عصرخودرو: قابلیتهای دینامیکی، لذت رانندگی و مصرف سوخت بهینه مثلثی از الفبای اصلی ساخت یک خودروی مناسب محسوب میشوند. مهندسان صنعت خودرو در سراسر جهان، با اتکا به آزمایشات جانفرسا و محاسبات بسیار زیاد و دقیق، همواره در صدد بهبود در کنار ایجاد تناسب این سه رکن بوده اند. از این رو همه ساله نوآوریهای بسیار جدیدی در زمینه کاهش مصرف سوخت، افزایش توان خروجی، افزایش قدرت مانور خودرو و... انجام میگیرد.
به گزارش پایگاه خبری «عصرخودرو»، در این گزارش به بررسی چندی از آپشنها در زمینه کاهش مصرف سوخت خواهیم پرداخت.
سیستم Active Fuel Management شورولت ( AFM )
بسیاری بر این عقیدهاند که تعداد سیلندر، مهمترین رکن در افزایش قدرت هر خودرو است. قدیمیترها بر این عقیده بودند که راز کشش و قدرت پیشرانههای V8 و غولآسای آمریکایی، حجم موتور و تعداد سیلندر غیرعادیشان است. اما خیلی زود با روی کار آمدن سامانههای جدیدی برای تزریق سوخت و هوای بهتر، این عقیده کمی رنگ و بوی کهنگی گرفت؛ گرچه استهلاک بسیار اندک پیشرانههای حجیم با راندمان پایین، در کارکرد درازمدت، علیرغم مصرف سوخت بسیار بالا، غیر قابل انکار است. اما از آنجایی که طی 2 دهه اخیر با مشکلاتی همچون سیر نزولی منابع سوختهای فسیلی و همچنین آلودگی هوای کُره زمین، دست و پنجه نرم میکنیم، خودروسازان درصدد ارائه محصولاتی با حداکثر راندمان نسبت به حجم پیشرانهاند. به بیان دیگر، این روزها تنها چیزی که مهم نیست استهلاک خودروست و پیشرانههای 4سیلندر 400 اسبی مرسدس، 4.4 لیتری 600 اسبی بامو، 3 سیلندرهای مسابقهای تویوتا و... گواهی بر این فرضیهاند. اما در این میان، بسیاری از خریداران به خودروهایی با پیشرانه و جثه بزرگ و آمریکایی علاقه دارند؛ پس چاره چیست؟! پیکآپهای فولسایز پرطرفدار و کارآمد آمریکایی اغلب از پیشرانههای V8 پرمصرف بهره میبرند و بیش از 80 درصد خریداران این دسته خودروها، به تمام توان پیشرانه جهت جابهجایی یک جسم عظیم نیاز نخواهند داشت و به همین خاطر شورولت سامانهای جهت کاهش مصرف سوخت خودرو ابداع کرده است. در شرایطی همچون مصرف داخل شهری که راننده به قدرت و کشش آنچنان زیادی نیاز ندارد، کامپیوتر خودرو با کنترل سوپاپهای برخی سیلندرها، از صورتگیری احتراق بعدی جلوگیری میکند. همانطور که میدانید در هر پیشرانه احتراق داخلی چهارزمانه و در انواع ضریب 4 (همانند 8، 12 و 16 سیلندر)، در هر مرحله 2، 3 یا 4سیلندر در مرحلهای مشابه (برای مثال هر دو در مرحله اعمال قدرت) قرار دارند. در پیشرانههای شورولت مجهز به AFM، با در مدار قرار گرفتن سامانه و پس از رسیدن به مرحله خروج دود، سوپاپ اگزوز یکی از زوج سیلندرها (به بیان کلی، نیمی از پیشرانه) از کار افتاده و احتراق تنها در نیمی از سیلندر انجام میپذیرد. به این صورت گاز خروجی در سیلندرهای اصطلاحا خاموش گیر افتاده تا به صورت یک تعلیق گازی عمل کند و بدین ترتیب مصرف سوخت خودرو 5.5 تا 7.5 درصد بهبود پیدا خواهد کرد. شورولت از سال 2004 تاکنون، بیش از 4.6 میلیون خودرو را به این سیستم تجهیز کرده و جالب است بدانید هوندا با VCM، کرایسلر با MDS و دایملر با ACC، راه مشابهی برای کاهش مصرف سوخت محصولات خود در پیش گرفتهاند.
EcoBoost فورد
سیستم اکوبوست، همانطور که از نام آن پیداست (به معنای افزایش مقرون بهصرفه)، سامانهای است که فورد از سال 2009 جهت افزایش توان و کاهش مصرف سوخت خودرو ابداع کرده. اساس کار این سری محصولات بر پایه پرخورانشدن پیشرانه، در کنار پاشش مستقیم سوخت و در نتیجه افزایش توان و کاهش مصرف سوخت بنا شده است. با این روش، فورد توانسته 20 درصد در مصرف سوخت و 15 درصد در تولید گازهای گلخانهای تاثیر مثبت داشته باشد و به رکوردهایی مشابه خودروهای گازوئیلی و برخی هیبریدها دست پیدا کند. استفاده از توربوشارژر، پاشش مستقیم سوخت و تکنولوژی سوپاپهای زمان متغیر، فرمولاسیون فورد برای دستیابی به این مهم بود. اکوبوست در سال 2010 معرفی رسمی و در سال 2011 برای نخستینبار روی فورد F-150 قرار گرفت که گل سرسبد پیشرانههای این سری، نمونه V6 3.5 لیتری با 365 اسب بخار قدرت و 420 نیوتن متر گشتاور دور پایین (1700 تا 5000 دور بر دقیقه) بود که این خودرو نسبت به F-150 سال 2010 از 20 درصد مصرف سوخت بهتر بهره میبرد. تا پایان سال 2011، فورد موفق به تولید 128 هزار نمونه خودرو، مجهز به سیستم EcoBoost شد. تا سال 2010، در 9 محصول فورد از این پیشرانهها استفاده میشد و در حال حاضر قریب به 90 درصد خودروهای تولید شده در این کمپانی، از EcoBoost بهره میبرند.
Active Eco system هیوندای (ملقب به Eco)
همانطور که میدانید، افزایش دور موتور در پس افزایش احتراق در داخل سیلندرهای پیشرانه صورت میگیرد. هر قدر که تعداد احتراق در واحد زمان افزایش پیدا کند، حرکت پیستونها در استوانه سیلندر سریعتر شده و در نتیجه میللنگ دور بیشتری میگیرد که با واحد دور بر دقیقه نشان داده میشود. پس بدین ترتیب میتوان نتیجه گرفت که هرقدر دور موتور روی عدد بالاتری قرار گیرد، مصرف سوخت خودرو افزایش خواهد یافت و درنتیجه احتراق بیشتر، عمر پیشرانه نیز کاسته میشود. جعبه دنده واحدی از بخش PowerTrain خودروست که وظیفه خطیر تنظیم دور موتور نسبت به سرعت خروجی خودرو را دارد. در جعبه دندههای اتوماتیک، دندهها نسبت به مقدار گاز اعمالی در دورهای متفاوت تعویض میشوند و در حالت عادی، دنده در بهینهترین حالت، اما آماده به معکوسکشی و شتابگیری قرار میگیرد. اخیرا هیوندای با روی کار آوردن جعبه دندههای 6 سرعته جدید خود، سیستمی تحت عنوان Eco برای خودروهای اقتصادی خود در نظر گرفته که رابطهای مستقیم با واحد کنترل جعبه دنده، یعنی TCU دارد. با استفاده از این قابلیت، جعبهدنده پس از شروع حرکت خودرو، به بالاترین دنده ممکن جهت کاهش دور موتور دست مییابد. بدین ترتیب، خودرو در کملرزشترین، بیصداترین و همچنین بهینهترین حالت ممکن به حرکت ادامه میدهد. در برخی خودروها همچون هیوندای اکسنت و کیا ریو، این سامانه به صورت خودکار و پیشفرض در مدار قرار دارد و پس از تخت گاز کردن خودرو و برای کشش بیشتر، حداقل 2 دنده معکوس داده و غیر فعال میشود و در برخی محصولات همچون سوناتا و اپتیما، این سامانه با استفاده از دکمهای روی غربیلک فعال میشود.
همه چیز در مورد سیستم Start/Stop
اصولا در شرایطی همچون استفاده از نهایت توان پیشرانه در سرعتهای بالا، حمل یا کشیدن بار سنگین و همچنین ترافیکهای سنگین کلانشهرها، مصرف سوخت هر خودرو به میزان پیک رسیده و همین موضوع ممکن است از عمر مجموعه پیشران بکاهد. تصور کنید در یک روز تابستانی در یک ترافیک سنگین پشت فرمان خودروی خود با کولر روشن در حال رانندگی هستید. هر ازگاهی با کمی حرکت ترافیک راه افتاده و سپس مجددا ترمز میکنید و تا حرکت بعدی خودرو در حالت درجا روشن میماند.
در نگاه اول، روشنماندن خودرو در حالت خلاص و بازه زمانی طولانی چندان با اهمیت به نظر نمیرسد اما جالب است بدانید در اواسط دهه 70 میلادی، تویوتا با ابداع سامانهای، موفق به کاهش سوخت 10 درصدی مدل Crown در ترافیکهای توکیو شد. در این سیستم، خودرو پس از 1.5 ثانیه روشن ماندن در حالت درجا، به صورت خودکار خاموش میشد و سپس مجبور به استارت دوباره خودرو بودید.
در سالهای بعدی خودروهای دیگری همچون Fiat Regata ES و فولکس واگن پولو Formel E به سیستمهای مشابه تجهیز و سپس در اواسط دهه 90 میلادی، با تکمیل این سامانه، استفاده از سیستم «استارت/ استاپ» مرسومتر شد تا جایی که آئودی
A2 3L و فولکس واگن لوپو 3L با مصرف سوخت کمتر از 3 لیتر در 100 کیلومتر، هنوز هم از جمله رکوردداران مصرف سوخت در بین خودروهای تولیدی محسوب میشوند.
در نمونههای نوین و خودروهای جعبه دنده دستی، سیستم استارت/ استاپ به محض ترمزگیری، توقف کامل، خلاصکردن جعبه دنده و در نهایت رها کردن کلاچ، پیشرانه را خاموش کرده و پس از جایگذاری دنده جدید، پیشرانه مجدد استارت میخورد و در خودروهای اتوماتیک، پس از توقف کامل، پیشرانه خاموش و پس از رها کردن ترمز دوباره استارت میخورد.
استارت/ استاپ در بین خودروسازان
هوندا: پیشینه استفاده از سامانه استارت/ استاپ در محصولات هوندا به بیش از یک دهه قبل و نسل اول هوندا اینسایت بازمیگردد؛ زمانی که در سال 1999 این محصول برای بار اول به بازار ژاپن راه پیدا کرد، ایناسیت از استارت/ استاپ هوشمند بهره میبرد.
ب ام و: بخش Efficient Dynamics بامو با بیش از یک دهه تجربه در عرصه کاهش مصرف سوخت، همواره به دنبال ارائه نوآوریهایی جهت رانندگی بهینهتر بوده و در سال 2008 برای نخستین بار، سیستم استارت/ استاپ را به محصولات مینی و بامو اضافه کرد. بامو این بار به جای بهرهگیری از سیستم استارت یکپارچه ISG به کار رفته در محصولات ساده، از کمپانی بوش کمک گرفته تا با ابداع استارتر پیشرفتهتری، انرژی تلف شده در هر استارت را کاهش دهد.
سیتروئن: در سال 2006، 2مدل C2 و C3 به سیستمی تحت عنوان Start and Stop مجهز شدند. سیتروئن این سامانه را با بهکارگیری گیربکس SonsoDrive و همچنین یک دینام بازیابی انرژی آلترناتور (برای شارژ بیشتر باتری در دورهای پایینتر) پیادهسازی کرد. سیتروئن با کمک 2کمپانی والئو و زیمنس به این مهم دست یافت.
فیات: فیات سیستمی که توسط کمپانی رابرت بوش طراحی شده بود را در سال 2008 و روی فیات 500 معرفی کرد تا در سپتامبر 2009 عرضه شود. همچنین آلفا رومئو نیز نسخهای از میتو با سیستم قدرت (PowerTrain) مشابه با پیشرانه 1.4 لیتری FPT مولتی ایر ارائه کرد.
فورد: در اواخر سال 2010، این سیستم برای محصولات هیبرید و تکسوز بازار اروپا معرفی شد. 2 سال بعد پای استارت/استاپ به محصولات 4 سیلندر بازار آمریکای فورد نیز باز شد و سپس پیشرانههای V6 و V8 این خودروساز نیز به این تکنولوژی مجهز شد.
مزدا: در بین تمامی خودروسازانی که از سیستم استارت/ استاپ استفاده کردهاند، مزدا هوشمندانهترین روش را به عنوان سیستم i-Stop پیش گرفته. در سامانه ابداعی توسط مزدا، کامپیوتر بهترین موقعیت پیستونها جهت استارت مجدد را بررسی کرده و پیشرانه را در همان حالت خاموش میکند. این وضعیت معمولا در حالی است که سوخت و هوا به داخل سیلندر تزریق شدهاند و پیستون در پایینترین حالت قرار دارد و با کوچکترین جرقهای توسط شمع، پیشرانه در کمتر از 0.35 ثانیه استارت روشن میشود.