Ενέργεια

Παρά τις αυξανόμενες τιμές και τους φόβους για πιθανή έλλειψη πετρελαίου, το πάθος των Αμερικανών για τα μεγάλα οχήματα με κινητήρες V-8 που καταναλώνουν αδηφάγα βενζίνη φαίνεται ότι δεν θα καταλαγιάσει σύντομα. Ωστόσο, αποτελεί ειρωνεία το ότι ο τυπικός οδηγός σπανίως χρησιμοποιεί μεγάλο μέρος της συνολικής ιπποδύναμης που κρύβεται κάτω από το καπό του αυτοκινήτου του. Τα σημερινά επιβατικά αυτοκίνητα κλειστού τύπου αποδίδουν μέχρι και 300 ίππους, ωστόσο μόλις 30 ίπποι επαρκούν για σταθερή πορεία σε λεωφόρους και εθνικές οδούς. Οπότε, εκτός από τις περιπτώσεις όπου ένα μεγάλο αυτοκίνητο ή φορτηγό κινείται με μεγάλη ταχύτητα, ανεβαίνει ένα λόφο ή σύρει πίσω του ένα ρυμουλκούμενο όχημα, η οκτακύλινδρη μηχανή του δουλεύει στην ουσία η «μισή» ―και με μειωμένη απόδοση, αφού, όταν από τον κινητήρα δεν ζητείται το μέγιστο φορτίο, αυξάνεται η κατανάλωση καυσίμου.

Οι μηχανικοί συστημάτων μετάδοσης κίνησης της DaimlerChrysler και της General Motors ασχολήθηκαν με αυτό το πρόβλημα και τελειοποίησαν τον τρόπο μεταμόρφωσης ενός βενζινοβόρου κινητήρα V-8 στον οικονομικότερο V-4 και αντιστρόφως, κατ’ απαίτηση του οδηγού. Αφήνοντας λίγο το γκάζι, αναστέλλεται η λειτουργία όσων κυλίνδρων δεν κρίνεται απαραίτητη, γεγονός που επιτρέπει στους υπόλοιπους ενεργούς κυλίνδρους να λειτουργούν με μεγαλύτερη θερμική και μηχανική απόδοση. Το αποτέλεσμα είναι 6% με 20% μεγαλύτερη εξοικονόμηση καυσίμου, ανάλογα βέβαια με το πώς ο οδηγός χρησιμοποιεί το όχημά του.

Οι κατασκευαστές αυτοκινήτων είχαν και κατά το παρελθόν δοκιμάσει την παραπάνω λύση. Δυστυχώς, όμως, η πρώτη απόπειρα μαζικής παραγωγής ―ο κακότυχος κινητήρας V-8-6-4 της Cadillac, του 1981― έπασχε στη μετάβαση λειτουργίας του κινητήρα από το μέγιστο απαιτούμενο σε μικρότερο φορτίο. Τα συστήματα που ακολούθησαν ήταν βελτιωμένα αλλά πιο ακριβά, γεγονός που περιόρισε την εφαρμογή τους μόνο σε αυτοκίνητα πολυτελείας, όπως τα πρόσφατα μοντέλα S-Class της Mercedes Benz. Από τότε όμως, οι απαραίτητες ηλεκτρονικές βαλβίδες και υπολογιστές έχουν φθηνύνει πολύ.

Τα τρέχοντα σχέδια των δύο κατασκευαστών αυτοκινήτων είναι παρόμοια. Στην περίπτωση της GM, όπως εξηγεί ο μηχανικός της Allen Rayl, το σύστημα ενεργοποιείται όποτε ένας υπολογιστής αποφαίνεται ότι και μόνο οι 4 από τους 8 κυλίνδρους επαρκούν για να ικανοποιήσουν τις απαιτήσεις για ροπή που έχει ο οδηγός. Ο υπολογιστής απενεργοποιεί τότε τους υπόλοιπους κυλίνδρους στη σειρά έναυσης, θέτοντας εκτός λειτουργίας τις αντίστοιχες βαλβίδες του κινητήρα που ελέγχουν τους κύκλους εισαγωγής και εξαγωγής.

Στις οδικές δοκιμές, η μετάβαση από τους 8 κυλίνδρους στους 4 και τανάπαλιν ήταν, σε μεγάλο βαθμό, ανεπαίσθητη, χάρις στις ηλεκτρονικές βαλβίδες που επενεργούσαν για να αναπτύξουν την ίδια ροπή ανεξάρτητα αν λειτουργούσε το σύνολο των κυλίνδρων ή μόνο οι μισοί. Εν τω μεταξύ, παθητικά αντίμετρα ―«υδραυλικές» βάσεις κινητήρα, μεγεθυσμένοι σιγαστήρες, εύκαμπτοι σύνδεσμοι― καλύπτουν επιτυχώς το θόρυβο και τους κραδασμούς που δημιουργούνται όταν ο κινητήρας δουλεύει σε διαφορετικές ταχύτητες.

Παρά την τρέχουσα συσχέτισή της με μεγάλη κατανάλωση βενζίνης, «η απενεργοποίηση κυλίνδρων προσφέρει την καλύτερη εξοικονόμηση καυσίμου» ισχυρίζεται ο Alan Falkowski, επί κεφαλής της ομάδας ανάπτυξης της Chrysler. Αυτό, βεβαίως, είναι περισσότερο ευπρόσδεκτο από την κατασκευή μικρότερων και ελαφρύτερων οχημάτων, τα οποία πολλοί Αμερικανοί αποστρέφονται. Σχεδόν όλες οι υπόλοιπες τεχνολογίες εξοικονόμησης καυσίμων ―προηγμένα συστήματα μεταβλητού συγχρονισμού βαλβίδων, πετρελαιοκινητήρες, βενζινοκινητήρες άμεσης έγχυσης και, τέλος, η τρέχουσα αδυναμία των καταναλωτών, τα ηλεκτρικά υβρίδια― συνοδεύονται από μεγαλύτερη μηχανική πολυπλοκότητα και υψηλότερο κόστος, ή και τα δύο.

Σημειωτέον ότι ο αριθμός των κινητήρων που θα ενσωματώσουν τη νέα τεχνολογία αναστολής της λειτουργίας κυλίνδρων θα ξεπεράσει εκείνον των υβριδικών-ηλεκτρικών οχημάτων (όπως το Toyota Prius) μέσα σε 1 με 2 χρόνια. Μάλιστα, και μόνο από την πλευρά των καθαρών αριθμών, το σύνολο των λίτρων βενζίνης που θα εξοικονομείται πλέον θα ξεπεράσει την ποσότητα που έχει εξοικονομηθεί συνολικά από τα υβριδικά μοντέλα. Επιπλέον, η τάση θα επεκταθεί και στους κινητήρες V-6. Η Honda πρόκειται να ενσωματώσει την εν λόγω τεχνολογία στο Accord του 2005, ένα 6-κύλινδρο υβριδικό επιβατικό αυτοκίνητο κλειστού τύπου, και τα ημιφορτηγά Odyssey, ενώ η GM θα πράξει το ίδιο με μερικά από τα τυπικά μοντέλα της του 2006.

Επιστημονικά Νέα - Ιανουάριος, 2005