بهترین تکنولوژی‌های پیشرانه که باعث کاهش مصرف سوخت شدند

طی سال‌ها، تکنولوژی‌های مختلفی از غیرفعال‌سازی سیلندرها گرفته تا نیروی کمکی الکتریکی، مصرف سوخت پیشرانه‌های خودرو را بسیار کاهش داده‌اند.

طی بیش از یک قرنی که از عمر پیشرانه‌های درون‌سوز می‌گذرد، خودروسازان مختلف جهان همواره سخت تلاش کرده‌اند تا با توسعهٔ تکنولوژی‌های جدید، مصرف سوخت موتورها را کاهش و راندمان را افرایش دهند. در ادامه، با این تکنولوژی‌ها آشنا خواهیم شد که مصرف سوخت خودروهای ما را بسیار کمتر و هوایی که تنفس می‌کنیم را پاک‌تر کردند.

استارت استاپ

یکی از آشکارترین جاهایی که سوخت هدر می‌رود، زمانی است که خودرو در حالت درجا پشت چراغ قرمز متوقف است. صرف‌نظر از اینکه زیر کاپوت یک نیروگاه V8 سوپرشارژ داشته باشید یا یک موتور ۱ لیتری توربو، زمانی که بی‌حرکت ایستاده‌اید، بنزین بی‌دلیل هدر می‌رود. به همین دلیل، خودروسازان تکنولوژی استارت استاپ را توسعه دادند. این تکنولوژی ساده اما مؤثری است که در هنگام توقف، پیشرانه را خاموش می‌کند و به‌محض فشردن پدال گاز دوباره روشن می‌کند. طبق بررسی‌ها، این تکنولوژی باعث کاهش ۵ تا ۷ درصدی مصرف سوخت می‌شود و به همین دلیل است که امروزه استارت استاپ را در اکثر خودروهای جدید می‌بینیم.

غیرفعال‌سازی سیلندرها

غیرفعال‌سازی سیلندرها سیستم جدیدی نیست و در اوایل دههٔ ۸۰ برای اولین بار کادیلاک این سیستم را ارائه کرد. البته ازآنجایی‌که سیستم‌های الکترونیکی در آن زمان به‌اندازهٔ کافی پیشرفته نبودند، سیستم کادیلاک به یک شکست بزرگ تبدیل شد ولی ایده‌ای که مطرح کرد درخشان بود و امروز در بسیاری از خودروها دیده می‌شود. این سیستم زمانی که بار روی پیشرانه کم است، تعدادی از سیلندرها را خاموش می‌کند تا مصرف سوخت کمتر شود. به گفتهٔ فورد، سیستم غیرفعال‌سازی سیلندرها می‌تواند تا ۶ درصد مصرف سوخت را کاهش دهد.

سیستم هیبریدی خفیف

سیستم‌های هیبریدی خفیف که عمدتاً از نوع ۴۸ ولتی هستند، با استفاده از یک موتور الکتریکی کوچک در قالب استارت ژنراتور یکپارچه، به کمک پیشرانهٔ بنزینی می‌آیند و مصرف سوخت را کاهش می‌دهند. با وجود سیستم هیبریدی خفیف، سیستم استارت استاپ می‌تواند برای مدت طولانی‌تر پیشرانۀ بنزینی را خاموش نگه دارد. سیستم‌های هیبریدی خفیف ازآنجایی‌که مصرف سوخت را کاهش می‌دهند و درعین‌حال ارزان‌تر از سیستم هیبریدی کامل هستند، این روزها بسیار متداول شده‌اند و در خودروهای زیادی دیده می‌شوند. بااین‌حال، برخلاف سیستم‌های پلاگین‌هیبریدی، باطری سیستم‌های هیبریدی خفیف آن‌قدر بزرگ نیست که بتواند امکان رانندگی تمام الکتریکی را فراهم کند.

توربوشارژر

توربوشارژرها حدود نیم قرن است که صنعت خودروسازی را کاملاً متحول کرده‌اند. هرچند دیگر خودروسازان محصولات خود را با گرافیک‌های زیبای Turbo تزئین نمی‌کنند اما این تکنولوژی امروز از همیشه اهمیت بیشتری پیدا کرده است. به دلیل قوانین سخت‌گیرانهٔ آلایندگی، این روزها حتی سازندگان سوپراسپرت مثل فراری و لامبورگینی هم ناچار به استفاده از توربوشارژر شده‌اند. توربوشارژرها باعث کوچک شدن پیشرانه‌ها شده‌اند و می‌توانند مصرف سوخت را از ۲۰ تا ۴۰ درصد در موتورهای بنزینی و دیزلی کاهش دهند. به‌عنوان‌مثال، ب‌ام‌و 330i امروزی با موتور ۲ لیتری چهار سیلندر توربو و ۲۵۵ اسب بخار قدرت، در هر صد کیلومتر به‌صورت ترکیبی ۷.۶ لیتر بنزین مصرف می‌کند درحالی‌که همین خودرو در سال ۲۰۰۵ با موتور ۳ لیتری شش سیلندر تنفس طبیعی و ۲۲۵ اسب بخار قدرت، مصرف ترکیبی ۱۱.۲ لیتری داشت.

تزریق مستقیم سوخت

در این پیشرانه‌ها که با نام GDI شناخته می‌شوند، سوخت به‌طور مستقیم در داخل محفظهٔ احتراق تزریق می‌شود و از این طریق، راندمان موتور افزایش میابد. طبق مطالعات، این تکنولوژی می‌تواند مصرف سوخت را تا ۱۵ درصد کاهش دهد. البته سیستم تزریق مستقیم سوخت با تمام مزیت‌هایی که به دنبال دارد، با مشکلاتی هم مواجه است. پیشرانه‌های GDI بیشتر با مشکل تشکیل رسوبات کربن مواجه هستند که نه‌تنها تعمیرات پرهزینه را به دنبال خواهد داشت بلکه می‌تواند به‌مرور زمان باعث کاهش عملکرد پیشرانه شود.

سیستم زمان‌بندی متغیر سوپاپ

سیستم‌های زمان‌بندی سوپاپ یا VVT، بسته به شرایط کارکرد پیشرانه، مدت‌زمان باز ماندن سوپاپ‌ها و میزان باز شدن سوپاپ‌ها را تغییر می‌دهد. این سیستم زمانی که پیشرانه در دورهای بالا کار می‌کند، میزان و مدت‌زمان باز ماندن سوپاپ‌ها را بیشتر می‌کند و زمانی که دور موتور پایین و فشار روی پیشرانه کمتر است، سوپاپ‌ها را کمتر باز می‌کند تا بهترین مصرف سوخت ممکن را فراهم کند. البته برخی از نمونه‌های ابتدایی این سیستم که در خودروهای ایرانی هم می‌بینیم، فقط مدت‌زمان باز ماندن سوپاپ‌ها را تغییر می‌دهد و میزان باز شدن سوپاپ‌ها همیشه یکسان است. وقتی تویوتا این تکنولوژی را در اواخر دههٔ ۹۰ ارائه کرد، به کاهش ۶ درصدی مصرف سوخت دست یافت.