الاحتراق تحت الضغط

الاحتراق تحت الضغط

ليس الأمر سهلاً بالنسبة لمصنعي محركات الاحتراق في الوقت الحالي: ففي أوروبا والولايات المتحدة وحتى الصين، يتم تخفيض حدود الانبعاثات وتشديد الضوابط، بينما في الوقت نفسه تكتسب أنظمة القيادة الكهربائية التي تستمد طاقتها من البطاريات وخلايا الوقود زخماً سريعاً. تمكنت شركة تسلا الرائدة في مجال الكهرباء من تسجيل أكثر من 300000 طلب مسبق لطرازها 3 بعد أيام قليلة من الإطلاق الجديد - وهي ضجة غير مسبوقة في تاريخ السيارات. ومع ذلك، لخص هانز بيتر لينز، مؤسس ومدير ندوة فيينا للسيارات، التي انعقدت للمرة السابعة والثلاثين هذا العام في فيينا هوفبورج، بعد ماراثون المحاضرة التي استمرت يومين: "سيظل أساس القيادة في السيارة هو محرك الاحتراق لفترة طويلة، وبالتأكيد لمدة 20 إلى 25 سنة أخرى". وقد اتفق ما يزيد على الألف من خبراء المحركات وكبار المديرين الذين أرسلتهم أكبر شركات تصنيع السيارات في العالم إلى فيينا على ما يلي: ما زال من الممكن تحسين محرك البنزين بشكل كبير من حيث الكفاءة، ومن الممكن أن يكون على قدم المساواة مع محرك الديزل من حيث الكفاءة. سيعمل محرك الأقراص الهجين الإضافي على ترسيخ مكانته باعتباره "تقنية جسر" على الطريق نحو قيادة خالية من الانبعاثات. ومحرك الديزل، الذي سقط مؤخرا في سمعة سيئة بسبب فضائح الانبعاثات المختلفة، لا يزال لديه إمكانات تطوير هائلة. وينبغي استغلال ذلك، من بين أمور أخرى، من خلال تسجيل الشحن، أو الضواغط التي تعمل بالكهرباء، أو البناء المصنوع بالكامل من الألومنيوم. فيما يلي الوصفات الحالية من الشركات المصنعة للسيارات:

VW: محرك بنزين مع خاصية تعطيل الاسطوانة

ستحل محركات البنزين الجديدة سعة 1.5 لتر من سلسلة EA211 TSI evo من فولكس فاجن محل محرك EA211 R4 TSI السابق بإزاحة 1.4 لتر اعتبارًا من الربع الرابع من عام 2016.فريدريش إيشلر، رئيس 
التطوير الشامل في فولكس فاجنيشير إلى زيادة تصل إلى عشرة بالمائة في الكفاءة مقارنة بسابقه بالإضافة إلى ميزة الاستهلاك البالغة لترًا واحدًا لكل 100 كيلومتر. إجراءات زيادة الكفاءة: عملية احتراق ميلر مع زيادة الضغط، وشاحن توربيني لغاز العادم بهندسة توربينية متغيرة، والاستخدام الأول لنظام الحقن بالقضيب المشترك من الجيل الرابع مع زيادة الضغط إلى 350 بار وإلغاء تنشيط الأسطوانة ACT، الذي يغلق صمامات الدخول والخروج للأسطوانات 2 و3 حتى نطاقات التحميل المتوسطة وإلغاء تنشيط الحقن.

بورش: ملاكم توربو أصغر

تركز بورشه على تقليص الحجم وقد طورت محركات بوكسر جديدة كلياً بشاحن توربيني لسيارتيها الرياضيتين الجديدتين 911 كاريرا و718 بوكستر. في طراز بوكستر الأساسي، يفسح المحرك سداسي الأسطوانات سعة 2.7 لتر المجال لمحرك توربو رباعي الأسطوانات سعة 2.0 لتر بقوة 300 حصان، وفي الطراز S، يفسح المحرك سداسي الأسطوانات سعة 3.4 لتر الطريق لمحرك توربو رباعي الأسطوانات سعة 2.5 لتر بقوة 350 حصان. وعلى الرغم من تقليص الحجم، إلا أن قوة المحرك لكلا المحركين زادت بمقدار 35 حصانًا مقارنة بأسلافهما.توماس فاسرباخ، رئيس قسم تطوير المحرك الملاكم في بورشه،يعد بتوفير استهلاك يتراوح بين 10 إلى 13 بالمائة مقارنة بالنماذج السابقة.

BMW: علامات قوية للحياة 

علامات عمر محرك الاحتراق القوي في BMW أيضًا: يتم تشغيل الفئة السابعة الجديدة بواسطة محرك بنزين مكون من 12 أسطوانة بأعلى المواصفات. يحتل محرك V12 سعة 6.6 لتر بقوة 441 كيلووات/600 حصان وعزم دوران 800 نيوتن متر المركز الأول في برنامج BMW Efficient Dynamics بفضل ديناميكياته المتزايدة مع انخفاض استهلاك الوقود. وبدلاً من ذلك، يمكن أيضًا طلب الفئة السابعة بمحرك ديزل سداسي الأسطوانات سعة 3 لتر تم تطويره حديثًا.فريتز شتاينبارزر، رئيس قسم تطوير محركات الديزل في شركة BMW Steyr،يقدم الشاحن التوربيني الدائم المصمم حديثًا على مرحلتين والذي يتكون من شاحنين توربينيين لغاز العادم منخفض الضغط واثنين من الشاحن التوربيني عالي الضغط. وبالتالي، تزداد القوة من 280 كيلووات إلى 294 كيلووات (400 حصان) مع عزم دوران يبلغ 760 نيوتن متر، مع خفض الاستهلاك بنسبة 4 إلى 6 بالمائة.

أودي: العرض الأول في العالم الحقيقي

تقدم أودي عرضاً حقيقياً للمرة الأولى في العالم بسيارتها الجديدة V8 TDI: فللمرة الأولى، يجمع محرك الديزل بين الشحن التوربيني وضاغط يعمل بالكهرباء، مما يتيح التسارع من 0 إلى 100 كم/ساعة في 4.8 ثانية. ويولد محرك V8 TDI الجديد قوة تبلغ 320 كيلووات مع عزم دوران أقصى يبلغ 900 نيوتن متر من إزاحة تبلغ 4.0 لتر. سيتم استخدام المحرك الجديد لأول مرة في سيارة أودي SQ7 مع محرك تيبترونيك 8 سرعات ونظام كواترو وهو مخصص أيضًا لنماذج المجموعة الأخرى.أندرياس فروليك، رئيس قسم تطوير محرك الديزل V في أودي:"مع المحرك الجديد، تمكنا من خفض الاستهلاك إلى 7.2 لتر/100 كم وفي نفس الوقت تحسين أداء المحرك والقيادة بشكل ملحوظ."

مرسيدس بنز: التطور الهجين

تقدم مرسيدس بنز بالفعل الجيل الثالث من محركاتها الهجينة. يمكن شحن بطارية عالية الجهد بمقبس وتتيح نطاقًا كهربائيًا بحتًا يصل إلى 30 كيلومترًا. يعتمد نظام الدفع على ناقل الحركة الأوتوماتيكي 9G-Tronic الجديد ويجمع بين محرك كهربائي بقوة 65 كيلووات ومحرك بنزين رباعي الأسطوانات سعة 2.0 لتر بقوة 155 كيلووات. تم الإبلاغ عن أن الحد الأقصى لقوة النظام هو 210 كيلو واطماريو موروالد، رئيس قسم محركات أوتو ومجموعة نقل الحركة الهجينة في مرسيدس-بنز.

هيونداي كيا: أوتو بقوة أكبر

تقدم شركة هيونداي كيا محركها الجديد Kappa 1.6 GDI. عاليمطور المحرك هوانج بوك ليويحقق محرك البنزين الجديد كفاءة متميزة تصل إلى 40 بالمائة. تشمل التقنيات الرئيسية دورة أتكينسون ذات درجة عالية من الضغط، وإعادة تدوير غاز العادم المبرد (EGR)، ومنافذ سحب عالية التقلب، وقمع الخبط، وتقليل الاحتكاك. وستقدم شركة هيونداي-كيا المحرك الجديد في السيارات الهجينة في جميع أنحاء العالم.

مازدا: تقليص حجمها من أجل الكفاءة

تقدم مازدا المستوى التالي من تقليص الحجم باستخدام محرك البنزين Skyaktive-G 2.5T التوربيني.إيشيرو هيروس، رئيس قسم تطوير المحركات في مازدايستخدم الأرقام لإظهار مزايا الكفاءة التي حققتها مازدا من خلال تقليل احتكاك المحرك الداخلي، وقمع الضرب، وإعادة تدوير غاز العادم المبرد بالإضافة إلى ما يسمى بتكنولوجيا الكسح (أوقات فتح متداخلة لصمامات السحب والعادم).

هوندا: قوة أكبر ووقود أقل

قامت هوندا بتطوير عائلة محركات توربو GDI جديدة بسعة 1.0 و1.5 و2.0 و3.5 لتر للاستخدام العالمي. من خلال الجمع بين الشحن التوربيني والحقن المباشر للبنزين ومجموعة الصمامات المتغيرة ومفهوم الاحتراق بدرجة عالية من الاضطراب، يمكن زيادة الأداء وتقليل استهلاك الوقودكبير مهندسي هوندا تومونوري نيزاتوخارج.

السيطرة أفضل

اعتبارًا من عام 2017 فصاعدًا، سيكون من الممكن التحقق مما إذا كانت الوعود الكاملة لمطوري المحرك صحيحة باستخدام طرق اختبار أكثر صرامة ودقة من ذي قبل. سيتم بعد ذلك استبدال دورة القيادة الأوروبية الجديدة (NEDC) المطبقة سابقًا بدورة WLTP الموسعة (إجراء اختبار المركبات الخفيفة المنسق عالميًا). بالإضافة إلى ذلك، اعتبارًا من سبتمبر 2017، ستكون قياسات RDE (انبعاثات القيادة الحقيقية) الجديدة إلزامية، حيث يتم قياس أكاسيد وجزيئات النيتروجين وكذلك ثاني أكسيد الكربون والاستهلاك في حركة المرور الحقيقية على الطرق باستخدام وحدات قياس متنقلة على السيارة. وكما أوضح هيلج شميدت من مزود خدمات تكنولوجيا الاختبار الألماني النشط دوليًا TÜV Nord في ندوة فيينا للسيارات، فإن رحلة RDE تتكون من جزء حضري (34 بالمائة)، وجزء من الطريق السريع (33 بالمائة)، وجزء بين المدن (33 بالمائة)، يتم قيادة كل منها بسرعات مختلفة. المدة من 90 إلى 120 دقيقة. وبصرف النظر عن حمل المحرك، يتأثر قياس RDE بالعديد من الظروف الحدودية مثل البيئة وحركة المرور والمستهلكين الإضافيين وسلوك السائق.