تکنولوژی‌های نویدبخش دنیای خودرو

خودروسازان همواره در رقابت با یکدیگر، به دنبال بهبود تمام جنبه‌ها، از موتورهای احتراق داخلی گرفته تا قطعات سیستم تعلیق هستند. در ادامه به ۱۰ نمونه از پیشرفت‌های صنعت اتومبیل اشاره می‌کنیم که احتمالاً آینده خودروها را رقم خواهند زد.

تنظیم ارتفاع دیجیتالی

شرکت تأمین‌کننده Tenneco با استفاده از دامپرهای مقرون‌به‌صرفه سوپاپی کنترل دیجیتالی سواری یا DRiV، قصد دارد که «دامپینگ انطباقی» را به عنصری فراگیر در صنعت اتومبیل تبدیل کند. این قطعات DRiV با استفاده از مارپیچ‌های سولنوئید، جریان سیال را در سه درگاه با قطرهای متفاوت کنترل می‌کنند. باز و بسته کردن این سوپاپ‌ها در ترکیب‌های مختلف موجب ایجاد ۸ نوع پروفیل دامپینگ متفاوت شده و تبدیل‌های سریع بین این نوع دامپینگ‌ها عملکردی شبیه به  دامپرهای گران‌قیمت‌تر (با سوپاپ تنظیم‌شونده پیوسته در دامپرهای انطباقی) ایجاد می‌کند. Tenneco همچنین با قرار دادن مدار کنترل و شتاب‌سنج‌ها بر روی دامپر، نیاز به حسگرهای حرکتی و کامپیوتری را کاهش داده است. دامپرهای DRiV می‌توانند در هر وسیله نقلیه‌ای نصب شوند، امّا Tenneco در وهله اول، قصد دارد آنها را به عنوان یک راه‌حل مناسب برای پیکاپ تراک‌ها عرضه کند؛ چرا که این نوع وسایل نقلیه نیاز به یک رانندگی نرم در شرایط مختلف بارگیری دارند.

تایرهای تحت نظر

در دنیایی که همه چیز توسط اینترنت به یکدیگر متصل شده است، اینکه پلوپز شما هوشمندتر از تایرهای خودرویتان باشد، واقعاً جای تعجب دارد! سیستم اطلاعات الکترونیک تایرهای کانتیننتال، eTIS با استفاده از حسگری که مستقیماً بر روی دیواره تایر قرار گرفته، درجه حرارت تایر، میزان بار و همین‌طور، عمق آج‌ها را همراه با فشار باد آنها اندازه می‌گیرد. همچنین همانند سیستم پایش روغن، سیستم eTIS می‌تواند به راننده در مورد زمان تعویض تایر هشدار دهد؛ هشداری که نه بر اساس کیلومتراژ، بلکه بر اساس شرایط لاستیک‌ها ارائه می‌شود.

ابزار مناسب

مرسدس-اِی‌ام‌جی با برنامه هایپرکار موسوم به «پروژکت وان» شتاب زیادی به انتقال تکنولوژی‌های مسابقه‌ای به خیابان‌های شهر داده است. موتور MGU-G که یک موتور – ژنراتور الکتریکی است، یکی  از خوش‌ساخت‌ترین‌ها در این زمینه محسوب می‌شود. کمپرسور و توربین در توربوشارژری که بر روی موتور کوچک ۱.۶ لیتری V-6 سوار شده‌اند، در کنار یک محور نسبتاً بلند قرار می‌گیرند که به عنوان یک رتور برای MGU-H عمل می‌کند. هیچ‌ گشتاوری از این موتور به چرخ‌ها منتقل نمی‌شود، امّا قدرت ۱۰۷ اسب‌بخاری در آن، موجب کاهش تأخیر توربو، در وضعیتی که انرژی اگزوز به تنهایی کافی نباشد، می‌شود. این تکنولوژی قطعاً موجب تعریف دوباره واکنش پدال گاز برای خودروهای شهری خواهد شد.

نورهای خیره‌کننده

چراغ‌های جلویی که بتوانند بیشترین دید و شدت نور را در جلوی راننده ایجاد کنند و در عین حال، به بینایی رانندگانی که از روبرو می‌آیند، صدمه نزنند، احتمالاً‌ پیشرفت بعدی در زمینه روشنایی در جاده‌ها خواهند بود. این چراغ‌ها در حال حاضر با عنوان «پرتوهای رانندگی انطباقی» شناخته می‌شوند و آخرین نسخه از آنها در آئودی A8 مدل ۲۰۱۸ وجود خواهد داشت؛ خودرویی که قرار است در بهار آینده در اروپا و سپس در پاییز سال آینده، در ایالات متحده به بازار عرضه شود. چراغ‌های جلوی ماتریکس HD LED که آئودی آنها را سیستم ADB می‌نامد، از ۳۲ عدد LED در دو ردیف بهره می‌برد. با امکان خاموش کردن و کم‌وزیاد کردن نور برای هر کدام از LED ها که در  ۶۴ سطح مختلف انجام می‌شود، میلیون‌ها «طرح نوری» در دسترس قرار می‌گیرد. این چراغ‌ها به آئودی اجازه می‌دهند که بدون آن که قطعه متحرکی نصب کند، یک تابش نوسانی داشته باشد و با استفاده از سیستم ناوبری، نور را به سمت پیچ‌های احتمالی هدایت کند. البته برخی سازندگانِ سیستم‌های روشنایی، سیستم‌هایی ساخته‌اند که از چنین قابلیت‌هایی برخوردار هستند، امَا قوانین فدرال در امریکا باعث شده که چراغ‌های جلو، صرفاً به کارکردهایی چون «نور بالا» و «نور پایین» با شدت‌های نور مشخص، محدود شوند. سازمان مدیریت ایمنی ترافیک بزرگراه‌های امریکا در حال حاضر، مشغول کار بر روی قوانینی است که اجازه استفاده از آپشن چراغ‌های جلوی ADB را می‌دهند.

جرقه، آتش، حرکت

به نظر می‌رسد که سرانجام این «مزدا» ست که برنده مسابقه احتراق بنزین با استفاده از تراکم (به مانند دیزل) شده است؛ مسابقه‌ای که حدود یک دهه در میان خودروسازان ادامه داشته است. به گفته این کمپانی، اولین نمونه از این دست خودروها با تکنولوژی صرفه‌جو در مصرف سوخت، در سال ۲۰۱۹ از راه خواهند رسید. امّا یک نگرانی در اینجا وجود دارد؛ اینکه اسکای‌اکتیو-X (عنوانی که مزدا برای موتور جدیدش انتخاب کرده)، به یک جرقه برای کنترل «احتراق تراکمی» متکی است. در اوایل مرحله مکش در موتور، اندکی بنزین به درون پورت مکش وارد می‌شود و یک مخلوط همگن سوخت و هوا درون سیلندر تشکیل می‌شود. در این حالت احتراق بوسیله تراکم توسط پیستون، بعید است. وقتی پیستون به نزدیکی بالاترین ارتفاع در سیلندر می‌رسد، یک‌ انژکتور در محفظه احتراق، سوخت را اسپری کرده و با استفاده از یک جرقه شمع، بلافاصله باعث سوخت مخلوط همگن می‌شود. افزایش فشاری که توسط این احتراق ایجاد می‌گردد، سپس موجب آتش گرفتن مخلوط سوخت و هوا درون محفظه احتراق می‌شود. مزدا با استفاده از این تکنیک، در شرایط با بار کم و متوسط، نسبت هوا به سوخت را تا نزدیک به ۳۰.۰:۱ رسانده است. این در حالی است که موتورهای بنزینی که در بازار رایج هستند، سوخت بسیار بیشتری وارد می‌کنند و این نسبت کمتر از ۱۵.۰:۱ است. امّا در شرایط پر فشار، عملکرد موتور به مانند موتورهای معمولی بنزینی با سیستم جرقه-احتراق خواهد بود. موتور ۲ لیتری اسکای‌اکتیو-X با چهار سیلندر تنفس طبیعی، قدرتی در حدود ۱۹۰ اسب‌بخار تولید می‌کند و به گفته مزدا، ۲۰ تا ۳۰ درصد راندمان مصرف سوختش نسبت موتور ۲ لیتری کنونی بیشتر است.

گرد و خاک پورشه

در ترمزهای با پوشش سطحی پورشه (PSCB)، رتورهای آهنی که معمولاً در سیستم‌های ترمز استفاده می‌شود، با یک لایه ۱۰۱.۶ میکرون از تنگستن کاربید پوشانده می‌شوند تا از ایجاد گرد و غبار اکسید آهن که معمولاً روی چرخ‌ها و کالیپرهای وسایل نقلیه های-پرفورمنس می‌افتد، جلوگیری شود. این پوشش همچنین موجب می‌شود که دیسک‌ها از یک نمای صاف و صیقلی برخوردار شوند و به این وسیله، خریداران پورشه باز هم یک آپشن هزار دلاری دیگر به خودروی خود اضافه کنند. سیستم PSCB که با یک پد از جنسی که پورشه جزئیات آن را منتشر نکرده، می‌تواند خودرو را در فاصله کمتری متوقف کند و دوام آن نسبت به ترمزهای معمولی، ۳۰ درصد بیشتر است. وقتی این ترمزها در مدل ۲۰۱۹ از کاین عرضه شوند، از کالیپرهای سفیدرنگ استفاده خواهند کرد تا تمیزیِ خود را بیشتر نشان دهند.

ولتاژ بالا

امریکایی‌ها به طور متوسط ۳ دقیقه و ۳۳ ثانیه برای سوخت‌گیری در پمپ‌ بنزین‌ها صرف می‌کنند؛ زمانی که برابر با پخش کامل یک آهنگ پاپ است. این در حالی است که رانندگان خودروهای الکتریکی با اتصال به شارژرهای سریع DC، به طور متوسط ۲۲ دقیقه از زمان خود را سپری می‌کنند و هنوز هم دامنه مسافت کمتری نسبت به خودروهای با پیشرانه احتراق داخلی در اختیار دارند. امّا پورشه در حال کار بر روی ایستگاه‌های ۳۵۰ کیلوواتی است که نسبت به سوپرشارژرهای  ۱۲۰ کیلووات تسلا و همین‌طور ایستگاه‌های ساده ۵۰ کیلوواتی، بیش از ۲ برابر سریعتر شارژ می‌کنند. امّا افزایش آمپراژ در سخت‌افزارهای ۴۰۰ ولتی برای تأمین ظرفیت ۳۵۰ کیلووات، می‌توان نیاز به خنک‌کننده برای کابل‌ها را افزایش دهد و بر این اساس، پورشه به عنوان راه‌حل، ۲ برابر کردن ولتاژ را پیشنهاد داده است. این موضوع باعث مهندسی دوباره بسیاری از ابزارهای الکترونیک، در ابعاد گسترده می‌شود، امّا در عین حال، نیاز به کابل‌های ضخیم را کاهش می‌دهد. ضمن اینکه، یک تأثیر مثبت را نیز در پی دارد؛ چرا که ۸۰ درصد از سیم‌کشی‌ها و سیستم‌های الکترونیک در هر کدام از وسایل نقلیه حذف می‌گردد. البته شارژ کامل باتری‌ها در یک خودروی الکتریکی باز هم به اندازه گوش دادن یک آهنگ پاپ نخواهد بود، امّا ۴۵۰ آمپر در ۸۰۰ ولت برق می‌تواند، انرژی‌ای در حدود  ۹۰ کیلووات‌ساعت ایجاد کند که برای مسافتی در حدود ۳۶۰ کیلومتر مناسب است.

بهینه‌سازیِ حالت جامد

جایگزینیِ مایع درون باتری‌های لیتیومی یا ژل-الکترولیت با یک الکترولیت کریستال جامد، می‌تواند منجر به ۲ برابر شدن دانسیته انرژی در آن شده، ارتقای دوام و حذف حالت‌های شکست و خرابی شود. باتری‌های حالت جامد شاید بهترین جانشین برای باتری‌های EVهای مدرن باشند. در حالی که بسیاری از کارشناسان معتقدند که این تکنولوژی هنوز فاصله زیادی تا مرحله تولید دارد، تویوتا اعلام کرده که قصد دارد باتری‌های حالت جامد را در اوایل دهه ۲۰۲۰ وارد مرحله تجاری کند.

خیس و پر قدرت

همچنان که خودروسازان در جهت ارتقای موتورهای با سطح عملکرد بالا پیش می‌روند، هر چه بیشتر به شرایط حدّی دمایی که در آن احتراق سوخت به صورت نامنظم رخ می‌دهد، نزدیک‌تر می‌شوند. در سیستم «واتر بوست» که توسط شرکت بوش ارائه شده، خنک‌کردن بوسیله اسپری آب به درون پورت‌های مکش، در شرایطی که فشار زیادی بر روی موتور قرار دارد و با دور موتور بالایی در حال کار است، انجام می‌شود. دمای پایین‌تر در پورت‌های مکش امکان افزایش موقتی در سطح بوست را فراهم می‌سازد و در نتیجه، قدرت بالاتری برای پیشرانه خودرو ایجاد می‌شود. ب‌ام‌و از سیستم انژکتور آب برای نسخه مسابقه‌ای M4 GTS استفاده کرده و در آن، خروجی موتور را از ۴۴۴ به ۴۹۳ اسب‌بخار رسانده است. شمن اینکه مدل جدید خارق‌العاده پورشه با عنوان ۹۱۱ GT2 RS، با کمک انژکتور آب، ۷۰۰ اسب‌بخار قدرت در اختیار دارد. این تکنولوژی همچنین موجب افزایش راندمان موتور شده و میزان آلودگی‌ در خروجی را نیز کاهش می‌دهد؛ موضوعی که می‌تواند موجب همه‌گیر شدن آن شود.

کنترل جریان هوا

عوض کردن مسیر جریان هوا، بدون پیچیده‌کردن فرم‌هایی که از روی آن گذر می‌کند، آخرین جبهه از پیشرفت‌های تکنولوژیکی است که در زمینه آئرودینامیک هوشمند در حال رخ دادن است. در حالی که برخی مدل‌ها در دنیای خودرو، هم‌اکنون از این تکنیک استفاده می‌کنند، امّا این لامبورگینی اوراکان پرفورمانته است که از آن به خوبی و در سطحی بالا بهره گرفته است. هدایت جریان باد به سمت پایه‌هایی که بال عقب خودرو را نگه داشته‌اند و سپس، خروج این هوا از طریق دریچه‌هایی که  در سطح زیرین بال تعبیه شده، همزمان، هم موجب کاهش درگ و هم موجب کاهش داون‌فورس می‌شود. در مواقعی که نیاز به نیروی داون‌فورس وجود داشته باشد، از جریان هوا به سمت پایه‌ها جلوگیری می‌شود و در نتیجه، بال کارآییِ معمول خود را خواهد داشت. همچنین  فضای داخل بال به دو قسمت تقسیم می‌گردد. در این حالت، امکان داون‌فورس بیشتر در یک طرف از خودرو فراهم می‌شود و بنابراین لامبورگینی می‌تواند با دقت بیشتری در پیچ‌ها گردش کند.

منبع: caranddriver