موتورهای درون سوز

اولین راهی كه مراكز اروپایی برای مقابله با بحران های ناشی از آلودگی هوا و انرژی پیگیری می كنند, اصلاح سیستم سوخت رسانی و محفظه احتراق موتورهای دیزلی و بنزینی است و به همین دلیل در خودروهای سواری روش جدید تزریق مستقیم سوخت به كمك كاتالیست پیگیری می شود روش GDI در این میان یكی از موفق ترین راه ها بوده است

شاید هیچ گاه مهندسانی چون اتو و دیزل كه پایه گذاران موتورهای كنونی درون سوز بودند فكر نمی كردند كه تا سال ها اختراعشان پاشنه آشیل صنعت خودرو خواهد بود و با ابتكارشان بیش از ۵۰۰ میلیون خودرو ساخته شود، اما عده ای معتقدند كه موتورهای درون سوز باید راهی موزه شوند و در آن سوی میدان خودروسازان هنوز مقاومت می كنند. آنها معتقدند هنوز برای وداع زود است، اما پیروان سینه چاك محیط زیست می گویند موتورهای پیل سوختی و هیبریدی باید جایگزین موتورهای درون سوز شوند.صدای آخرین نفس های موتورهای درون سوز شنیده می شود، اما صبر كنید! شاید هنوز راهی برای نجات وجود داشته باشد.

●شوك الكتریكی برای یك مریض اورژانسی

از سوی سازمانهای حفاظت از محیط زیست و دولت هایی كه تحت بحران انرژی به ستوه آمده اند، فشار سنگینی به مهندسان مراكز تحقیقاتی جهان وارد می شود كه یا موتورهای درون سوز را به موزه بفرستید و یا این موتورها را اصلاح اساسی كنید. آخرین بررسی ها نشان می دهد فناوری های جدید در زمینه موتورهای بنزینی، نظیر كوچك سازی، موتورهای با تزریق مستقیم (GDI) و سیستم سوپاپ های كاملاً متغیر، راه هایی برای ادامه حیات موتورهای احتراق داخلی در بحران سوخت و آلایندگی خودروها در ۱۰ سال آینده است.

آلایندگی و مصرف سوخت خودروها به دلیل محدودیت های زیست محیطی، ظرف ۱۰ سال آینده باید به میزان قابل توجهی بهبود یابد. فناوری های جدید در زمینه موتورهای بنزینی، نظیر كوچك سازی موتورها هم اكنون در حال توسعه هستند. در مورد موتورهای دیزل نیز بخش هایی كه انتظار می رود توسعه یابند، شامل انژكتورهای پیزوالكتریك، فیلترهای ذرات معلق و سیستم كاتالیست ها هستند.

اما آیا این راه ها همان شوك الكتریكی معروف خواهد بود؟ در این باره پرفسور پیشینگر مدیر مركز تحقیقات موتور آلمان می گوید: «چند سال پیش همه پیش بینی می كردند كه تا امروز موتورهای پیل سوختی جایگزین موتورهای درون سوز خواهند شد، اما این امر تحقق پیدا نكرد. امروزه تا جایی كه قابل پیش بینی است و تا حدود ۱۵ تا ۲۰ سال آینده (بیشتر از این زمان قابل پیش بینی نیست) باید گفت كه موتورهای درون سوز حرف اول را خواهند زد، چرا كه این موتورها بازده و عملكرد مناسبی دارند و از لحاظ هزینه تولیدی نیز مقرون به صرفه هستند. از سوی دیگر این موتورها از پتانسیل بالایی برای بهتر شدن برخوردارند. در نتیجه باید گفت كه بسیاری از نتایجی كه با استفاده از موتورهای پیل سوختی به دست می آید، در صورت توسعه دادن موتورهای درون سوز نیز قابل دسترسی است و از آن جا كه این موتورها توجیه اقتصادی نیز دارند، حداقل در افق ۲۰ ساله حرف نخست را در صنعت خودرو خواهند زد.

این سخنان شاید برای دلخوشی كافی باشد اما اولین موتورهای برون سوز پیل سوختی از امسال به طور آزمایشی وارد بازار شده اند و طی ده سال آینده اگر بحران انرژی به همین روش پیش رود و قوانین زیست محیطی سخت تر شوند، موتورهای برون سوز پیل سوختی دشمن شماره یك حیات موتورهای درون سوز خواهند شد.

با سخت تر شدن قوانین زیست محیطی باید آلودگی به مرز صفر برسد و این عامل، تحقیقات هزینه بری را طلب می كند كه سبب افزایش قیمت موتورهای درون سوز خواهد شد.

●گام اول برای نجات

اولین راهی كه مراكز اروپایی برای مقابله با بحران های ناشی از آلودگی هوا و انرژی پیگیری می كنند، اصلاح سیستم سوخت رسانی و محفظه احتراق موتورهای دیزلی و بنزینی است و به همین دلیل در خودروهای سواری روش جدید تزریق مستقیم سوخت به كمك كاتالیست پیگیری می شود. روش GDI در این میان یكی از موفق ترین راه ها بوده است.درباره استفاده از موتورهای تزریق مستقیم سوخت دكتر پیشینگر معتقد است: «به نظر من توجه گسترده ای به موتورهای تزریق مستقیم سوخت شده است و به طور مشخص اگر این سیستم در كنار توربو شارژر قرار گیرد، بسیار مورد استقبال قرار خواهد گرفت. امروزه در اروپا می بینیم كه بنزین در رقابت با دیزل قرار گرفته است. بسیاری از شركت های خودروسازی در حال توسعه موتورهای بنزینی با توربو شارژر به همراه سیستم تزریق مستقیم هستند كه این موتورها از لحاظ قدرت و مصرف سوخت كارایی بالایی دارند.»

●گام دوم برای نجات

اصلاح موتورهای دیزلی و افزایش استفاده آن در خودروهای سواری از دیگر راه های افزایش عمر موتورهای درون سوز است.

بنابر مطالعات انجام شده به طور متوسط استفاده از موتورهای دیزلی به جای بنزینی ۳۰ درصد صرفه جویی در پی دارد.خودروهای دیزلی بین ۲۰ تا ۶۵ درصد سوخت كمتری مصرف می كنند، امروزه در خودروهای سواری دیزلی، صرف چهار لیتر به ازای هر ۱۰۰ كیلومتر معمول است ولی در خودروهای سواری بنزینی مصرف شش لیتر در هر ۱۰۰ كیلومتر ایده آل ترین حالت است.

برخلاف تصور عموم كه خودروهای دیزلی دودزا هستند، با استفاده از گازوئیل كم گوگرد این سوخت بسیار پاكتر از بنزین است.در حالی كه در این خودروها میزان CO۲ به اندازه ۲۴ درصد و CO به میزان ۳۰ درصد با استفاده از موتورها كاهش می یابد، اما هنوز هم تردد خودروی سواری دیزلی در ایران ممنوع است.

بازده حرارتی موتورهای بنزینی در حدود ۲۶ درصد است. حال آن كه این بازده در موتورهای دیزلی جدید ۴۲ درصد گزارش شده است. موتورهای دیزلی ۲۰ درصد افزایش گشتاور و ۲۵ درصد افت قدرت موتور نسبت به موتورهای مشابه بنزینی دارند.

در این میان شركت های مختلف به فكر افزایش تكنولوژی دیزلی كردن خودروها هستند؛ به گونه ای كه حتی شركت جنرال موتور كه تمایل چندانی به استفاده از این روش نداشت به این سمت كشیده شده است. با گسترش مصرف سوخت خودروهای بنزینی، شركت جنرال موتورز برنامه جدیدی را برای گسترش خودروهای دیزلی اجرا كرده است.

موتورهای دیزلی تنها در عرض چند سال راه درازی را طی كرده اند. در حالی كه در سال ۱۹۹۰ تنها ۱۵ درصد از خریداران اتومبیل در اروپای غربی نسبت به خرید خودروهای دیزلی تمایل داشتند. این میزان در سال ۲۰۰۴ به ۴۳ درصد رسیده است.

گروه خودروسازی جنرال موتورز با هدف پاسخگویی به نیاز روزافزون مشتریان برنامه جدیدی برای ارایه خودروهای دیزلی با سوخت پاك و عملكرد مناسب فراهم كرده است. آخرین گروه از خودروهای دیزلی در حدود ۱۰ مدل با موتورهایی بین ۳/۱ تا ۳ لیتر ظرفیت و با قدرت ۷۰ تا ۱۸۴ اسب بخار را شامل می شود.

در این میان موتورهای ۹/۱ لیتری معمولی از مطلوبیت بیشتری در میان مصرف كنندگان برخوردارند و در حال حاضر این موتورها در خودروهای آسترا، وكترا، سیگنوم و زفیرای شركت اپل و كادیلاك BLS و ساب و ۳-۹ و ۵-۹ مورد استفاده قرار می گیرند.

---