نظام Start&Stop، كيف يؤثر على عمر السيارات على المدى الطويل؟

أصبحت النماذج التي تأتي بنظام Start&Stop كتجهيز قياسي أكثر فأكثر، لكن ما هو تأثيره على المدى الطويل في عمر السيارات الحديثة؟ تهدف هذه التقنية إلى توفير الوقود وقد تقلل الاستهلاك، لكن هل هي فعلاً مفيدة لعمل المحرك؟

كما تعلم بالتأكيد، فإن مساعدات التوقف والتشغيل مفيدة جداً عندما يكون استخدام السيارة حضرياً بنسبة 100%. ماذا لو كانت هذه الفائدة الصغيرة مرتبطة بتقصير العمر الافتراضي لسيارتك؟ هل كنت ستستمر في استخدامها؟

أولاً، دعنا نتعرف بعمق أكثر على تقنية Start&Stop، فهي نظام يأتي كتجهيز قياسي في معظم السيارات الحديثة، ويمكنه إيقاف المحرك عندما تكون السيارة متوقفة لتقليل استهلاك الوقود والانبعاثات. وفي السيارات الهجينة، يمكن للنظام نفسه أيضاً إيقاف محرك الاحتراق عندما تكون السيارة في حركة بأحمال تسارع منخفضة، وعند النزول على المنحدرات، وعند التباطؤ من سرعات أعلى. ويعيد المحرك التشغيل عندما يتم الضغط على دواسة القابض، أو يتم رفع القدم عن الفرامل، أو حتى عندما يكون السائق مستعداً للتحرك أو للتسارع مجدداً.

يستخدم النظام وحدة تحكم لاكتشاف متى تكون السيارة متوقفة أو عندما تعمل في ظروف حمل منخفض؛ وعند تلك النقطة يوقف حقن الوقود ويتسبب في إيقاف الشرارة في المحرك. وفي حالة السيارات الهجينة، يمكن للمحرك الكهربائي للسيارة أن يوفر كمية محدودة من عزم الدوران أثناء إيقاف المحرك، رغم أنها عادةً تكفي فقط للحفاظ على السرعة على طريق مستوٍ أو في المدينة. ويبدأ التشغيل من جديد عندما تبدأ السيارة بالتحرك، أو عند الضغط على القابض، أو عند الحاجة إلى قدرة أكبر.

Start&Stop، هل هو فعلاً جيد لسيارتك؟

تحدث العملية تلقائياً، لكن يمكن اختيار تفعيلها أو عدمه. ولتتصور الأمر، فإن محرك بدء التشغيل الكهربائي التقليدي يعمل بترس صغير يدخل في ترس حلقي كبير مثبت حول عجلة الموازنة في المحرك. أما أحدث تقنيات start&stop فهي مشابهة جداً، لكن محركاتها أقوى وأسرع في الاستجابة وأكثر متانة، وغالباً ما تُدعم بالضرورة بأنظمة كهربائية ذات جهد أعلى وببطاريات تخزين أكبر. وتُصنَّف بعضها بالرمز ‘TS’ للدلالة على ‘الملف اللولبي المزدوج‘، وهي مصممة للتعامل بسلاسة مع الحالات التي يكاد فيها المحرك أن يتوقف ثم يعاود السائق التسارع.

ما المشكلات التي قد يسببها النظام لسيارتك؟

عند الحديث عن المتانة والعمر الافتراضي، يجب تغطية جميع الجوانب المتعلقة بترس بدء التشغيل، لكن العدد الأكبر من دورات التوقف والتشغيل يؤدي إلى زيادة تآكل المحرك ما لم تُتخذ إجراءات لمنع ذلك. وقد صرّح جيرهارد أرنولد، المسؤول عن تصميم المحامل في Federal Mogul، قائلاً: “يمكن توقع أن تمر السيارة العادية بدون نظام التوقف والتشغيل التلقائي بما يصل إلى 50,000 عملية تشغيل خلال عمرها الافتراضي”. “لكن مع التفعيل التلقائي، يرتفع هذا الرقم بشكل كبير في كل مرة تتوقف فيها السيارة، ربما يصل إلى 500,000 دورة تشغيل خلال عمر المحرك”.

وهذه قفزة كبيرة تطرح تحديات كبيرة أمام متانة وعمر محامل المحرك. ومن المكونات الأساسية للمحرك، وأيضاً من أثقلها، عمود المرفق. وهو يدور من خلال سلسلة من المحاور الدقيقة على طول طوله التي تعمل داخل محامل رئيسية “بسيطة”. وهذه هي المحامل الرئيسية، ويكون التأثير أكبر على المحمل الموجود في الجزء الخلفي من المحرك والملاصق مباشرة لمحرك البدء.

عندما يكون المحرك في وضع التشغيل، فإن عمود المرفق وأسطح المحمل الرئيسية لا تتلامس، بل تفصل بينها طبقة زيت رقيقة للغاية، تُغذّى تحت ضغط وتُضخ حول أسطح المحمل بفعل دوران عمود المرفق. وتسمى هذه العملية ‘التشحيم الهيدروديناميكي‘، لكن عندما يتوقف المحرك، يستقر عمود المرفق على المحمل وتدخل السطحان المعدنيان في تلامس.

عند بدء تشغيل المحرك، توجد مرحلة قبل أن تنفصل السطحان بفعل طبقة الزيت تسمى “الحالة الحدية”، حيث يدور عمود المرفق لكن يوجد تلامس معدني مباشر بين أسطح المحامل. وهنا يحدث معظم التآكل. ويعني نظام البدء والتوقف أن الحالة الحدية قد تتكرر ربما 500,000 مرة خلال عمر المحرك بدلاً من 50,000 مرة، وستتآكل المحامل العادية بشكل أسرع بكثير.

هناك أمران يمنعان حدوث ذلك. الأول هو أن مصنعي المحامل يطورون مواد جديدة للمحامل بخصائص تشحيم ذاتي أعلى لمقاومة التآكل عند بدء التشغيل. وقد طورت Federal Mogul مادة جديدة تسمى Irox ذات طلاء بوليمري يحتوي على جسيمات أكسيد الحديد (الصدأ)، وهي في شكلها المجهري زلقة بشكل مدهش. بل إنها زلقة لدرجة أن معامل الاحتكاك لمحمل Irox أقل بنسبة 50 في المائة من محمل الألومنيوم التقليدي، وستدوم بسهولة طوال عمر محرك مزود بنظام التوقف والتشغيل.

هل يساعد start&stop على توفير الوقود؟

نعم، في الحالات التي تكون فيها متوقفاً والمحرك يعمل في وضع الخمول، مثل الازدحام المروري الشديد أو الانتظار لتغير إشارات المرور، سيوفر كمية الوقود التي كان المحرك سيستهلكها أثناء توقف السيارة.

تختلف كمية الوقود الموفرة وكثيراً ما تكون محل نقاش، وتعتمد بشكل شبه كامل على نوع القيادة التي تتم باستخدام النظام. فمن الواضح أن الوقوف لمدة أطول يعني توفيراً أكبر للوقود. وهناك أيضاً حالات لا يتم فيها تفعيل التوقف والتشغيل، مثلاً عندما يكون المحرك بارداً، إذ يكون من غير المرجح أن يتدخل النظام للسماح للمحرك بالوصول إلى درجة حرارته الكاملة. وقد لا يطفئ المحرك أيضاً إذا كانت البطارية دون مستوى معين، أو إذا فك السائق حزام الأمان، أو إذا شغّل مكيف الهواء. كما أن Start&stop مصمم أيضاً لتقليل الانبعاثات في المناطق الحضرية.