2 ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΕΣ »
Εξέλιξη κινητήρων: Από το κάρβουνο στο υδρογόνο
11.263 Επισκέψεις στο άρθρο
(31/3/2023)
Οι κινητήρες των αυτοκινήτων εξελίσσονται χωρίς παύση με σκοπό την καλύτερη απόδοση, που συνεπάγεται οικονομία καυσίμου. Ποιες είναι οι κυριότερες τεχνολογίες που άλλαξαν τον χάρτη της αυτοκίνησης;
Η εξέλιξη των κινητήρων
Η εξέλιξη των κινητήρων βενζίνης μετράει σχεδόν 200 χρόνια και αποτελεί ένα από τα πιο ενδιαφέροντα πεδία ερευνών για τους μηχανικούς, προσφέροντας διαρκώς νέες προκλήσεις και αλλάζοντας τα δεδομένα στον τομέα των μεταφορών. Εν έτη 2023 η πρόκληση ακούει στο όνομα φιλικότητα προς το περιβάλλον και περιορισμός των ρύπων. Αυτό έχει παράπλευρο όφελος τη μείωση της κατανάλωσης και «κακά τα ψέματα», η πλειοψηφία γι αυτό νοιάζεται. Πως δηλαδή θα περιορίσει τα κόστη από τα καύσιμα και ποια μοντέλα έχουν την πιο χαμηλή κατανάλωση.
Αν σου άρεσε: Κοινοποίησέ το »
Σχολίασέ το, στη σελίδα μας στο Facebook »
Ο κύκλος Όττο υπάρχει εδώ και 150 χρόνια
Κάνοντας μια σύντομη ιστορική αναδρομή, ο πρώτος κινητήρας με δυνατότητα χρήσης κατασκευάστηκε το 1860, από τον Βέλγο εφευρέτη Ζάν Ετιέν Λενουάρ, ο οποίος στην ουσία έφτιαξε μια μικρή ατμομηχανή 2 ίππων. Ωστόσο το σημείο ορόσημο ήταν το 1876 όταν ο Γερμανός μηχανικός Νίκολας Όττο, εφάρμοσε στην πράξη την καύση σε τέσσερις χρόνους, η αρχή της οποίας εφαρμόζεται μέχρι και σήμερα. Έτσι λοιπόν κάθε φορά που διαβάζετε σε δοκιμή ότι λειτουργεί σε κύκλο Όττο, να ξέρετε ότι μιλάμε για τεχνολογία με απαρχές στον 19ο αιώνα. Δε θα σας κουράσουμε άλλο με τις ιστορικές αναδρομές, θα πάμε με ένα άλμα στις αρχές της χιλιετίας.Η κυριαρχία της ατμόσφαιρας και των πολλών κυβικών (έως τις αρχές των 2000)
Πριν από 20-25 χρόνια περίπου οι πλειοψηφία των κινητήρων που κυκλοφορούσαν ήταν ατμοσφαιρικοί (χωρίς τούρμπο δηλαδή). Από μικρούς ακόμα και κάτω του 1 λίτρου σε κάποια μίνι μέχρι και μεγάλα μοτέρ 3.000 κυβικών και βάλε που τα συναντούσαμε σε πιο premium και σπορ κατασκευές.Μερικά παραδείγματα νέων μοντέλων εκείνη την εποχή είναι το Fiat Seicento των 900 κ.εκ. με τα 39 άλογα, η Toyota Corolla που έβγαινε σε 1,4 με 97 ίππους και 1,6 με 110, το αντίπαλο δέον της VW, το Golf επίσης με κινητήρες 1,4 και 1,6 λτ. με 75 και 100 ίππους, αλλά και οι πιο premium επιλογές από την Mercedes C180 με 1.800άρη κινητήρα και 122 ίππων ως την S500 με τα 4.966 κυβικά.
Το… «πρόβλημα» με τα ατμοσφαιρικά σύνολα, ήταν ο μικρός βαθμός απόδοσής τους και το γεγονός, πως για να βγάλουν την ισχύ τους έπρεπε να δουλέψουν σε πολύ ψηλές στροφές εκτινάσσοντας όμως έτσι την κατανάλωση.
Η επανάσταση με το downsizing και το τούρμπο (μέσα των Ά00s)
Η λύση λοιπόν σε αυτό το πρόβλημα ήταν η τοποθέτηση τούρμπο, το οποίο μέσω της υπερτροφοδότησης, αυξάνει την θερμική όσο και την ογκομετρική απόδοση ενός κινητήρα και μάλιστα θεαματικά. Αυτό λοιπόν με τη σειρά του, επέτρεψε στους μηχανικούς να μειώσουν τη χωρητικότητα (τα κυβικά) των κινητήρων.Εκτός του αυταπόδεικτου ότι ένας μικρότερος σε χωρητικότητα κινητήρας καταναλώνει λιγότερο καύσιμο και ρυπαίνει λιγότερο σε σύγκριση με έναν όμοιας τεχνολογίας αλλά μεγαλύτερου κυβισμού, μειώνουμε και την τιμή των απωλειών ενέργειας.
Μια τεχνολογία που εφαρμόστηκε κατά κόρον την προηγούμενη δεκαετία και έτσι είδαμε μοτέρ όπως τον εγνωσμένης αξίας 1.000άρη EcoBoost της Ford να αποδίδει έως και 140 ίππους, αλλά και 1.000άρια μοτέρ να μπαίνουν ακόμα και σε C-SUV όπως το SEAT Αteca.
Παράλληλα ωστόσο, εξελίχθηκαν και περεταίρω τεχνολογίες για τη μείωση των ρύπων-κατανάλωσης. Πιο γνωστή και υιοθετημένη από όλους τους κατασκευαστές είναι η τεχνολογία Start/Stop, που σβήνει το αυτοκίνητο όταν είναι σταματημένο, αλλά και οι τεχνολογίες απενεργοποίησης κυλίνδρων. Σε αυτές και όταν το επιτρέπουν οι συνθήκες, ο κινητήρας σταματάει έναν ή παραπάνω κυλίνδρους, μειώνοντας έτσι και τις ανάγκες του σε καύσιμο.
Ο εξηλεκτρισμός που τα άλλαξε όλα (2015 – σήμερα)
Φτάνοντας λοιπόν στο σήμερα, οι ακόμα πιο αυστηρές νόρμες της Ε.Ε. για τον περιορισμό των ρύπων, μας οδήγησε στον εξηλεκτρισμό των μοντέλων. Πλέον οι συμβατικοί κινητήρες συνδυάζονται με κάποιο ηλεκτρικό μοτέρ, το οποίο αναλαμβάνει να απαλλάξει τον κινητήρα από κάποια φορτία κατά τη λειτουργία του.Η πιο απλή μορφή είναι αυτή των ήπια υβριδικών συνόλων, όπου ο ηλεκτροκινητήρας υποβοηθά το μοτέρ με έξτρα ισχύ ή αναλαμβάνει κάποιες λειτουργίες, όπως την εκκίνηση του start/stop. Για παράδειγμα ο EcoBoost της Ford που αναφέραμε πριν, με τo έξτρα αυτό boost έχει φτάσει σε απόδοση τα 155 άλογα.
Το επόμενο στάδιο του εξηλεκτρισμού, είναι τα αυτοφορτιζόμενα υβριδικά σύνολα, μια τεχνολογία που εφαρμόζει η Toyota σχεδόν 20 χρόνια τώρα, όπου εδώ ο ηλεκτροκινητήρας μπορεί και κινεί αυτόνομα το όχημα για μικρές αποστάσεις, φορτίζοντας την μπαταρία κατά την κίνηση.
Τέλος το τρίτο στάδιο και το τελευταίο πριν τα πλήρως ηλεκτρικά μοντέλα είναι τα plug-in υβριδικά, τα οποία έχουν τη δυνατότητα να κινούνται για 50-60 χλμ. μόνο με τον ηλεκτροκινητήρα τους, με τη μπαταρία ωστόσο σε αυτήν την περίπτωση να φορτίζει μέσω πρίζας. Μια τεχνολογία που έχει επιτρέψει στους κατασκευαστές να λανσάρουν οχήματα 300 ίππων, τα οποία έχουν πραγματικές καταναλώσεις στα 5-6 λτ./100 χλμ..
Το μέλλον με τα e-Fuels, το υδρογόνο και τον πλήρη εξηλεκτρισμό
Ποιο θα είναι το επόμενο βήμα της εξέλιξης; Ήδη όπως έχουμε δει ολοένα και κερδίζουν έδαφος τα αμιγώς ηλεκτρικά μοντέλα, που αυτή τη στιγμή αποτελούν τη νο. 1 τάση. Αντίπαλο δέος ακόμα δεν υπάρχει στην πράξη, ωστόσο ένα σενάριο θέλει τους κινητήρες υδρογόνου να ανταγωνίζονται τα ηλεκτρικά, καθώς η συγκεκριμένη τεχνολογία ήδη εφαρμόζεται και σε επιβατικά οχήματα, όπως το Toyota Mirai.Επίσης μετά και τις τελευταίες εξελίξεις, έδαφος κερδίζουν και τα e-Fuels, ως μια λύση που θα μπορέσει να δώσει ζωή στους κινητήρες εσωτερικής καύσης.
Αν σου άρεσε: Κοινοποίησέ το »
Σχολίασέ το, στη σελίδα μας στο Facebook »
