استفاده از سوخت‌هاي فسيلي به عنوان منبع سوخت وسايل نقليه كوچك و بزرگ، مدت‌هاست مشكلات زيادي براي جوامع بشري بخصوص ساكنان كلانشهرها ايجاد كرده است. يكي از راه‌هايي كه خودروسازان براي رويارويي با اين مشكلات به آن رو آورده‌اند، ساخت خودروي هيبريدي است.

هرچند ما حضور نسل جديد خودروها را هنوز در كشور تجربه نكرده‌ايم اما سال‌هاست اين وسايل در حمل ونقل عمومي كشورهاي پيشرفته استفاده مي‌شوند و حتي به عنوان خودروهاي شخصي و مدرن نيز در اين كشورها كاربرد يافته‌‌اند.

توجه به طراحي و ساخت خودروهاي هيبريدي در سال 2009 با جديت ادامه پيدا كرد در حالي كه صنعت خودروسازي جهان با نوسانات زيادي مواجه بود. شايد اين عرصه از فناوري را بتوان به عنوان بيشترين عرصه تأثيرپذير از بحران اقتصادي اين سال قلمداد كرد. اما حتي اين بحران مهم نتوانست مانعي براي ظهور خودروهاي فوق مدرني باشد كه يكي پس از ديگري توليد و روانه بازارهاي لوكس اروپا و آمريكا ‌شدند. البته مرسدس بنز اين بار گوي سبقت را از رقيبان ربود و با توليد خودروي هيبريدي تمام توجهات را به خود معطوف كرد. خودرويBlueHybrid 400 Mercedes S نخستين خودروي جهان به شمار مي‌آيد كه در آن، از نسل جديد باتري‌هاي ليتيوم يوني بهره گرفته شده است. بنز كه ابتدا محصول جديد خود را در نمايشگاه بين‌المللي فرانكفورت 2009 به نمايش درآورد، در گام بعدي قصد دارد آن را به ژاپن صادر كند و پس از آن، بازار آمريكا در 3 ماهه سوم سال 2010 حضور اين هيبريد كم‌مصرف و پاك را تجربه خواهد كرد.

در حالي كه برچسب قيمت محصول جديد و استثنايي مرسدس بنز 87950 دلار را نشان مي‌دهد؛ به احتمال زياد، اين خودرو يكي از گران‌ترين و لوكس‌ترين خودروهاي هيبريدي در جهان خواهد بود. اين خودرو همچنين كم‌مصرف‌ترين محصول اين شركت در رده خودروهاي سواري سدان گران‌قيمت با موتور بنزيني اعلام شده است. مرسدس بنز در اولين گام قصد دارد آن را به ژاپن صادر كند؛ چرا كه با استانداردهاي زيست‌محيطي اين كشور تطابق زيادي دارد. در مرحله بعد هم اين خودروي هيبريد كم‌مصرف و پاكيزه در 3 ماهه سوم سال 2010 وارد بازار آمريكا مي‌شود.

بنز مدل400S نخستين خودروي هيبريد با باتريion Li است. در واقع خودروهاي هيبريد فعلي از باتري‌هاي نيكل استفاده مي‌كنند. اين در حالي است كه استفاده از باتري‌هاي ليتيومي مزاياي زيادي نسبت به باتري‌هاي نيكلي دارد كه از جمله آنها مي‌توان به انرژي بيشتر، طول عمر طولاني‌تر و قابليت كاركرد در دماهاي بسيار پايين اشاره كرد. دليل اين‌كه تاكنون چنين باتري‌هايي در خودرو‌ها استفاده نشده بود عدم امكان كنترل حرارتي اين باتري‌ها بوده است. ولي به نظر مي‌رسد. شركت بنز موفق به حل اين مشكل شده و با ارائه خودروي مدلBlueHybrid 400S به عرصه جديدي در اين صنعت يا نهاده است.

ظاهرا اين خودرو نسبت به ديگر محصولات هم گروهش همچون350S حدود 21 درصد صرفه‌جويي و كاهش مصرف سوخت را به همراه دارد. ‌تركيب يك موتور 5/3 ليتري 6 سيلندر ديزلي كه 279 اسب بخار قدرت دارد و يك موتور الكتريكي كه توان آن 20 اسب بخار است، باعث مي‌شود زمان استفاده از موتور درون سوز كاهش يابد. به اين ترتيب ميزان مصرف سوخت اين خودرو تنها 9/7 ليتر در 100 كيلومتر است و در هر كيلومتر نيز تنها 186 گرم گاز دي‌اكسيد كربن از خود متصاعد مي‌كند.

يكي از برگ‌هاي برنده اين خودرو اين است كه برخلاف ساير خودروهاي هيبريدي موجود در بازار، باتري به كار گرفته شده در آن فشرده بوده و جاي بسيار كمي را در خودرو اشغال مي‌كند. در حالي كه تمايل بازارهاي جهاني به استفاده از خودروهاي برقي روز به روز افزايش پيدا مي‌كند، به نظر مي‌رسد در ماه‌هاي آتي از آن استقبال قابل توجهي شود. علاوه بر باتري‌هاي ليتيوم يوني، گيربكس 7 دنده اتوماتيك، شتاب صفر تا صد 7. 2 ثانيه و حداكثر سرعت 156 مايل بر ساعت يعني 250 كيلومتر بر ساعت از مشخصات بارز فني اين خودروي هيبريدي محسوب مي‌شوند.

به طور كلي كلاس S يكي از محبوب‌ترين محصولات مرسدس است كه به دليل طراحي زيباي خود مورد پسند عموم مردم است. اما مرسدس اين بار در400S دست به يك ريسك بزرگ زده و علاوه بر هيبريدي كردن آن، در ويژگي‌هاي ظاهري‌اش هم تغييرات اساسي ايجاد كرده است. در اين محصول اگرچه شكل چراغ‌هاي جلو تغيير چنداني نكرده، ولي نحوه آرايش لامپ‌هاي درون آن تغيير كرده است. در ضمن علاوه بر حفظ برآمدگي روي گلگير عقب، گلگير جلو نيز تا حد ممكن برآمده شده است. جلوي پنجره آن هم همانند كلاسE جديد از حالت شكسته بهره مي‌برد و محل اتصال آن با كاپوت نيز به طور كاملا محسوسي برجسته شده است. البته از آنجايي كه تاكنون اين‌گونه برش‌ها تنها روي طرح‌هاي اوليه قابل پياده‌سازي بود، به‌كارگيري آن روي يك محصول واقعي، كاري بسيار حرفه‌اي است. همچنين‌ تركيب اجزاي قرار گرفته روي سپر جلو نيز در اين محصول تغيير كرده و چراغ‌هاي مخصوص روز كه از جنسLED هستند درخشش خاصي دارند.

در كنار اين آرايش خاص رويS كلاس جديد آخرين تغييرات طراحي شركت مرسدس اعمال شده كه از آن جمله مي‌توان به قرار گرفتن نوار فلزي روي ركاب، پررنگ‌‌تر شدن چراغ‌هاي قرمز عقب و نصب اگزوزهاي دوبل فلزي روي دو گوشه سپر عقب اشاره كرد. همه اينها باعث شده‌اند محصول هيبريدي بنز علاوه بر ويژگي‌هاي فني، از لحاظ شكل ظاهري هم كاملا متفاوت و استثنايي باشد.

تامين انرژي به‌‌شيوه‌اي متفاوت

كسب نيروي هيبريدي مطمئنا پيچيده‌تر از نيروي بنزيني يا نيروي الكتريكي تنهاست. دو سيستم پيشرانه در خودروهاي هيبريدي را مي‌توان با هم به روش‌هاي مختلفي همچون سري و موازي ‌تركيب كرد.

در هيبريد موازي باك بنزين سوخت را به موتور بنزيني مي‌رساند و باتري‌ها نيز الكتريسيته را به موتور الكتريكي مي‌رساند و هر دو موتور بنزيني و الكتريكي همزمان به سيستم انتقال قدرت متصل مي‌شوند و اين قدرت به چرخ‌ها مي‌رسد. در مقابل هيبريدهاي موازي، هيبريدهاي سري قرار دارند. در اين نوع هيبريدها، موتور بنزيني ژنراتور را به حركت درمي‌آورد و ژنراتور مي‌تواند باتري‌ها را شارژ كند يا به موتور الكتريكي قدرت بدهد كه اين موتور نيز به سيستم انتقال قدرت متصل است.

بنابراين موتور بنزيني در هيبريدهاي سري هرگز به طور مستقيم به سيستم انتقال قدرت نيرو نمي‌دهد. اما نكته جالب توجه درباره موتور بنزيني اين نوع خودروها اين است كه موتور بنزيني در هيبريدي‌ها معمولا كوچك‌تر از يك خودروي معمولي است و از اين‌رو، بهره‌وري بيشتري دارد. بيشتر خودروها براي توليد نيروي كافي براي ايجاد شتاب سريع نياز به يك موتور نسبتا بزرگ دارند. در موتورهاي كوچك بهره‌وري و كارآيي مي‌تواند با كوچك و سبك كردن قطعات و نيز با كاهش تعداد سيلندرها بهبود يابد.

تلا‌ش براي فرار از بنزين

آلودگي‌هاي ناشي از خودروها و محدوديت‌هاي سوخت فسيلي كه اين روزها بيشتر مردم دنيا بخصوص ساكنان كلانشهر‌ها با خود درگير كرده باعث شده‌ كارخانه‌هاي خودروسازي برتر جهان، تلاش گسترده‌اي را براي مقابله با اين مشكلات به كار بندند و به محصولات پيشرفته و متفاوتي دست يابند. البته در ميان تمام دستاوردهايي كه طي سال‌ها بررسي و تحقيق كسب شده، به نظر مي‌رسد خودروهاي هيبريدي از اقبال عمومي بيشتري در ميان صاحبان صنايع خودروسازي و مصرف‌كنندگان برخوردار شده‌اند. بازده بالا، آلايندگي كم، پيمايش مسافت زياد، ايمني مناسب و قيمت قابل رقابت با خودروهاي متداول از ويژگي‌هاي مهم اين خودروهاست و مجموع اين مزايا مشوقي قوي بوده‌اند تا بسياري از خودروسازان بزرگ مبادرت به توليد اين خودروها در سطحي گسترده كنند ضمن آن‌كه نتايج بررسي‌هاي اخيرcontinental AG نشان مي‌دهد، هم‌اكنون علاقه‌مندي قابل ملاحظه‌اي نسبت به خودروهاي برقي و هيبريدي بين مشتريان ايجاد شده است.

بررسي‌هاي اين شركت كه حاصل نظرسنجي بيش از 8000 نفر از رانندگان در 8 بازار عمده خودروي جهان (چين، آلمان، فرانسه، انگلستان، ژاپن، استراليا، سوئيس و آمريكا) است نشان مي‌دهد، 36 درصد مشتريان به خريد خودرويي با قواي محركه هيبريد و 8/45 درصد نيز به خريد خودروي برقي تمايل دارند. البته در اين نظرسنجي، 45 درصد رانندگان اعلام كرده‌اند قيمت فزاينده سوخت، آنها را به توليد خودروهاي كم‌مصرف‌تر متمايل كرده است بخصوص اين‌كه به نظر مي‌رسد سوخت‌هاي متعارف همچون بنزين و گازوئيل در آينده گران‌تر هم خواهند شد.

چرا مردم خودرو‌هاي هيبريدي را دوست دارند

به طور كلي، به تمامي وسايل نقليه‌اي كه از ادغام 2 يا چند پيشرانه انتقال نيرو كه به طور مستقيم يا غيرمستقيم به سيستم انتقال قدرت وابسته هستند خودروهاي‌هاي هيبريدي گفته مي‌شود. خودروي هيبريدي خودروهايي است كه در آن از سوخت فسيلي الكتريكي استفاده مي‌شود. اين نوع خودروها همگي به صورت همزمان از يك سيستم ذخيره انرژي قابل شارژ و يك نيروي محركه سوخت فسيلي استفاده مي‌كنند و در مقايسه با خودروهاي عادي مصرف سوخت بسيار كم و آلودگي پاييني دارند.

در حال حاضر، تقريباً تمام خودروهاي هيبريدي از بنزين به عنوان سوخت موتور درونسوز استفاده مي‌كنند. هرچند تعدادي خودروي هيبريدي با سوخت هيدروژن يا اتانول نيز توليد شده‌اند؛ اما هيچ‌كدام تاكنون به توليد انبوه نرسيده‌اند.

اما شايد تعجب كنيد كه چرا با اين‌كه بيشتر مردم با خودروهاي بنزيني خيلي راحت هستند، استقبال از اين سيستم پيچيده روز به روز بيشتر مي‌شود. دليل اين موضوع را مي‌توان در 2 ويژگي خلاصه كرد؛ كاهش آلايندگي و بهبود بهره‌وري و كارآيي تفاوت خودروهاي هيبريدي با خودروهاي برقي اين است كه در خودروهاي هيبريدي، سيستم درونسوز انرژي الكتريكي را تأمين مي‌كند، اما در خودروهاي برقي، باتري‌ها از منابع بيروني (برق خانگي) شارژ مي‌شوند. خودروهاي هيبريدي، در واقع نوع تعميم يافته خودروهاي برقي خالص هستند كه معايب خودروهاي برقي خالص تا حدود زيادي در آنها برطرف شده است و مي‌توان گفت معايب خودروهاي احتراق داخلي نيز تا حدودي در آنها برطرف شده است.

از مزاياي مهم اين خودروها نسبت به خودروهاي احتراق داخلي، كاركرد در دور و بار ثابت است و در واقع در نقطه بهينه خود كار مي‌كنند كه اين امر باعث بالا رفتن بازده موتور و كاهش آلودگي و پايين آمدن مصرف سوخت مي‌شود و ديگر اين‌كه هنگام‌ ترمزگيري يا شتاب منفي، انرژي به صورت الكتريكي در باتري‌ها ذخيره مي‌شود و همين مساله باعث كاركرد كمتر موتور احتراقي خواهد شد كه مجددا منجر به كاهش آلودگي و پايين‌آمدن مصرف سوخت مي‌شود. مزيت ديگر اين خودروها نسبت به خودروي برقي خالص، قابليت پيمودن مسيرهاي طولاني در هر بار شارژ كردن باتري است.

ويژگي‌هاي متمايز در هيبريد‌آبي بنز

400S از يك گيربكس هفت سرعته اتوماتيك موسوم بهG Tronic سود مي‌برد و براي افزايش بازدهي نيز از سيستم‌هايي نظير بازيابي انرژي‌ ترمز و توقف حركت استفاده مي كند. براي بازيابي انرژي‌ ترمز، اين خودروهاي مدرن انرژي سينتيكي‌ ترمزگيري را در باتري‌ها ذخيره مي‌كنند. در واقع هنگامي كه موتور توان كمتري مصرف مي‌كند، موتور درونسوز، ژنراتوري را به حركت در مي‌آورد تا انرژي الكتريكي در باتري ذخيره شود و همزمان يك موتور الكتريكي را به حركت در مي‌آورد كه باعث حركت خودرو مي‌شود.

به اين ‌ترتيب انرژي، بازيابي و در باتري ذخيره مي‌شود. براي اين‌كه با جزييات اين فرآيند بيشتر آشنا شويد بهتر است بدانيد كه در خودروهاي عادي هنگامي كه شما پدال‌ ترمز را فشار مي‌دهيد، انرژي خودرو هدر مي‌رود. هرچه خودرو سريع‌تر حركت كند، انرژي جنبشي بيشتري دارد. ترمز كردن، اين انرژي را هدر مي‌دهد و به گرما تبديل مي‌كند؛ اما در خودروهاي هيبريدي مي‌توان مقداري از اين انرژي را بازگرداند و مجدد در باتري ذخيره كرد. اين كار با سيستم بازيابي انرژي‌ ترمز انجام مي‌گيرد. در اين حالت موتور الكتريكي به مانند يك ژنراتور رفتار مي‌كند و ضمن كند شدن حركت ماشين، انرژي جنبشي را صرف شارژ كردن باتري مي‌كند.

اما از ميان ويژگي‌هاي بارز و متفاوتي كه براي400S و تا حدودي براي خودرو‌هاي هيبريدي ديگر مي‌توان قائل شد، خاموش و غير فعال شدن موتور بنزيني در مواقعي است كه به عنوان منبع تامين سوخت استفاده نمي‌شود. در واقع يك خودروي هيبريدي هميشه نياز به روشن بودن موتور بنزيني ندارد. بنابراين در بعضي مواقع براي مثال هنگامي كه پشت چراغ قرمز مي‌ايستد، موتور بنزيني خودروي هيبريدي خاموش مي‌شود.

اما استفاده از اصول ايروديناميك براي كاهش نيروي فشاري هوا در طراحي اين خودروها در كنار به كارگيري مواد سبك وزن در ساختار آنها باعث شده تا تفاوت اساسي ديگري در آنها نسبت به محصولات عادي ايجاد شود.

راه مطمئن براي كاهش نيروي فشاري هوا، كاهش بخش‌هاي اضافي ناحيه جلوي اتومبيل تا حد امكان و به كار بردن اصول ايروديناميك در اين بخش است. ضمن آن‌كه كاهش اشياي خارجي روي بدنه خودرو و نيز حذف بعضي از آنها هم مي‌تواند در بهبود ايروديناميك آن موثر باشد. در اين ميان از آنجايي كه كاهش وزن كل آن راه ساده‌اي براي افزايش كارايي خودرو محسوب مي‌شود، به همين دليل از مواد كامپوزيتي همچون فيبر كربن يا فلزات سبك وزن مانند آلومينيوم و منيزيم در ساختار آنها استفاده مي‌شود. اما اين تفاوت‌ها تنها به ساختار كلي خودور خلاصه نمي‌شود. چراكه حتي لاستيك‌هاي خودروهاي هيبريدي هم خاص هستند. در واقع آنها از يك تاير مخصوص استفاده مي‌كنند كه سفت‌تر و پربادتر بوده و نيز فشار زيادتري نسبت به تايرهاي معمولي دارد. نتيجه اين كار باعث كاهش نيروي درگ به نصف نسبت به تايرهاي معمولي مي‌شود.

منبع: جام جم