صدمين سالگرد توليد فورد مدل T در حال فرا رسيدن است اما اصول موتورهاى احتراق داخلى كه قدرت بخش بيشتر خودروهاى حال حاضر دنيا است تنها اندكى دچار تغيير گشته است. عمل احتراق در سيلندر صورت مى گيرد و پيستون به سمت پايين حركت مى كند و موجب گردش ميل لنگ مى شود. ميل لنگ نيز به گيربكس متصل است و با حركت خود ميل گاردان را نيز به چرخش وا مى دارد و در نهايت خودرو حركت مى كند. البته اين به معنى آن نيست كه پيشرفت ها چشمگير نبوده است. موتورهاى چهار سيلندر به جاى ۲۰ اسب بخار مى توانند بيش از ۲۵۰ اسب بخار قدرت توليد كنند در حالى كه پربازده تر و پاك تر نيز شده اند. مطمئنا دليل اين پيشرفت طراحى جديد موتورها و استفاده از تكنولوژى هاى پيشرفته است. اما ماهيت اين تكنولوژى ها و چگونگى كار آن ها براى بسيارى از افراد مبهم است. به طور مثال زمانى كه فروشنده در مورد خودرويى كه قصد فروش آن را به شما دارد مى گويد: اين اتومبيل داراى سيستم هاى تزريق مستقيم سوخت; توربوشارژر; سيستم زمان بندى متغير سوپاپ ها; ديزل پاك يا غير فعال سازى سيلندر است ممكن است كه شما اندكى سردرگم شويد.
ديزل پاك
با وجود اين كه اين موتورها بسيار كم مصرف هستند اما هرگز به يك انتخاب پرطرفدار در آمريكا تبديل نشده اند. اولين ماشين هاى ديزلى كه به تعداد كم وارد آمريكا شدند به پر سر و صدا بودن; بوى بد دادن و كند بودن شهرت پيدا كردند. اما تكنولوژى ديزل از آن موقع تا حالا پيشرفت عظيمى كرده و حالا مدت ها پس از آن رسوايى، خودروهاى ديزلى آماده هستند تا به آمريكا بازگردند. اگر چه قسمت گران تر گازوئيل مرغوب نسبت به بنزين ممكن است از تقاضاى مربوط به اين خودروها بكاهد. به زودى بسيارى از كارخانه ها محصولات ديزلى خود را وارد بازار آمريكا مى كنند اما ديگر از صدا ; بود و تنبلى در اين خودروها خبرى نيست. ديزل هاى قديمى، گازهاى خروجى با مقدار زيادى اكسيد نيتروژن (NOx) و ذرات معلق توليد مى كردند. اما جديدترين كاتاليزورها از ميزان NO2 تا حد قابل توجهى كاسته اند كه موجب شده ديزلى هاى جديد به پاك ترين خودروها تبديل شوند. تمهيد بعدى كه براى كاهش آلايندگى اين خودروها به كار گرفته شده نصب فيلترهاى جاذب ذرات معلق است كه اين ذرات را در داخل خود به دام مى اندازد و مانع از انتشار آن ها مى شود. استفاده از گازوئيل با گوگرد (سولفور) پايين كه توسط مسئولان ايالتى نيز حكم آن صادر شده به پاك تر شدن خودروهاى ديزلى كمك قابل توجهى نموده است.
تزريق مستقيم سوخت
تزريق مستقيم سوخت به محفظه احتراق چيز جديدى در دنياى خودروسازى نيست ; بلكه تنها براى موتورهاى بنزينى جديد است چرا كه اين روش براى مدتهاست كه در موتورهاى ديزلى استفاده مى شود. كار اين سيستم با انژكتورهاى عادى متفاوت است. بر خلاف «انژكتورهاى دروازه اى» مسوم به a.k.a كه سوخت و هوا را در مانيفولد ورودى مخلوط مى كنند; سيستم تزريق مستقيم سوخت زمانى كه سيلندر از هوا پر شده سوخت را مستقيما و بدون واسطه به داخل آن تزريق مى كند. تزريق مستقيم سوخت از مصرف اين فرآورده مى كاهد و عموما قدرت بيشترى را نسبت به موتورهاى هم حجم و مشابه خود كه به «انژكتورهاى دروازه اى» مجهزند به ارمغان مى آورد. بازدهى سوخت بهبود پيدا كرده زيرا سيستم مى تواند سوخت را با دقت بيشتر و متناسب با نياز هر سيلندر به آن تزريق كند. به طور مثال زمانى كه بار كمترى بر دوش موتور است (مانند حركت در بزرگراه ها و يا در جا كار كردن) انژكتورها تا آخرين لحظه ممكن صبر مى كنند و پس از آن تنها مقدار اندكى سوخت را تزريق مى كنند. بدين ترتيب مصرف سوخت كمتر و بازدهى بيشتر به دست مى آيد. تزريق مستقيم سوخت در موتورهاى بنزينى تاثير خنك كنندگى در سيلندر دارد و تنفس هواى سردتر توسط موتور خود موجب افزايش توليد قدرت نيز مى شود.
غير فعال سازى سيلندر (ظرفيت متغير)
ظرفيت كلى يك موتور برابر حجم يك سيلندر ضرب در تعداد سيلندرها است. موتور مجهز به سيستم »غير فعال سازى سيلندر« تنها تعداد سيلندرهايى را كه مشغول فعاليت هستند را تغيير مى دهد كه موجب تغيير ظرفيت موتور نيز مى شود. جريان سوخت ورودى به سيلندرهاى غير فعال ; قطع مى شود و سوپاپ ها نيز از كار مى افتند. بنابر اين با تعداد سيلندرهاى كمتر مصرف سوخت نيز كاهش پيدا مى كند. كاديلاك در ابتداى دهه ۸۰ براى اولين بار اين سيستم را در موتورهاى V8 ; V6 و چهار سيلندر خود به كار برد اما اين تكنولوژى اخيرا مورد توجه قرار گرفته است. موتورهايى كه از سيستم غير فعال سازى سيلندر استفاده مى كند شامل V8 هاى همى كرايسلر ; V8 و V6 هاى GM و ۵/۳ ليترى V6 هوندا مى شود.
توربوشارژر
با وارد شدن مخلوط تحت فشار قرار گرفته شده مانند چيزى كه توربوشارژر عرضه مى كند ; موتور مى تواند سوخت بيشترى را بسوزاند. فهم بهتر يك قوطى نوشابه گازدار را قبل از بازكردن تكان دهيد. قوطى نوشابه همان سيلندر است و زمانى كه در قوطى را باز مى كنيد فشار آزاد شده چيزى است كه قدرت را به وجود مى آورد. فشار بيشتر به معنى قدرت بيشتر است به همين دليل موتورهاى توربوشارژ شده عموما بيش از ۱۰۰ اسب بخار به ازاى هر ليتر حجم موتور توليد مى كنند در حالى كه موتورهاى معمولى (بدون توربو يا سوپر شارژر) نمى توانند به اين رقم دست پيدا كنند. يك توربوشارژر از دو توربين تشكيل شده است ; يكى در جريان گازهاى خروجى (توربين خروجى) و ديگرى در جريان هواى ورودى به موتور (توربين كمپرسور) قرار دارد. بار خروج گازها از موتور توربين خروجى كه به توربين كمپرسور متصل است شروع به چرخش مى نمايد و در نتيجه با حركت توربين كمپرسور; هواى ورودى به موتور نيز فشرده مى شود و فشار درون سيلندر بالا مى رود; دقيقا شبيه تكان دادن قوطى نوشابه. توربوشارژر ها به طور مستقيم مسايل اقتصادى موتور را بهبود نمى بخشند. چيزى كه آن ها ارائه مى كنند دريافت بيش ترين قدرت از موتورهاى كوچك است. فايده آن ها شبيه سيستم غير فعال سازى سيلندر است يعنى مى توان قدرت مورد نياز را از حجم موتور كمتر گرفت در نتيجه سوخت كمترى نيز مصرف مى شود و بازدهى افزايش مى يابد. با اين حال اگر يك يا دو توربوشارژر بر روى يك موتور بزرگ نصب شود توان خروجى به يك عدد نجومى خواهد رسيد. زمان بندى و جابجايى متغير سوپاپ ها موتور خودروها (به جز موتور وانكل كه تنها در مزدا۸ RX- استفاده مى شود) از سوپاپ ها براى ورود سوخت و هوا به سيلندر و خروج دود از آن استفاده مى كنند. اين سوپاپ ها در حقيقت صفحه هاى گردى هستند و هر كدام حفره اى را پوشش مى دهند (به اين حفره پرت يا دروازه ورود يا خروج نيز گفته مى شود). زمانى كه سوپاپ از جلوى اين حفره جابه جا مى شود هوا به داخل موتور وارد; يا از آن خارج مى شود. زمانى كه سوپاپ بسته شده و در نشيمنگاه خود قرار مى گيرد هوا امكان خروج از سيلندر را پيدا نمى كند. در دور موتور ۶۰۰۰ كه نزديك محدوده قرمز موتور در اغلب خودروهاست هر سوپاپ ۵۰ مرتبه در هر ثانيه باز و بسته مى شود. حتى در سرعت هاى پايين تر زمان بندى; مدت و ميزان باز و بسته شدن سوپاپ در مصرف سوخت موتور و قدرت آن تاثيرگذار است. در ساختارهاى متداول امكان تغيير اين زمان بندى وجود ندارد اما در گونه هاى پيشرفته نظير موتورVTEC ـ i(كنترل زمان بندى و جابجايى هوشمند) نه تنها امكان تغيير زمان بندى باز و بسته شدن سوپاپ وجود دارد بلكه مى توان ميزان بازشدن سوپاپ (ارتفاع باز شدن سوپاپ) را نيز تغيير داد. اما چه نيازى به نصب اين سيستم است؟ مطمئنا زمان بندى سوپاپ ها مصرف سوخت كمتر و قدرت بيشترى را ارائه مى كند. موتورى كه به سيستم زمان بندى متغير سوپاپ ها مجهز است مى تواند در دورهاى پايين نيز قدرت مناسبى را ارائه كند. مانند توربوشارژر; اين تكنولوژى نيز به طور مستقيم موجب كاهش مصرف سوخت نمى شود بلكه قدرت بيشترى را به موتور مى بخشد كه موجب كاهش مصرف سوخت مى شود. تكنولوژى هاى پيشرفته راهكار فعلى بشر براى سر پا نگه داشتن موتورهاى احتراقى است اما مطمئنا در آينده اى نه چندان دور اين تكنولوژى ها نيز ديگر راهگشا نخواهند بود و بايد جاى خود را به تكنولوژى هاى جديدتر و موتورهاى پاك و بدون آلاينده بدهند.
منبع: www.carx1.com