محرك «بورش المبتكر» يعيدُ كتابة هندسة السيارات

علوم وتكنلوجيا 2024/09/26
...

 جيجو مالايل
 ترجمة: شيماء ميران

يتمثل هذا الابتكار المهم في دوران عمود الكرنك حول دائرتين متحدتي المركز، ما يقلل من حركة البستن المعروف محلياً (البستم) ويحسن من كفاءة المحرك.تشير بورش إلى أنَّ تقديم براءة اختراع حديثة لمحرك سداسي الأشواط هو تحولٌ في هندسة السيارات، ما يعني أنه من المحتمل مغادرة المحركات رباعيَّة الأشواط التقليديَّة.
يعدُّ هذا الاختراع تطوراً كبيراً في تكنولوجيا محرك الاحتراق، ما يحيي الابتكار الذي لم نشهده منذ أيام محركات ذات الشوطين.
في هذا الصدد، قدمت شركة السيارات الألمانية شهادة براءة اختراع إلى مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية الأميركيَّة أوضحت فيه تفاصيل خطتها لتطوير تصميم محركٍ سداسي الأشواط.
ووفق ذلك، تعتزم بورش إضافة المزيد من الضغط والطاقة بدلاً من الاعتماد على التركيبة التقليديَّة من السحب والضغط والقوة والعادم فقط.

تطوير المحرك
يكمنُ التمييز الرئيس بين المحرك رباعي الأشواط التقليدي والتصميم السداسي الجديد هو في توقيت عمل الكامات والصمامات المنزلقة، إذ يهدف المحرك سداسي الأشواط المتقدم إلى تحسين المحركات التقليديَّة ثنائيَّة ورباعيَّة الأشواط من خلال تعزيز كفاءة الوقود وتقليل الانبعاثات.
هناك نوعان: الأول يستخدم مكبساً (بستماً) واحداً بقوة وأشواط عادم إضافية مدفوعة بالحرارة الملتقطة، والثاني يستخدم مكبسين (بستمين)، يعملان لاستبدال الصمامات المنزلقة أو زيادة الكفاءة. تعمل هذه التصاميم على تقليل تعقيد المحرك وتحسين التبريد وزيادة كفاءة مثل محركات شركة «ميللر» الأميركيَّة أو محركات «أتكينسون».
يعدُّ نهج بورش أهم انطلاقة منذ تصميم محرك «صمويل غريفين» الأصلي لمحركٍ سداسي الأشواط عام 1883.
مع أنَّ نظام محرك بورش سداسي الاشواط معقد، لكنَّ فكرته الأساسيَّة هي أنَّ عمود الكرنك يعمل من خلال دورتين، (سحب - ضغط – طاقة) ثم (ضغط - طاقة – عادم).
يتمثل الابتكار المهم في دوران عمود الكرنك حول دائرتين متحدتي المركز، أو في حلقة. ما يؤدي إلى تقصير مسافة حركة «البستم»، وتغيير نسبة ضغط المحرك، وإنشاء نقطتين ميتتين علويَّة وسفليَّة، ما يُحسن من كفاءة المحرك بالمجمل.

تحسين كفاءة الطاقة
يعتمدُ تصميم محرك بورش الجديد على هدفٍ رئيسٍ واحدٍ وهو تحقيق الحد الأقصى من الطاقة. ووفق مجلة «Road & Track” الأميركيَّة التي تُعنى بالسيارات، فإنَّ المحرك الجديد يُنتج طاقة في كل شوطٍ ثالثٍ أثناء استخدامه الأكثر كفاءة لخليط الهواء والوقود، على عكس المحركات التقليديَّة.
كما تهدف بورش إلى توسيع حدود محرك الاحتراق الداخلي أكثر. ووفق شهادة براءة الاختراع، هناك جهدٌ مستمرٌ لتحسين أداء محرك الاحتراق، مع التركيز على كفاءة الطاقة وتلبية متطلبات التشغيل متزايدة الصعوبة.
ومع ذلك، لا تقدم شهادة الاختراع أي تفاصيل بشأن كيفيَّة تعامل المهندسين مع الاهتزازات أو التوازن التوافقي ودورات المحرك في الدقيقة، أو أية مخاوف فنيَّة أخرى التي قد تثير اهتمام من لديهم خبرة عمليَّة أكبر في ميكانيكيَّة المحرك.
وبحسب موقع “نيو اطلس” فإنَّها ليست المرة الأولى التي تمَّ تطوير محرك بستة أشواط، أضافت التصاميم السابقة مثل محرك بروس كروير الديزل سداسي الأشواط، المصمم قبل عقد من الزمن، حقن الماء في الشوط الخامس وعادم البخار في الشوط السادس.
وهناك مثالٌ اخر وهو محرك “Beare Head” سداسي الأشواط، الذي يستخدم بستماً ثانياً كصمام، ليحل محل الصمامات التقليديَّة ويزيل غازات العادم. ويزعم البعض أنه محركٌ رباعي الأشواط معدّل. كما يستخدمُ تصميمٌ آخر مشابهٌ لتصميم كروير، الأشواطَ الوسطى لحقن الماء وتمدد البخار.
وبينما تميل المحركات سداسيَّة الأشواط الى أنْ تكون أكثر تعقيداً، لكنها توفر المزيد من المزايا مثل زيادة الكفاءة الحرارية (45 - 50 في المئة)، مقارنة بنسبة 30 في المئة للمحركات الرباعيَّة الأشواط النموذجيَّة، وتقليل الانبعاثات، تماماً مثل الطريقة التي حلَّت بها المحركات الرباعيَّة الأشواط محل ثنائيَّة الأشواط عالمياً.
عن انترستنغ اينجنيرينغ