومترهایی که خودرو می‌تواند طی کند، پیدا کنند.
این تغییر مخصوصا در خودروهای هیبریدی باعث می‌شود میزان استفاده از موتور درون‌سوز آن کاهش پیدا کند. در حال حاضر Fisker Karma در هر 8.5 کیلومتر 1 لیتر مصرف می‌کند و مصرف شورلت ولت در هر 15.7 کیلومتر، 1 لیتر است.
در آزمایشگاه باتری‌ها دو محفظه بزرگ وجود دارد که به مهندسان کمک کند میزان انرژی موجود در باتری را در هر زمانی کالیبره کنند. یکی از نتایج باارزشی که با استفاده از این محفظه‌ها به دست آمده دیرتر فعال شدن موتورهای بنزین‌سوز در خودروهای هیبریدی آتی است. مهندسان این بخش می‌گویند دوام این باتری‌ها را تا به حال دست کم گرفته بوده‌اند و از این به بعد آنرا جبران خواهند کرد.
آنها می‌گویند: «ما در ابتدای مسیر رسیدن به خودروهایی با بهره‌وری سوخت کمتر از 4.3 لیتر در هر 100 کیلومتر قرار داریم و با پیشرفت مداوم به این مرحله خواهیم رسید. در این صنعت هیچ فناوری جادویی وجود ندارد».
منبع: نشنال جئوگرافیک ترجمه: محبوبه عمیدی / به نقل از خبر آنلاین
