مزیت رقابتی طراحی سیستم‌های قوای محرکه

به گزارش صنعت ماشین، سال گذشته از نخستین موتور کم‌مصرف ۳ سیلندر یا ۳ استوانه ایرانی رونمایی شد. تولید این موتور که در گروه صنعتی ایران خودرو طراحی و ساخته شده، زمستان ۱۴۰۱ آغاز می‌شود. طراحی موتور کم‌مصرف ۳‌ استوانه ایران‌خودرو، با فرآیند الگوبرداری از موتورهای متعدد به‌روز دنیا با فناوری‌های مختلف تزریق مستقیم بنزین انجام‌شده که از سال ۹۵ در کشور آغازشده است.

شرکت تحقیق، طراحی و تولید موتور ایران‌خودرو (ایپکو)، با استفاده از توانمندی‌های موجود در بخش طراحی، مهندسی و زنجیره تامین، به‌دنبال اجرای این طرح برای رسیدن به اهداف کلانی مانند مصرف سوخت کمتر از ۵ لیتر در هر ۱۰۰ کیلومتر پیمایش و سطح آلایندگی اروپا یورو ۶ هستند. این موتور در حالی در کشور طراحی و تولید شده که صنعت خودرو ایران جزو نخستین صنایع تحریم‌شده از سوی دولت پیشین امریکا بود.

ایجاد بسترهای رقابتی

امیرحسن کاکایی، عضو هیات‌علمی دانشکده مهندسی خودرو دانشگاه علم و صنعت: صنعت خودرو صنعتی است که شبکه‌ای از شرکت‌ها و فناوران با هم کار می‌کنند تا بتوانند محصولی با کیفیت و به‌روز و رقابت‌پذیر به بازار عرضه کنند. یک خودروساز ۵ کار اصلی را انجام می‌دهد: طراحی خودرو، تامین قطعات، بدنه‌سازی، رنگ و مونتاژ. البته درباره تامین قطعات امروز مجموعه‌سازان و قطعه‌سازان بزرگ در جهان با هم به رقابت می‌پردازند. اما به‌طور خاص در این میان موتور و گیربکس که ما به آن سیستم انتقال قدرت می‌گوییم، از اهمیت زیادی برخوردار است و یک مزیت رقابتی برای هر خودروساز در سطح بین‌المللی ایجاد می‌کند؛ بنابراین بیشتر خودروسازان بزرگ، موتورسازی مختص به خود دارند و برعکس موتورسازی‌های بزرگ جهان، عمدتا متعلق به خودروسازی‌ها است. اگر یک خودروسازی فقط در ظاهر خودرو، دارای تنوع باشد، نمی‌تواند به‌عنوان یک خودروسازی معتبر در جهان شناخته شود.  موتور، قلب طراحی یک خودرو رقابت‌پذیر است. البته سیستم‌های الکترونیکی هم امروزه به‌تدریج دارای چنین اهمیتی شده‌ و خودروسازان در این زمینه هم دست به اقدامات درون‌شرکتی زده‌اند. اما فعلا انواع شرکت که خدمات الکترونیک را در سطحی عالی ارائه کنند، وجود دارد که لزوما متعلق به خودروسازان نیستند. بنابراین می‌توان گفت مهم‌ترین بخش فناورانه یک خودروسازی همچنان سیستم انتقال قدرت است.

ما در ایران از حدود ۲۰ سال پیش تاکنون یک مرکز تحقیقات موتور داریم که به ما قدرت طراحی و بروزرسانی موتور را داده است. همان‌طور که مشاهده کرده‌اید، سال گذشته با کمترین دردسر، خودروها از یورو ۴ به یورو ۵ ارتقا پیدا کرد. علت این موضوع، رشد توان طراحی موتور در ایران بود. البته متاسفانه در زمینه امکانات تولیدی آن‌طور که بایدوشاید سرمایه‌گذاری و بروزرسانی نشده است و بنابراین آنچه مراکز تحقیقاتی و طراحی ارائه می‌کنند، به‌طور کامل اجرا نمی‌شود و کمبودهایی همچنان در بازار مشاهده می‌شود. البته یک مشکل دیگری هم که ما در ایران داریم این است که هرکسی می‌خواهد خود همه‌کاره باشد. بنابراین آن‌طور که بایدوشاید در ایران هم‌افزایی رخ نمی‌دهد و ۳۰ خودروساز دیگر حاضر به استفاده از این امکانات و طراحی‌ها نیستند. اما به‌هرحال درحال‌حاضر با داشتن امکان طراحی‌های به‌روز موتوری، دارای یک مزیت رقابتی هستیم.

اقدامات مثبت خودروساز

تا اینجا درباره موتور بود. اما در زمینه گیربکس خیلی کم‌کاری شده و با وجود اینکه سال‌هاست دارای گیربکس‌سازی هستیم اما در زمینه طراحی گیربکس و تحقیقات مرتبط در عمل اقدام جدی انجام نداده‌ایم. به‌تازگی در خبرها آمده که خوشبختانه شرکت نیرو محرکه یک مرکز تحقیقاتی و نوآوری راه انداخته است. برای این منظور ابتدا روی گیربکس ۶ سرعته کار کرده‌اند که خوشبختانه به نتیجه رسیده است. این حرکت در مقیاس بین‌المللی، حرکت کوچکی به‌شمار می‌رود. اما اگر بدانیم که ۳۰ سال است که داریم از گیربکس‌های ۵ سرعته دستی تولید داخل استفاده می‌کنیم و همچنان این تولیدات مشکلات آکوستیکی و بازدهی دارند، متوجه می‌شویم که این حرکت جدید رو به جلو چه ارزشی دارد. ای کاش همین حرکت کوچک ۲۰ سال پیش همزمان با حرکت‌ها در زمینه موتور آغاز می‌شد. این حرکت مقدماتی در راستای یک حرکت بزرگ به سمت گیربکس‌های نیمه‌اتوماتیک و تمام اتوماتیک است که امیدوارم با آمدن دولت جدید نه‌تنها متوقف نشود، بلکه سرعت بگیرد. براساس برنامه‌ریزی‌ها، به فاصله حدود دو سال می‌توانیم تولیدات این حرکت بزرگ را در بازار مشاهده کنیم. اما آنچه در نتیجه ایجاد این مرکز طراحی و تحقیقاتی نصیب ایران خواهد شد، فقط یک محصول نخواهد بود، بلکه تنوع محصولات و تکمیل توانمندی رقابتی در سال‌های آینده خواهد بود.

نکته قابل‌توجهی که باید در اینجا روی آن تاکید کنم، لزوم توسعه توانمندی تحقیقات و طراحی در ایران است. برخی مدیران صنعتی وقتی صحبت از توسعه می‌شود، فوری می‌روند با یک شرکت خارجی قرارداد می‌بندند و آن کالا را از خارج وارد می‌کنند و روی خودرو به‌کار می‌برند و آن را به‌عنوان توسعه ارائه می‌کنند. اما برای کشوری مانند ایران، که دائما تحت تحریم‌های مختلف قرار دارد، این حرکت‌ها ناپایدار هستند. در چنین شرایطی لازم است روی برخی فناوری‌ها مانند موتور و گیربکس، دارای توانمندی داخلی باشیم. به‌عنوان مثال، مدت‌هاست خودروهای اتوماتیک در سبد محصولات داریم اما عملا تولید نمی‌شوند، چرا؟ چون به‌شدت وابسته به خارج از کشور است. با توسعه توانمندی‌ها در چنین زمینه‌هایی، وابستگی به خارج از کشور کاسته خواهد شد و حتی در روابط بین‌المللی، قدرت مذاکره برای خریدی بهتر به طرف ایرانی می‌دهد.

توجه داشته باشیم که توسعه گیربکس در ایران نه‌تنها باعث تنوع محصولات می‌شود و کیفیت رانندگی را بالاتر می‌برد و به سرنشینان آرامش بیشتر را ارائه خواهد کرد، بلکه ابزاری برای کاهش مصرف سوخت و آلایندگی خواهد بود. همچنین با توجه به تغییر ذائقه ایرانی‌ها و دیگر کشورهای جهان، قدرت رقابت به محصولات ایرانی را خواهد داد. امیدواریم حرکت‌های اخیر خودروسازان به‌ویژه گروه صنعتی ایران‌خودرو، به صورت پایدار و اقتصادی از سوی مسئولان و شرکت‌ها پیگیری شود و ما شاهد تحول در سیستم‌های انتقال قدرت تولیدی داخل کشور باشیم.

مزیت موتور ۳ سیلندر داخلی

مشابه این موتور تاکنون برای هیچ‌یک از خودروهای تولید داخل ساخته و استفاده نشده و دانش توسعه و تجاری‌سازی آن در اختیار خودروسازان بزرگ جهانی است.  موتور ۳ استوانه با بهره‌گیری از دانش الگوبرداری و انتقال فناوری، تحقیق، پژوهش و تجربه، متناسب با جغرافیای ایران و قابل رقابت با موتورهای مشابه خودروسازان بزرگ جهانی است و از این لحاظ ایران را در زمره کشورهایی قرار خواهد داد که دارای مالکیت دانش طراحی و توسعه موتورهای ۳ استوانه کم‌مصرف تزریق مستقیم سازگار با محیط‌زیست است.

گفتنی است تولید نخستین موتور ۳ استوانه زمستان سال ۱۴۰۱ است و موتورهای بعدی با فاصله زمانی ۷ ماه بعد از آن وارد چرخه تولید خواهند شد.

کاهش تلفات اصطکاکی

امیرحسین شامخی، دانشیار دانشکده مهندسی مکانیک گروه خودرو دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی: در موتور تلفاتی به‌نام تلفات اصطکاکی وجود دارد که وقتی تعداد سیلندرهای موتور کاهش پیدا می‌کند، این تلفات کمتر می‌شود. هرقدر میزان تلفات اصطکاکی یک موتور کاهش پیدا کند، راندمان موتور بالاتر می‌رود. هنگامی‌که راندمان و بازده موتور بیشتر شود، مصرف سوخت موتور هم کاهش می‌یابد؛ بنابراین مزیت استفاده از ۳ سیلندر در موتور، نخست این است که با کاهش تلفات اصطکاکی بازده موتور بالاتر می‌رود و مصرف سوخت پایین می‌آید و مزیت دیگر هم این است که ابعاد و اندازه موتور کوچک‌تر می‌شود. همچنین میزان آلایندگی موتور، بستگی زیادی به نوع فناوری به‌کار رفته در آن دارد. به‌طور قطع، هرقدر در یک موتور از فناوری پیشرفته‌تر و به‌روزتری استفاده شود اینکه مثلا دارای سیستم پاشش مستقیم یا استاندارد آلایندگی یورو ۶ باشد، آن موتور وضعیت بهتری دارد.

۳ سیلندر بودن موتور خودرو در میزان مصرف سوخت و تا حدی در ابعاد موتور و مقدار آلایندگی آن تاثیر دارد. در واقع فناوری به‌کاررفته در تولید موتور نقش اساسی در کاهش آلایندگی خودرو دارد.

هرقدر تعداد سیلندرها کمتر باشد، کاهش تلفات اصطکاکی نیز بیشتر است که در کاهش مصرف سوخت هم تاثیر دارد. به‌عنوان مثال، میزان سوخت و گشتاور موتور پیکان ۱۶۰۰ CC با موتور ۱۶۰۰ CC یکی از خودروهای امروزی متفاوت است. با وجود اینکه هر دو موتور ۱۶۰۰ CC و ۴ سیلندر هستند اما یکی تولید چند دهه قبل بوده و دیگری تولید امروز است؛ بنابراین برای کاهش آلودگی هوا فناوری به‌کار رفته در موتور نقش زیادی دارد.

بنزینی که در موتور استفاده می‌شود، بخشی برای حرکت خودرو مصرف می‌شود، بخشی برای غلبه بر اصطکاک، مقداری با مکانیسم اگزوز و بخشی هم برای خنک‌کاری موتور از بین می‌رود. در واقع با کم کردن تعداد سیلندرها در موتور خودرو از تلفات اصطکاکی کاسته می‌شود. البته ده‌‌ها فناوری دیگر مانند توربو شارژ، کالیبراسیون و... وجود دارند که موجب افزایش بازدهی موتور می‌شود. تعداد سیلندر کمتر از جمله فناوری‌هایی است که روی کاهش تلفات موتور کارساز است.