چرا فناوری سوپاپ برقی، آینده موتور احتراق داخلی را تغییر می‌دهد
تحقیق و جستجو برای دستیابی به فناوری کارآمد سوپاپ، پیشرانه سفری بی‌پایان است که با زمان‌بندی بادامک، چرخه‌های مختلف احتراق، تنظیمات خیز (Lift) و مدت زمان باز و بسته شدن سوپاپ‌ها سروکار دارد.
به همین دلیل، بعضی از شرکت‌ها معتقدند که سیستم‌های بدون بادامک، چشم‌انداز آینده برای بهبود کارایی پیشرانه احتراق داخلی هستند. شرکت بریتانیایی کم‌کان اتوموتیو (Camcon automotive) به‌دنبال حل این مشکل از زاویه‌ای دیگر است. نمونه اولیه پیشرانه‌ای که کم‌کان تولید کرده است، به‌عنوان اولین پیشرانه دارای سوپاپ‌های کنترل کاملاً دیجیتالی شناخته می‌شود.
رویکرد کم‌کان برای زمان‌بندی سوپاپ بسیار متفاوت از سایر شرکت‌ها است. محصول این روش که فناوری سوپاپ هوشمند نامیده می‌شود، از سوپاپ‌هایی تشکیل می‌شود که به میل‌لنگ پیشرانه متصل نیستند؛ بنابراین سوپاپ‌ها خود می‌توانند به‌طور مستقل عمل کنند. علاوه‌بر این، هر سوپاپ دارای میل‌بادامک کوچک و اختصاصی خود است، که روبه‌روی میل‌بادامک‌های تکی یا چندگانه برای کنترل مجموعه‌ی سوپاپ‌ها قرار می‌گیرد. این میل‌بادامک‌های کوچک توسط موتورهای الکتریکی کنترل می‌شوند و در تعامل با موتور الکتریکی می‌توانند باز یا بسته شوند.
چنین دستگاهی به پیشرانه اجازه می‌دهد تا تغییرات دقیق (و به‌موقع) برای خیز و مدت زمان باز و بسته شدن سوپاپ‌ها اعمال کند؛ در نتیجه میزان دقیق و زمان باز شدن تحت کنترل قرار می‌گیرد و بهبود زیادی در کار پیشرانه حاصل می‌شود. برای پیشرانه‌هایی که قصد دارند قدرت کمتر یا مصرف سوخت پایینی در محدوده دور معینی داشته باشند، مشکلی از نظر سازگاری پیش نخواهد آمد و حتی می‌توان انتشار آلایندگی را نیز در دورهای بالا به‌خوبی کاهش داد.
برای خودروسازان، توانایی تنظیم زمان‌بندی سوپاپ در حین عملیات کارکردی پیشرانه، امکان تعادل مناسب قدرت، کنترل انتشار گازهای گلخانه‌ای و کاهش مصرف سوخت را فراهم می‌کند. در برخی موارد مورد نیاز مانند زمانی که پیشرانه تحت بار باشد، زمان‌بندی سوپاپ‌ها به‌صورتی انتخاب می‌شود که بهترین نسبت مخلوط سوخت و هوا وارد محفظه احتراق پیشرانه شود و قدرت بیشتری را برای حرکت خودرو فراهم کند. وضعیت مخالف نیز ممکن است؛ به‌عنوان مثال هنگامی که خودرو با سرعت ثابت در بزرگراه حرکت می‌کند، در این سیستم زمان‌بندی سوپاپ برای بهترین میزان مصرف سوخت تنظیم خواهد شد.
اگرچه تمام این تنظیمات توسط حسگرهای الکترونیکی کنترل می‌شوند، اما تنظیمات واقعی سوپاپ‌ها مکانیکی هستند. ممکن است برخی فکر کنند که این سیستم، نوعی زمان‌بندی متغیر سوپاپ (Variable Valve Timing) باشد؛ اما در حقیقت چنین نیست و به‌طور دقیق می‌توان این سیستم را به‌طور بالقوه «زمان‌بندی نامحدود سوپاپ» نامید. طبق گزارش وبگاه نیواطلس، کم‌کان سیستم سوپاپ هوشمند خود را به مدت بیش از چند هزار ساعت روی پیشرانه‌های متصل به دینامومتر آزمایش کرده است. هم‌اکنون این شرکت روی دستگاه چندسوپاپه کار می‌کند، اما بیشتر به‌دنبال پیشرفت در زمینه کنترل آلایندگی و انتشار دی‌اکسیدکربن در پیشرانه اینجنیوم جگوار (Jaguar Ingenium) است.
کم‌کان اعلام کرد که فراتر از زمان‌بندی پیشرفته در پیشرانه‌های متداول چهار زمانه، این شرکت می‌تواند سیستم خود را روی پیشرانه‌های احتراق داخلی دوزمانه نیز اجرا کند. این کار به نوبه‌ی خود به‌طور بالقوه توان خروجی را تقریباً دو برابر می‌کند. در سوی دیگر، این شرکت ادعا می‌کند که حتی می‌توان با استفاده از سیستم سوپاپ هوشمند، پیشرانه‌های ۱۲ زمانه را هم کنترل کرد؛ البته این امر موجب کسب دستاوردهای شگرفی در زمینه کاهش مصرف سوخت خواهد شد.
قبل از اینکه خودروسازان شروع به استفاده از این فناوری در پیشرانه‌های خود کنند، آزمایش‌های بیشتری لازم است. اما این فناوری در حیطه‌ی دنیای خودرو، ارزش توجه کردن و بررسی بیشتر را دارد.
نظرات