طراحی و تکنولوژی؛ دو فاکتور مهم در کاهش سوخت خودروها

زمانی که حرف از مصرف بهینه سوخت به میان می آید، توجه بسیاری به اتومبیل های هیبریدی و الکتریکی معطوف می شود. از طرفی، تا زمانی که قرار است یک باتری در داخل بدنه ماشین تعبیه شود، مهندسان و طراحان خودرو نیز باید همه تلاش خود را برای بهبود طراحی محصولات خود به کار بگیرند و در عین حال سعی کنند مصرف سوخت خودرو را به حداقل میزان ممکن تقلیل دهند.

در ادامه این مطلب چهار حوزه مختلفی را از نظر می گذرانیم که طراحان اتومبیل سراسر دنیا تلاش داشته اند با تمرکز روی آنها، میزان مصرف سوخت خودروهای تولیدی شان را به حداقل برسانند.

با دیجیاتو همراه باشید.

ایرودینامیک

هرچه با ماشین خود سریع تر حرکت کنید، ایرودینامیک آن نیز اهمیت بیشتری پیدا می کند. به گفته مایکل هارلی تحلیلگر ارشد سایت Autoweb.com، «ایرودینامیک نقش بسیار مهمی در میزان مصرف سوخت خودرو در سرعت های بالا دارد.»

او می گوید: در محیط های شهری که ماشین برای کنار زدن هوای پیش روی خود تلاش زیادی نمی کند، می توان از ایرودینامیک چشم پوشی کرد اما در بزرگراه ها اینگونه نیست.

به گفته Sean McNamara مدیر ارشد برنامه ریزی محصولات شرکت Infiniti USA، بخش اعظمی از پیشرفت های اخیر در حوزه ایرودینامیک به خاطر تلاش خودروسازانی حاصل شده است که روز به روز توجه بیشتری به نحوه عبور کردن هوا از قسمت زیرین خودرو از خود نشان می دهند و این محدوده تا همین چند وقت پیش مورد بی توجهی شرکت های خودروساز قرار می گرفت.

او در ادامه می گوید: تا مدت های طولانی، اغلب مهندسان تصور می کردند هوایی که از قسمت فوقانی ماشین عبور می کند اهمیت بیشتری دارد اما بعدها روشن شد میزان هوایی که از بخش زیرین عبور می کند (به خصوص در ماشین های شاسی بلند) نقش به سزایی در افت سرعت اتومبیل دارد.

در خودروهای مدرن امروزی، با مسطح ساختن قسمت زیرین بدنه، تلاش شده تا این مشکل به میزان زیادی رفع گردد و برای این منظور هم سعی شده که بخش های آویزان و بیرون آمده از سطح یا بصورت کامل حذف گردند یا اینکه برای آنها پوشش جداگانه ای در نظر گرفته شود تا از این طریق از مسدود شدن هوا توسط این قطعات جلوگیری به عمل بیاید.

اما این اقدامات هم مشکلات مختص به خود را به وجود می آورد. برای نمونه در نظر گرفتن پوشش محافظ برای بخش های اضافی روی بدنه می تواند فرایند خنک سازی آنها را با مشکل روبرو کند.

هارلی در دنباله صحبت های خود به «ایرودینامیک پویا» اشاره می کند؛ قطعات مشخصی که عملکردشان به موتور الکتریکی بستگی دارد و برحسب سرعت وسیله نقلیه و ظرفیت خنک کنندگی مورد نیاز، موقعیت خود را تغییر می دهند. این قطعات آنطور که هارلی می گوید می توانند در برگیرنده بال های عقب باشند که در سرعت های بالا به صورت خودکار از جای خود خارج می شوند.

دریچه هایی که روی پنجره مشبک جلوی ماشین قرار می گیرند نیز از جمله قطعات مربوط به ایرودینامیک پویا هستند که در زمان لزوم، باز و بسته می شوند تا هوای خنک را به رادیاتور برسانند.

کالیبره کردن موتور و گیربکس

یک ماشین به طرق مختلفی می تواند سوخت دریافتی خود را مدیریت نموده و از آن استفاده کند. این مساله اغلب یک راهکاری نرم افزاری دارد؛ همان نرم افزاری که به بهینه سازی موتور و گیربکس می انجامد.

هارلی می گوید: «چند سال پیش، اغلب ماشین ها دارای گیربکس خودکار بودند که شامل سه یا چهار دنده می شد. اما این دنده با هم اختلاف زیادی داشتند؛ به معنای آنکه در شرایط مختلف رانندگی، دنده در یک وضعیت باقی می ماند. اما امروز، شرکت های خودروساز گیربکس هایی با 8 الی 9 دنده مختلف را طراحی می کنند که هم شتاب ماشین را بهبود می بخشد و هم مصرف سوخت آن را پایین می آورد.

وزن و مواد مورد استفاده

این بخش کاملا به قوانین فیزیکی باز می گردد: هرچه یک ماشین سنگین تر باشد، به انرژی بیشتری برای حرکت آن در بزرگراه نیاز خواهد بود و به همین خاطر است که تولید کنندگان خودرو همواره به دنبال راهی برای کم کردن وزن ماشین هایشان هستند. به بیان دیگر، ماشین هایی که با مواد سبک تر ساخته شوند، وزن کلی کمتری داشته و در نتیجه مصرف سوختشان نیز پایین تر خواهد بود.

McNamar می گوید: این روزها شرکت های خودروساز، در پی یافتن مواد بهتری هستند که از وزن کلی ماشین های تولیدی شان بکاهند و این یعنی به تدریج شاهد استفاده بیشتر از آلومینیوم در ساخت قطعات ساختاری (حتی در تایرهای زاپاس) خواهیم بود چراکه این ماده وزن کمی دارد و می تواند از سنگینی ماشین ها بکاهد.

البته برخی شرکت های خودروساز پیشتاز نیز به استفاده از مواد دیگری نظیر فیبر کربنی روی آورده اند تا وزن محصولات خود را به حداقل میزان ممکن برسانند، این ماده ضمن آنکه بسیار مستحکم است، وزن بسیار کمی دارد و فوق العاده هم گران تمام می شود.

همانطور که می دانید در اکثر ماشین ها، موتور و سایر قطعات در قسمت جلوی بدنه کار گذاشته می شوند و بیشتر از قسمت دماغه سنگین هستند و به همین دلیل بسیاری از شرکت های تولید کننده ماشین کاپوت خودروها و پنل های کناری آنها را از جنس آلومینویم می سازند و علاوه بر این، برای پایین آوردن وزن و ایجاد توزان کلی هم از مواد کامپیوزیتی مختلفی در داخل موتور استفاده می کنند.

به گفته هارلی، این روزها حتی برخی از شرکت های تولید کننده ماشین از آلومینویم به جای فولاد در سیستم تعلیق خودرو استفاده می کنند چراکه با این کار، علاوه بر کاهش وزن کلی ماشین، تجربه سواری سرنشینان را نیز بهبود می بخشند.

طراحی

طراحی همان فاکتوری است که شرکت های خودروساز از همان ابتدا برای کاهش مصرف سوخت ماشین به آن توجه کرده اند: هرچه تایر های یک ماشین باریک تر باشند، مصرف سوخت آن هم کمتر خواهد بود و در عوض خودرو اصطکاک کمتری با سطح جاده خواهد داشت و لغزندگی اش بیشتر خواهد بود.

البته ذکر این مساله هم خالی از لطف نیست که در سال های اخیر، تکنولوژی تایرها پیشرفت های قابل توجهی پیدا کرده است و تولید کنندگان به روش های تازه ای برای بهبود تجربه رانندگی سرنشینان و در عین حال کاهش مصرف سوخت ماشین های تولیدی شان دست یافته اند.

به گفته هارلی، اگر بخواهیم به لحاظ ظاهری بگوییم، تایرهای امروزی کاملا شبیه به نیاکان خود در چندین دهه قبل هستند اما این تصویری کاملا اشتباه است.

او در ادامه می گوید: در حال حاضر تولید کنندگان از مواد سبک و مبتکرانه ای نظیر کولار برای ساخت تایرهای بادوام و مستحکم بهره می گیرند. ترکیبات تازه ای از پلاستیک طبیعی و مرکب هم به ساخت ترکیباتی می انجامد که یک سواری بی صدا، کنترل پذیری عالی و مقاومت پایین را در حین حرکت برای شما به ارمغان می آورند.

در اغلب تایرهای پیشرفته امروزی (از انواع بدون فشار گرفته تا آنها که بدون باد حرکت می کنند) قسمت کناره ها از موادی محکم ساخته می شود و به همین خاطر می توانند حتی در زمان پنچری و یا سوراخ شدن نیز مسافت کوتاهی را طی کنند.