هل انتهي عصر المحركات الكبيرة !

يعد تقليص حجم المحركات من الحيل التي لجأت إليها شركات السيارات بهدف تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الضارة، ومن ثم استيفاء اشتراطات المواصفة الأوروبية للعادم، والتي تشترط ألا تتجاوز نسبة الانبعاثات الضارة لجميع سيارات الركوب بحلول عام 2020 معدل 95 غرام/100 كلم من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، والتي مازالت حتى الآن 130 جم/كلم.
وأوضح البروفيسور كريستيان بايدل، مدير معهد محركات الاحتراق الداخلي وآليات الدفع، قائلاً: "على عكس المحركات الكبيرة تتميز المحركات الصغيرة بانخفاض الاحتكاك بين أجزائها الداخلية، بالإضافة إلى ما تتمتع به من خفة الوزن".
ولكن ميزة هذه المحركات لا تظهر إلا في نطاقات الأحمال الخفيفة أو بمعنى آخر لدى عدد اللفات المنخفض. وأضاف البروفيسور الألماني بايدل أن هذه الميزة تتضاءل مع الأحمال العالية؛ حيث يزيد استهلاك السيارة من الوقود، كلما زاد الضغط على دواسة الوقود.
شاحن التربو
ولاستخراج معدلات أداء كافية من المحركات الصغيرة، يتم في الغالب الاعتماد على شاحن التربو. ويساعد شاحن التربو لدى عدد لفات المحرك المنخفض على تحسين الاحتراق عن طريق ضخ المزيد من الهواء في غرف الاحتراق، وهو ما يعمل على زيادة قوة المحرك وعزم الدوران الأقصى.
وأشار رينيه ناست، الخبير لدى الهيئة الألمانية لمراقبة الجودة (TÜV SÜD)، إلى أن تقنيتي الدفع الهجين والدفع الكهربائي الخالص تندرجان ضمن الحلول الناجعة للحد من مستوي الانبعاثات الضارة للسيارات.
وأوضح كارستن غراف، الخبير لدى نادي السيارات الألماني (ADAC)، إلى أنه قد تم التغلب اليوم على ما كان يعرف بتأخر التربو (Turbo lag)، وهو ما يشير إلى تأخر استجابة شاحن التربو عند دوران المحرك بعدد لفات منخفض.
وقد قامت شركات السيارات بالتغلب على هذه المشكلة، كي تتمكن محركات التربو من دفع السيارة بهدوء وبكامل قوتها. وفي الأساس تساعد شواحن التربو على زيادة عزم الدوران لدى عدد لفات المحرك المنخفض، وهو ما ينعكس بشكل إيجابي على استهلاك الوقود عند القيادة بسرعات منخفضة.
وعلى الجانب الآخر، يري ناست أن التحميل الميكانيكي على أجزاء المحرك يزيد في حالة المحركات الصغيرة، ما ينعكس على هدوء المحرك أثناء التشغيل، وهو ما يجعل من هذه المحركات وأجزاءها ضعيفة، كما يزيد التحميل على شاحن التربو ومكوناته بشكل كبير.
ولا يعتبر كريستيان بايدل المحركات ذات السعة المنخفضة ضعيفة؛ حيث يرى أنها تخضع لمراحل التطور مثل المحركات الكبيرة، كما يؤخذ حملها المرتفع بعين الاعتبار، ويؤيده في هذا الرأي الخبير غراف بقوله: "الأمر يتعلق في نهاية المطاف بمدى متانة التصميم والمواد المستخدمة".
معاناة بدء الانطلاق
ولعوامل ترجع إلى التصميم، تعاني محركات التربو الصغيرة عند بدء الانطلاق؛ حيث تحتاج محركات التربو صغيرة السعة إلى وقت أطول لتوليد عزم الدوران الأقصى، حتى أن السائق يستشعر في بعض الأحيان أن هذه المحركات تعاني من الخمول والكسل، مثلما يقول بايدل. وقد تكون عملية الشحن ثنائية المراحل حلاً للحد من ضعف بدء الانطلاق، ولكن ليس بالشكل الكامل.
ولاستيفاء الاشتراطات القانونية تلجأ الشركات المنتجة لتطوير المحركات الاقتصادية، ولكن في معظم الحالات تدور المحركات الصغيرة حول المحركات الثلاثية الأسطوانات، التي تتميز بالهدوء وشحنها بشكل جيد، وتتراوح السعة الحجمية بين اللتر واللتر والنصف، كما أنها تكفي لسيارات الفئة الصغيرة والمتوسطة.
ومع تزايد أعداد موديلات الدفع الكهربائي والهجين يرى بايدل أن عصر المحركات المكونة من ثمانية واثنتي عشرة أسطوانة قد شارف على النهاية.