موضوعنا النهاردة اللي حنتكلم عنه هو إن شاء الله لما تيجي سنة 2019 فشركة مازدا Mazda اليابانية حتصنع عربية أرخص في سواقتها من العربية الكهربية Model S اللي بتصنعها شركة تيسلا Tesla و اللي تعتبر درة تاج العربيات الكهرباء في العالم .. الفكرة بمنتهي البساطة إن شركة Mazda عملت الحاجة اللي شركات Ford و General Motors و Hyundai بقالهم سنين بيحاولوا يوصلولها و معرفوش و هي إنهم يعملوا عربية بتشتغل علي محرك إحتراق داخلي Internal Combustion Engine عادي خالص بس شغالة بفكرة محركات الديزل Diesel Engine اللي المهندسين بيسموها Compression Ignition Engines اللي انت في مصر تعرفها بإنها المحركات اللي بتشتغل بالسولار زي كل عربيات النقل و الترلات بس حلوا مشكلة ال NOx .. لحد دلوقتي فيه ناس من اللي بالذات ملهومش أوي في العربيات بيهرشوا في راسهم و مش فاهمين الألغاز اللي انا بقولها دي .. للناس دي فانا عايزكوا تركزوا معايا شوية.
اللي عملته شركة Mazda إنها جابت فكرة موتور الديزل أو الCompression Ignition Engines اللي انت بتلاقيه في عربيات النص نقل و فكرة موتور البنزين أو الSpark Ignition Engines اللي بتشوفه في أي عربية ملاكي و ضربوهم في الخلاط مع بعض و طلع في الأخر المحرك SkyActive-X و اللي الشركة بتسميه Controlled Compression Ignition Engine أو CCIE إختصاراً و له إسم ثاني اللي هو Homogeneous Charge Compression Ignition أو HCCI إختصاراً وعشان متتلخبطش في الأسامي بص خلينا نسميه سوا دلوقتي SkyActive-X .. يهمني أوي تكون فاهم هم عملوا كده ليه؟
مشكلة محركات الديزل إنها ممتازة جداً و بتديك Power حلو أوي بس مشكلتها إنها بتطلع Emissions أو إنبعاثات ضارة للبيئة من الشاكمان أهمها الNOx أو أكاسيد النيتروجين .. اللي عملته Mazda إنها عملت محرك شغال علي نفس الفكرة الأساسية لمحركات الديزل بس مش مضرة للبيئة لإن بناء علي الكلام بتاع الشركة اليابانية فالمحرك SkyActive-X بيطلع 95 جرام ثاني أكسيد كربون لكل كيلومتر و ده بيحقق شروط الإتحاد الأوروبي لسنه 2020 .. إزاي مشكلة NOx دي إتحلت؟ هم عملوا كده إنهم جزأوا شغل المحرك لمرحلتين:
- المرحلة الأولي و انت ماشي سالانسيه اللي هو انت ماشي براحة لإن الدنيا زحمة أو واقف خالص في إشارة .. في المرحلة دي المفروض إن المحرك بتاعك بيدور بRPM أو سرعة دوران بطيئة عشان يوفر شوية في الوقود اللي بيتحرق علي الفاضي .. هنا المحرك SkyActive-X بيشغل بوجيهات Spark Plugs زي اللي موجودة في أي عربية ملاكي عادية خالص بحيث إنك بدل ما تستني إن الوقود يتحرق ذاتياً مع أخر شوط الضغط في مواتير الديزل فانت تحرقه بدري .. كمان البوجيهات ممكن تستخدم لو انت بتشغل الموتور في درجات حرارة منخفضة .. من مصايب السولار إن لما درجة الحرارة بتنخفض في الشتاء تلاقي السولار بقي عامل زي السمنة و مبقاش في صورته السائلة و بيبقي صعب أوي إن الموتور يقوم لوحده بفكرة الإشعال الذاتي و دي مشكلة بيسموها Cold Start .. في الحالة دي البوجيه حيحللك المشكلة.
- المرحلة الثانية إنك ماشي بRPM عالي و ده لو السكة سالكة أو انت ماشي علي طريق سريع ساعتها انت بتمشي بالمحرك كإنه محرك ديزل عادي و من غير ما البوجيهات أو Spark Plugs تشتغل.
لو انت صدقت كلام شركة Mazda فالمفروض إن العربيه Mazda 3 لما تنزل إن شاء الله سنة 2019 حيتركب فيها المحرك SkyActive-X و بناء علي كلامهم فانت لو إشتريت العربية دي فانت حتستفيد من كذا حاجة عمرك ما إستفدتهم مع بعض قبل كده:
أولاً حتوفر سولار:
حتوفرلك في إستهلاك السولار بنسبة 20-30% و لو ده حصل فعلاً فانت لكل 100 كيلومتر بتمشيه حتستهلك 3.5 لتر سولار بس يعني لكل 100 كيلومتر حتدفع 12.77 جنيه مصري بس .. طبعاً إحنا في مصر معندناش فكرة العربيات الكهربية بس عشان توصلك الصورة كاملة .. ـقصي مدي تقدر عربية Tesla Model S إنها تمشيه بعد ما بطارياتها تتشحن بالكامل هو 500 كيلومتر و تكلفة الشحنة الواحدة 20 دولار في حين إنك لو قارنت سعر ال3.5 لتر سولار بره حتلاقيهم 19.25 دولار و دي مشكلة حقيقية حتواجه صناعة العربيات الكهربية لإن فجأة فيه شركة سيارات بقت بتصنع محرك إحتراق داخلي أرخص و مش بيلوث البيئة.
اه فيه فروقات كبيرة بين عربية Tesla Model S و بين Mazda 3 .. انت ممكن تقولي إن Tesla Model S رغم إنها عربية كهربية بتقدر تنطلق من صفر لحد 100 كيلومتر في الساعة في أقل من 3 ثواني و حاجة زي دي طبعاً Mazda 3 مش حتقدر توفرهالك .. بس علي الناحية الثانية انت تقدر تشتري 3 عربيات Mazda 3 بسعر واحدة Tesla Model S.
ثانياً حتديك عزم دوران Torque عالي:
ميزة محركات الديزل عموماً إنها بتديك Torque عالي و ده بيخليها مستخدمة مثلاً في الترلات و عربيات النقل عشان تعرف تجر حمولة ضخمة زي اللي بتشيلها التريلات .. سبب إن محركات الديزل عموماً فيها الميزة دي إن بحكم طريقة شغلها فهي لما تيجي تحرق شحنة الهواء و السولار جوه الCombustion Chamber بتلاقي طبيعي إن نسبة الهواء أعلي من نسبة السولار و ده بيسموه Lean Mixture .. تعالي انت حط للمحرك Supercharger كمان فانت بتضغط الهواء قبل ما يخش يتحرق و بالتالي انت زودت كمية الهواء اللي داخله تتحرق في Combustion Chamber و ده في المحرك SkyActive-X كفيل إنه يزودلك الTorque بنسبة ما بين 10 الي 30% لو قارنته بالTorque اللي بتاخده من محرك SkyActive-G زي الموجود في عربيات Mazda 6 .. بس مش دي القضية .. القضية إن Mazda بتقول إن المحرك الجديد كفاءته أعلي بنسبة ما بين 20-30% .. أزيدك من الشعر بيت .. لو قارنت كفاءة المحرك SkyActive-X بالمحرك اللي كان موجود في عربيات Mazda موديل 2008 حتلاقي إن كفاءته أعلي ب35-45%.
هنا انت لازم تفهم نقطة مهمة أوي عن محركات الديزل أو Compression Ignition Engines و هي إن النوع ده من المحركات التحكم أو Control فيه يعتبر مهمة صعبة أوي في الهندسة و سبب مشكلة الControl دي هي إنك كمهندس محتاج تجاوب علي سؤال واحد واضح و بسيط: هو بالصلاة علي النبي إمتي السولار بيشتعل ذاتياً داخل الCombustion Chamber أو جوه المحرك؟
لو انت عندك عربية ملاكي عادية فانت المحرك بتاعها بيسموه موتور بنزين أو الSpark Ignition Engines اللي الوقود بتاعه بنزين 80 أو 92 أو 95 يعني مش سولار .. فكرة النوع ده من المحركات إن عندك حاجة إسمها بوجيه أو Spark Plug ده وظيفته إنه يعمل شرارة تفجر البنزين و الهواء جوه المحرك .. سهولة الControl جاية إن البوجيه ده انت ممكن تتحكم يعمل الشرارة دي إمتي .. في محركات الديزل مفيهاش بوجيهات إنما انت مضطر تستني السولار لحد ما يشتعل ذاتياً بناء علي كذا حاجة .. عشان السولار يشتعل ذاتياً فيه كذا عامل مع بعض هم اللي بيحددوا ده يحصل إمتي زي درجة حرارة الجو و الضغط الجوي و جودة السولار اللي انت مستخدمه و نسبة الهوء و السولار اللي داخلين يتحرقوا سوا و هل انت عندك Turbocharger ولا لا ده غير الRPM بتاع الموتور و طبعاً حمل الموتور Engine Load و هي توقيت فتح و قفل البلوف Valve Timing مضبوط ولا لا .. كل ده بيخلي فكرة الControl علي محركات الديزل موضوع صعب أوي و مش أي شركة بتعرف تعمله.
اللي عملته Mazda إنها رمت كل ده من الشباك .. هم قالوا لنفسهم و انا إيه اللي يخليني أحط نفسي كمهندس تحت رحمة العوامل دي كلها .. طب ما أحط بوجيهات Spark Plugs جوه محرك الديزل و هي اللي تتولي إشعال السولار في التوقيت اللي انا عايزه .. طبعاً إمتي البوجيهات دي بتتشغل بيكون علي حسب الRPM زي ما شرحنا في الأول.
المصادر:
مقالة بعنوان Mazda made a game-changing fuel efficiency breakthrough other car makers have spent decades working on نشرت في Website اسمه Business Insider و ده لينك المقالة الأصلية:
https://www.businessinsider.com.au/mazda-has-made-a-game-changing-fuel-efficiency-breakthrough-other-carmakers-have-spent-decades-working-on-2017-8
مقالة بعنوان Mazda’s Upcoming SkyActive-X Compression Ignition Engine Promises Diesel-Like Fuel Economy نشرت علي Website إسمه Jalopnik.com و ده لينك المقالة الأصلية:
http://jalopnik.com/mazdas-upcoming-skyactive-x-compression-ignition-engine-1797643172
