موتورهاي درون سوز و محيط زيست

[Don Corleone]

شايد هيچگاه مهندساني چون اتو و ديزل كه پايه گذران موتورهاي كنوني درون سوز بودنند فكر نمي كردنند كه تا سال ها اختراعشان پاشنه آشيل صنعت خودرو خواهد بود و با ابتكارشان بيش از 500 ميليون خودرو ساخته شود اما عده معتقدنند كه موتورهاي درون سوز بايد راهي موزه شوند اما در آنسوي ميدان خودروسازان هنوز مقاوت مي كنند انها معتقدنند هنوز براي وداع زود است اما پيروان سينه چاك محيط زيست مي گويند موتورهاي پيل سوختي و هيبريدي بايد جايگزين موتورهاي دورن سوز شوند

صداي اخرين نفس هاي موتورهاي درون سوز شنيده مي شود اما صبر كنيد شايد هنوز راهي براي نجات وجود داشته باشد

شوك الكتريكي براي يك مريض اورژانسي

از سوي سازمانهاي حفاظت از محيط زيست و دولت هايي كه تحت بحران انرژي به ستوه آمده

فشار سنگيني به مهندسان مراكز تحقيقاتي جهان وارد مي شود كه يا موتورهاي درون سوز را به موزه بفرستييد و يا اين موتورها را اصلاح اساسي كنيدد آخرين برسي ها نشان مي دهد فن‌آوري‌هاي جديد در زمينه موتورهاي بنزيني، نظير كوچك‌سازي، موتورهاي با تزريق مستقيم (GDI) و سيستم سوپاپ‌هاي كاملاً متغير راهايي براي ادامه حيات موتورهاي احترق داخلي در بحران سوخت و آلايندگي خودروها در 10 سال آينده است

آلايندگي و مصرف سوخت خودروها به دليل محدوديت‌هاي زيست محيطي، ظرف 10 سال آينده بايد به ميزان قابل توجهي بهبود يابد. فن‌آوري‌هاي جديد در زمينه موتورهاي بنزيني، نظير كوچك‌سازي موتورها به لحاظ اندازه (Downsizing) با استفاده از تقويت بالاي آنها (High Boosted)، موتورهاي با تزريق مستقيم (GDI) و سيستم سوپاپ‌هاي كاملاً متغير (Fully Variable Valve Train) هم‌اكنون در حال توسعه هستند. در مورد موتورهاي ديزل نيز بخش‌هايي كه انتظار مي‌رود توسعه يابند، شامل انژكتورهاي پيزو الكتريك، ف_ * ل*_ ت ر ذرات معلق و سيستم كاتاليستهاي DeNOx هستند.

اما آيا اين راه ها همان شوك الكتريكي معروف خواهد بود در اين باره پرفسور پيشينگر مدير مركز تحقيقات موتور آلمان به ايسنا مي گويد چند سال پيش همه پيش بيني مي‌كردند كه تا امروز موتورهاي پيل سوختي جايگزين موتورهاي درونسوز خواهند شد، اما اين امر تحقق پيدا نكرد. امروزه تا جايي كه قابل پيش‌بيني است و تا حدود 15 تا 20 سال آينده ( بيشتر از اين زمان قابل پيش‌بيني نيست) بايد گفت كه موتورهاي درونسوز حرف اول را خواهند زد، چرا كه اين موتورها بازده و عملكرد مناسبي دارند و از لحاظ هزينه توليدي نيز مقرون به صرفه هستند. از سوي ديگر اين موتورها از پتانسيل بالايي براي بهتر شدن بر خوردار هستنند درنتيجه بايد گفت كه بسياري از نتايجي كه با استفاده از موتورهاي پيل سوختي به دست مي‌آيد، در صورت توسعه دادن موتورهاي درون سوز نيز قابل دسترسي است و از آن جا كه اين موتورها توجيه اقتصادي نيز دارند، حداقل در افق 20 ساله حرف نخست را در صنعت خودرو خواهند زد.

اين سخنان شايد براي دلخوشي كافي باشد اما اولين موتورهاي برون سوز پيل سوختي از امسال به طور آزمايشي وارد بازار شده اند و طي ده سال آينده اگر بحران انرژي به همين روش پيش رود و قوانين زيست محيطي سخت تر شوند موتورهاي برون سوز پيل سوختي دشمن شماره يك حيات موتورهاي درون سوز خواهند شد

با سخت تر شدن قوانين زيست محيطي بايد آلودگي به مرز صفر برسد و اين عامل تحقيقاتي هزينه بري را طلب مي كند كه سبب افزايش قيمت موتورهاي درون سوز خواهد شد



گام اول براي نجات

اولين راهي كه مراكز اروپايي براي مقابله با بحران هاي ناشي از آلودگي هوا و انرژي پيگيري مي كنند اصلاح سيستم سوخت رساني و محفظه احتراق موتورهاي ديزلي و بنزيني است و به همين دليل در خودروهاي سواري روش جديد تزريق مستقيم سوخت به كمك كاتاليست پيگيري مي شود

روش gdiدر اين ميان يكي از موفق ترين راها بوده است

ابداع سيستم‌هاي جديد تزريق با فشار بالا و پيشرفت در سيستم كاتاليست‌هاي DeNOx منجر به اولين توليد انبوه موتورهاي پاشش مستقيم بنزيني با شارژ طبقه‌اي (stratified charge direct injection gasolineengine) شده كه كاهش مصرف سوخت بين 10 تا 15 درصد را به ارمغان آورده است.

براي دستيابي به بهترين مصرف سوخت، اين موتورها در بارهاي جزئي و مخلوط هوا و سوخت بسيار رقيق كار مي‌كنند.

در بارهاي زياد يا بار كامل به منظور تامين ماكزيمم قدرت خروجي، مخلوط هوا و سوخت بصورت همگن وارد محفظه احتراق مي‌شود. براي پايداري فرايند احتراق و اجتناب از تشكيل SOOT (دوده) در بارهاي جزئي، حالت مخلوط هوا و سوخت با حركت كنترل شده هواي ورودي تامين مي‌شود. مخلوط با حركت پيچشي رو به جلو (ForwardAir Tumble) در فاصله هوايي شمع پايدار مي‌شود.

شايان ذكر است كه پايداري فرآيند احتراق در موتورهاي GDI، به دليل نسبت هوا به سوخت بالا (رقيق سوز بودن)، از چالش‌هاي اساسي اين نوع موتورهاست. در اين حالت از يك انژكتور نوع چرخشي (Swirl-Type) استفاده مي‌شود. نسل بعدي سيستم‌هاي پاشش مستقيم عملكردي شبيه به فرآيند احتراق در موتورهاي ديزل خواهند داشت؛ يعني پاشش توام با فرايند احتراق.

از آنجائي كه كاتاليست‌هاي سه راهه تنها در شرايط استوكيومتريك عمل مي‌كنند، يك سيستم كاتاليستي DeNOx بايد به مجموعه افزوده شود تا كاهش آلاينده‌ها را در فرآيند شارژ طبقه‌اي، مطمئن سازد. به همين دليل سوخت مورد استفاده نيز بايد عاري از گوگرد باشد.»

درباره استفاده از موتورهاي تزريق مستقيم سوخت دكترپيشينگر معتقد است به نظر من توجه گسترده‌اي به موتورهاي تزريق مستقيم سوخت شده است و به طور مشخص اگر اين سيستم در كنار توربو شارژر قرار گيرد، بسيار مورد استقبال قرار خواهد گرفت. امروزه در اروپا مي‌بينيم كه بنزين در رقابت با ديزل قرار گرفته است. بسياري از شركت‌هاي خودروسازي در حال توسعه موتورهاي بنزيني با توربو شارژر به همراه سيستم تزريق مستقيم هستند كه اين موتورها از لحاظ قدرت و مصرف سوخت كارايي بالايي دارند.

گام دوم براي نجات

اصلاح موتورهاي ديزلي و افزايش استفاده آن در خودروها سواري از ديگر راهاي افزايش عمر موتورهاي درون سوز است

بنا بر مطالعات انجام ‌شده به طور متوسط استفاده از موتورهاي ديزلي بجاي بنزيني 30 درصد صرفه‌جويي در پي دارد.

خودروهاي ديزلي بين 20 تا 65 درصد سوخت كمتري مصرف مي‌كنند، امروزه در خودروهاي سواري ديزلي صرف چهار ليتر به ‌ازاي هر 100 كيلومتر معمول است ولي در خودورهاي سواري بنزيني مصرف شش ليتر در هر 100 كيلومتر ايده‌آل‌ترين حالت است.

برخلاف تصور عموم كه خودروهاي ديزلي دودزا هستند با استفاده گازوييل كم‌گوگرد اين سوخت بسيار پاكتر از بنزين است.

در حالي كه در اين خودروها ميزان CO2 به اندازه 24 و CO به‌ميزان 30 درصد با استفاده از موتورهاي كاهش مي‌يابد، اما هنوز هم تردد خودروي سواري ديزلي در ايران ممنوع است.

بازده حرارتي موتورهاي بنزيني در حدود 26 درصد است. حال‌ آنكه اين بازده در موتورهاي ديزلي جديد 42 درصد گزارش شده. موتورهاي ديزلي 20 درصد افزايش گشتاور و 25 درصد افت قدرت موتور نسبت به موتورهاي مشابه بنزيني دارند.

در اين ميان شركتهاي مختلف به فكر افزايش تكنولوژي ديزلي كردن خودروها هستنند به گونه اي كه حتي شركت جنرال موتورز كه تمايل چنداني به استفاده از اين روش نداشت به اين سمت كشيده شده است با گسترش مصرف سوخت خودروهاي بنزيني، شركت جنرال موتورز برنامه جديدي را براي گسترش خودروهاي ديزلي اجرا كرده است.

موتورهاي ديزلي تنها در عرض چند سال راه درازي را طي كرده‌اند. در حالي كه در سال 1990 تنها 15 درصد از خريداران اتومبيل در اروپاي غربي نسبت به خريد خودروهاي ديزلي تمايل داشتند، اين ميزان در سال 2004 به 43 درصد رسيده است.

گروه خودروسازي جنرال موتورز نيز با هدف پاسخگويي به نياز روزافزون مشتريان برنامه جديدي براي ارائه خودروهاي ديزلي با سوخت پاك و عملكرد مناسب فراهم كرده است. آخرين گروه از خودروهاي ديزلي درحدود 10 مدل با موتور‌هايي بين 1.3 تا 3 ليتر ظرفيت و با قدرت 70 تا 184 اسب بخار را شامل مي‌شود.

در اين ميان موتورهاي 1.9 ليتري معمولي از مطلوبيت بيشتري در ميان مصرف‌كنندگان برخوردار هستند و در حال حاضر اين موتورها در خودروهاي آسترا، وكترا، سيگنوم و زفيراي شركت اپل و كاديلاك BLS و ساب 3-9 و 5-9 مورد استفاده قرار مي‌گيرند.

اين در حاليست كه در خودروهاي وكترا و سيگنوم نيز علاوه بر آسترا و زفيرا يك موتور با قدرت 100 اسب بخار در كنار موتورهاي 120 و 150 اسب بخاري به بازار معرفي شده است.

اين سه موتور توليد نيرو كه با استقبال مناسبي مواجه شده‌اند از حداكثر گشتاور 260، 280 و 320 نيوتن بر متر در سرعت‌هاي مختلف برخوردارند كه اين امر كيفيت و راحتي رانندگي را افزايش مي‌دهد.

به طور مثال موتور 150 اسب بخار آسترا 1.9 CDIT اپل/ واكس‌هال از زمان آغاز حركت تا رسيدن به سرعت 100 كيلومتر در ساعت تنها به 8.9 ثانيه زمان نياز دارد و از حداكثر سرعتي معادل 208 كيلومتر در ساعت برخوردار است.

از سوي ديگر اين موتورها كاملا مقرون به صرفه هستند. موتور 120 اسب بخار خودروي ساب 3-9 ، 1.9 TID تنها از 5.7 ليتر ديزل در هر 100 كيلومتر استفاده مي‌كند كه اين امر امكان طي مسافت 1190 كيلومتر بدون سوخت گيري مجدد را براي اين خودرو فراهم مي‌كند.

طراحي اين موتور شبيه تمام موتورهاي 1.9 ليتري است - چهار سيلندر، ظرفيت 1910CC ، توربوشارژر با خنك كننده داخلي و روش‌هاي تزريق مستقيم - اما تامين سوخت سيلندرها نيز از طريق يك سيستم ريلي جديد با 1600 بار فشار انجام مي‌شود. اين موتور كه از 150 اسب بخار قدرت برخوردار است از تكنولوژي 4 سوپاپ متغير در هر سيلندر استفاده كرده و اين در حاليست كه موتورهاي ضعيفتر از يك سوپاپ داخلي و خارجي براي هر سيلندر برخوردار هستند.

تمام مدل‌هاي اپل، ساب و كاديلاك با موتورهاي 1.9 ليتري از ف_ * ل*_ ت ر محافظ ديزلي برخوردارند كه اين سيستم هوشمند احتياجي به افزودني‌هاي سوخت ندارد و در نتيجه از ويژگي‌هاي مثبتي نسبت به نقاط ضعف مدل‌هاي قبلي سود مي‌برد.

از سوي ديگر با استفاده از سيستم نوين استفاده شده دراين موتورها با وجود نصب ف_ * ل*_ ت ر تغييري در ميزان مصرف سوخت به وجود نخواهد آمد و اين ميزان افزايش نخواهد يافت.

سيستم پاك كننده در كنار يك دودگير در نزديكي موتور و يك سيستم پاك كننده ديگر در زير خودرو با هدف كاهش ساير آلاينده‌ها مانند مونواكسيد كربن (CO)، هيدروكربن‌ها (HC) و ذرات دوده به فعاليت مي‌پردازد.

در زمينه اطلاعات فني موتور‌هاي 1.9 ليتري ديزلي لازم به ذكر است كه هر سه موتور 100 ، 120 و 150 اسب بخار 4 سيلندر بوده و در حالي كه دو موتور اول 8 سوپاپ دارند در موتور 1.9 CDIT با قدرت 150 اسب بخار از 16 سوپاپ استفاده شده است



چند گام به جلو

قوانين اروپايي روي آلاينده‌هاي خطرناك اگزوز كه در سال 2000 نسبتا سختگيرانه به اجرا درآمد بار ديگر در سال 2005 سختگيرانه‌تر شد. محدوديت‌هاي استاندارد آلايندگي EURO IV براي آلاينده‌هاي HC و NOX و ذرات معلق حدود 50 درصد سطح كنوني اين گازهاي مضر است. (استاندارد آلايندگي اروپا در سال 2004 مطابق با استاندارد EURO III است). مرحله بعد در استانداردهاي اروپايي كهEURO V ناميده مي‌شود احتمالا با تمركز روي ذرات معلق، به بهينه‌سازي بيشتري نياز دارد.

از سوي ديگر در استاندارد آمريكايي TIER 2 كاهش مرحله به مرحله NMOG (گازهاي اورگانيك غير متان) و كاهش متوسط NOX ناشي از ناوگان اتوبوسراني از سال 2004 تا 2007 مد نظر است. از سال 2003 به بعد در كاليفرنيا بايد حداقل 10 درصد فروش هر سازنده خودور، خودروهايي با آلايندگي صفر يا معادل آن باشد. نگراني در مورد اثر گازهاي گلخانه‌اي، خودروسازان اروپايي را وادار كرده است كه تا سال 2008 خودروهايي توليد كند كه متوسط CO2 منتشره از آنها زير 140 gr/Km باشد. يعني كاهش مصرف سوخت بايد به ميزان بيش از 25 درصد در مقايسه با سطح تعيين شده در سال 1995 باشد. همچنين كاهش بيشتر به سطح 120 gr/Km تا سال 2012 نيز در سال 2003 تحت بحث و بررسي قرار گرفت.

از طرفي همزمان با طرح مباحث آلايندگي، مشتريان نيازمند ايمني و آسايش بيشتري نسبت به سابق خواهند بود كه اين مساله تنها با افزايش وزن خودرو ميسر خواهد شد و واضح است كه اين موضوع با مصرف كمتر انرژي منافات دارد. همچنين ضمن حفظ حداقل عملكرد خودرو، در عين حال نبايد هزينه مالكيت خودرو افزايش يابد. با توجه به افزايش فشارهاي زيست محيطي به غير از دو راه گفته شده براي افزايش طول عمر موتورهاي درون سوز چند روش ديگر نيز مورد توجه است

هدف اصلي در توسعه موتورهاي اشتعال جرقه‌اي، بهبود مصرف سوخت و در نتيجه كاهش انتشار گاز CO2 است. از ديدگاه ترموديناميكي، دستيابي به راندمان بيشتر، با عملكرد موتور در بارهاي زياد و كاهش در افت تبادل گاز و حرارت در بارهاي جزئي ممكن است.

راه‌حل‌هاي فني براي اين منظور عبارتند از: كوچك‌سازي سايز موتورها و استفاده از سوپر شارژ، فن‌آوري سوپاپ‌هاي كاملا متغير



* كوچك‌سازي (DOWNSIZING)

يك استراتژي براي بهبود قابل توجه در مصرف سوخت، كاهش حجم جابجايي موتور با حفظ شكل منحني گشتاور است. با افزايش فشار تغذيه تا 5/2 بار و كاهش نسبت تراكم در بارهاي زياد مي‌توان به اين هدف دست يافت. مصرف سوخت ويژه در بارهاي جزيي در حدود 5/2 درصد بهبود يافته است.

سوپر شارژهاي مكانيكي با راندمان بالا دستيابي به گشتاورهاي لحظه‌اي و بالا را فراهم مي‌كند. استفاده از سوپرشارژ منجر به پديده ناك يا ضربه در بارهاي زياد مي‌شود. براي جلوگيري از اين موضوع يك سيستم نسبت تراكم متغير ابداع شده است تا با كاهش نسبت تراكم، دستيابي به فرايند احتراق بدون ناك را در بارهاي زياد ممكن سازد؛ در حالي كه قادر است در بارهاي جزيي، تراكم بهينه را حفظ كند.



* سيستم سوپاپ‌بندي كاملا متغير

با سيستم سوپاپ‌بندي كاملا متغير مي‌توان روش‌هاي مديريت سيلندر و سوپاپ‌ها را معرفي كرد. در حال حاضر سوپاپ‌هايي ساخته شده‌اند كه قادرند با استفاده از نيروي الكترومغناطيسي و يك بازو مابين فنرهاي مكانيكي، هرگونه پروفيل باز و بسته شدني را براي سوپاپ‌ها ايجاد كند. با كنترل جريان الكتريكي، بازو مي‌تواند در موقعيت انتهايي خود نگه داشته شود، بنابراين سوپاپ مطابق با نياز مي‌تواند باز يا بسته نگه داشته شود. از آنجائي‌كه زمانبندي سوپاپ‌ها مي‌تواند به صورت آزادانه تنظيم شود، جرم هواي ورودي و گازهاي باقيمانده را مي‌توان با سوپاپ‌ها تعيين كرد.

بدين وسيله مي‌توان از افت دريچه گاز اجتناب كرد و ميزان تشكيل NOX را در بارهاي جزئي كاهش داد. از آنجايي كه در اين روش زمان‌بندي هر سوپاپ براي هر سيلندر را مي‌توان به صورت جداگانه تنظيم كرد، بنابراين فعال يا غير فعال كردن هر سيلندر با اين روش ميسر مي‌شود(Cylinder CutOff).

اندازه‌گيري مصرف سوخت نمونه‌هاي ساخته شده بر اساس اين تكنيك، كاهش مصرف سوخت تا 15 درصد و در صورت بكارگيري فرايند غير فعال‌سازي سيلندرها تا 20 درصد را نشان مي‌دهد.



موتور دورگه

موتور هيبريدي از روشهاي تركيبي است كه يك موتورن درون سوز را با يك موتور الكتريكي تركيب كرده است

اولين خودروي دو رگه كه از سوي شركت تويوتا در سال 1998 ارائه شد، يك راه حل مناسب براي كاهش مصرف خودروهاي بنزيني تا حدود 50 درصد است كه مشكل مصرف زياد بنزين را بوسيله توليد اينگونه خودروها مي توان بهبود داد.

دو رگه كردن خودروها در جهان به سه روش موازي، رديفي و تركيبي انجام مي‌شود كه در روش سري ، موتور احتراق داخلي فقط كار توليد برق را انجام مي‌دهد و موتور برقي خودرو را حركت مي‌دهد. در روش موازي موتور احتراق داخلي به صورت مستقل كار مي كند و موتور برقي نيز به صورت مستقل كار مي كند و اين عملكرد از طريق يك ECU كنترل مي شود . در روش تركيبي نيز دو گونه موازي و رديفي باهم به صورت تركيب شده استفاده مي‌شوند كه اين روش بيشترين قابليت را دارد و تنها مشكل اين طرح پيچيدگي فوق‌العاده آن است.

درباره گسترش موتورهاي هيبريدي پرفسور پيشينگر معتقد است هيچ كس انتظار نداشت كه تعداد خودروهاي هيبريدي با چنين سرعتي افزايش پيدا كند. امروزه شاهد هستيم كه در حدود 700 هزار خودرو هيبريدي در سراسر جهان به فروش رسيده و اين تعدادي است كه براي اين موتورها يك رويا به شمار مي‌رفت. امروز كاملا مشخص شده است كه خودروهاي هيبريدي منافع عظيمي به همراه دارند و اين امر با تحقيقات گسترده به اثبات رسيده است. در حقيقت قديمي‌ترين هيبريد متعلق به سال 1908 است كه در حدود 100 سال از عمر آن مي‌گذرد و مدت درازي طول كشيد تا اين سيستم تجاري و مزاياي آن مشخص شود. بايد به اين مطلب اشاره كرد كه بزرگترين مزيت اين گونه موتورها اين است كه مي‌توان انرژي مورد استفاده را در توقف‌ها و سراشيبي بازيابي كرد و به جاي هدر رفتن انرژي، آن را مجددا در رانندگي به كار گرفت. اما از سوي ديگر تكنولوژي اين موتورها بسيار پرهزينه است و بايد به نحوي شرايطي را فراهم كرد كه مصرف‌كنندگان توان خريد اين خودروها را داشته باشند. به نظر من كليد اين مساله در كنار كاهش هزينه‌هاي توليد اين موتورها ، ايجاد جنبه‌هاي جذاب براي جذب مصرف‌كنندگان است كه حاضر شوند هزينه بيشتري براي خريد اين خوروها پرداخت كنند و تا به حال كشورهاي ژاپن و آمريكا در عرضه اين خودروها بسيار موفق عمل كرده‌اند. اعتقاد دارم كه آينده به خودروهاي هيبريدي تعلق دارد، اما درصد رشد تقاضا براي اين خودرو قابل پيش بيني نيست، چرا كه به طور مثال در اروپا بيش از 50 درصد به خريد موتورهاي ديزلي علاقه نشان مي‌دهند؛ در حالي كه اين موتورها در آمريكا اصلا مورد استقبال قرار نگرفته‌اند. به هر حال براي پيش بيني آينده موتورهاي هيبريدي هنوز براي قضاوت كمي زود است



هواي موتورهاي درون سوز

موتورهاي برون سوز يكي از اركان انقلاب صنعتي بودنند موتورهاي بخار حتي در اوايل قرن بيستم قلب تپنده جهان محسوب مي شدنند اما اين موتورها با اختراع موتورهاي درون سوز و توسعه آن به فراموشي سپرده شد اما بعد از سالها شايد دو موتور استرينگر و پيل سوختي بتواند دشمن قديمي خود را شكست بدهد در بين شانس موتورهاي پيل سوختي بسيار زياد است

خودروهاي پيل‌سوختي آلودگي در حد صفر و گازهاي خروجي از اگزوز آنها نيز بخار آب است در يك پيل‌سوختي انرژي شيميايي مربوط به واكنش الكتروشيميايي يك سوخت با اكسيدان مستقيما تبديل به آب، الكتريسيته و حرارت‌شده كه برق توليدي مي‌تواند موتور الكتريكي متصل به چرخ‌ها را به حركت درآورد. اين سيستم كه بسيار پرهزينه است مي‌تواند انتشار گازهاي آلوده‌كننده محيط ‌زيست را به صفر و كاهش جالب توجه در مصرف سوخت را در پي داشته باشد.

البته بررسي‌ها نشان مي‌دهد كه در خوش‌بينانه‌ترين حالت در سال 2020حكومت طولاني موتورهاي احتراق داخلي به پايان مي رسد شركت كرايسلر به همراه جي ام با تحقيقات گسترده در سال جاري اولين مدلهاي تجاري اين خودروها را به صورت آزمايشي واردبازار كرده اند اما به دليل پاره مشكلات توليد انبوه اين موتورها را تا سال2008 به تاخير انداخته اند



شوك آخر براي نجات

موتورهاي گازسوز يكي از راههاي حيات موتورهاي درون سوز هستنند البته اين موضوع تنها در مورد كشورهاي داراي گاز طبيعي صدق مي كند بر اساس برسي هاي انجام شده در سال2020بيست درصد موتور خودروها گاز سوز خواهند بود اما راهي كه شايد دوباره از سال 2020 به بعد موتورهاي درون سوز را به دشمن خود يعني موتورهاي پيل سوختي برون سوز پيروز كند هيدروژن است البته ورود هيدروژن به عنوان سوخت شايد كليد بسياري از مشكلات بشر از جمله مشكل پايان منابع فسيلي باشد

اما در زمينهاستفاده از هيدروژن در موتورهاي درون سوز تا كنون بي ام و بلند ترين گام را برداشته است مهندسان بي.ام.و خوروي هيدروژني را با موتور H2R ساخته‌اند كه با يك آرايش خورجيني و با 12 سيلندر مي‌تواند با بكارگيري سوخت هيدروژن 285 اسب بخار قدرت توليد كند.

اين خودروي جديد بي.ام.و در آخرين ركوردگيري توانسته است به 302 كيلومتر در ساعت دست يابد. موتور جديد H2R بر مبناي موتور احتراق داخلي بي.ام.و سري 7 ساخته و براي افزايش راندمان در اين موتور از زمان‌بندي متغير سوپاپ‌ها استفاده شده است. البته به دليل نوع سوخت هيدروژن و حالت گازي آن تغييراتي در سيستم سوخت‌رساني اين خودرو داده شده است.

شركت بي.ام.و قصد دارد بر اساس تجربيات به دست آمده در مدل H2R گونه‌اي از خودروهاي خود را كه هم توانايي كاركرد بر روي هيدروژن و هم توانايي كاركرد با بنزين را دارد، بسازد.

خودروي هيدروژني بي.ام.و توسط شركت تكنوسنتر كه از شركت‌هاي زيرمجموعه بي.ام.و است، ساخته شده است.مهم‌ترين تغييراتي كه دراجراي ساختماني اين موتور به نظر مي‌رسد، نوع تزريق سوخت هيدروژن است. البته نوع مواد ساخته شده براي محفظه احتراق هم بسيار جالب است. آلياژهاي به كار رفته در اين موتور شايد تا همين امروز هم جزو اسرار بي.ام.و باشد.

مهم‌ترين تفاوت بين موتوراحتراق داخلي بنزين‌سوز و هيدروژني در تفاوت ذات اين دو سوخت است. در حالي كه هيدروژن تحت فشار هواي طبيعي سريع‌تراز سوخت معمولي مشتعل مي‌شود، اما دماي احتراق آن اندكي كمتر از بنزين است. در داخل موتور سرعت احتراق بالاي مخلوط هيدروژن و هوا، دماي بيشتري در مقايسه با يك موتور بنزيني توليد مي‌ كند، بنابراين زمان‌بندي سوخت نيز بايد تغيير كند. جرقه بايد به گونه‌اي زده شود كه بهترين فشار در نقطه مرگ بالاي پيستون شكل گيرد.

يكي از مزاياي قابل توجه، فشار احتراق بالاتر از مخلوط هيدروژن و هوا و توليد قدرت بيشتر از همان مقدار انرژي است كه در يك موتور بنزيني مصرف مي‌شود؛ يعني اين كه موتور هيدروژني بازده و كارايي بيشتر دارد

اما آيا راه شركت بي ام و ادامه مي يابد در اين صورت و اگر روش بي ام و موفق از كار در آيد هيدروژن سوخت آينده خواهد بود چرا كه اين عنصر به عنوان دومين عنصر موجود در طبيعت بي پايان است و خروجي موتور نيز تنها آب است اما هنوز براي قضاوت كمي زود چرا كه آينده غير قابل پيش بينيست

نويسده:امير آزاد