گجت نیوز آخرین اخبار تکنولوژی، علم و خودرو 
به تازگی رویداد سال 2017 جامعه مهندسان اتومبیل در دیترویت برگزار شد. این گردهمایی 12 مورد از تکنولوژی های صنعت خودرو را به ما نشان داد که می‌توانند به‌طور کلی آینده صنعت خودرو را تغییر دهند.
با توجه به پیشرفت بسیار سریع خودروسازی در چند سال اخیر، امکانات امروزه برای ما تمام و کمال به نظر می‌رسند؛ اما زمانی که فناوری جدیدی معرفی می‌شود، ظرفیت پیشرفت هرچه بیشتر در آینده صنعت خودرو را متوجه خواهیم شد. در ادامه قصد داریم نگاهی داشته باشیم به 12 فناوری جذابی که در رویداد جامعه مهندسان اتومبیل 2017 معرفی شدند.
سوپر شارژر حجم متغیر Hansen
پس از 8 سال تحقیق و توسعه شرکت Hansen Engine Technologies در مینه‌سوتای آمریکا، این شرکت نهایتا سوپرشارژر انقلابی خود را تولید کرد. سرانجام تلاش‌های هنسن منجر به معرفی سوپر شارژر حجم متغیر شد. ایده‌ی پشت پرده تولید چنین شکلی از سوپرشارژرها بسیار ابتدایی به نظر می‌رسد. مهندسان نمی‌خواستند که میل‌لنگ خودرو، انرژی خود را در ایجاد هوای فشرده‌ای صرف کند که پیشرانه نیازی به آن هوا ندارد. این شکل از سوپر شارژرها از نوع دو پیچی (Twin-screw) هستند که طرح عادی سوپرشارژرها است. در محفظه سوپرشارژر با نام هوزینگ، صفحه کشویی متحرکی جای گذاری شده است و در اوقاتی که به هوای فشرده نیازی نیست، باز شده و موجب می‌شود تا دیگر هوای فشرده‌ای توسط سوپرشارژر تولید نشود. در این شرایط تنها حالت اتلاف انرژی، مقدار اندکی است که در اصطکاک قطعات وجود داد و انرژی اضافی برای فشرده‌سازی هوا صرف نخواهد شد.
این بخش متحرک مستقیما با پدال گاز خودرو هماهنگ است. به طوری که اگر پدال گاز تا یک سوم فشار داده شود، صفحه متحرک باز خواهد بود، سپس اگر پدال تا میزان دو سوم فشار داده شود، صفحه بسته می‌شود و سوپر شارژر اقدام به تولید هوای فشرده خواهد کرد. همچنین اگر پدال گاز تا آخر فشرده شود، دور موتور تا انتها افزایش‌یافته و جعبه‌دنده نیز یک دنده‌ی معکوس اعمال می‌کند و نهایت توان خودرو نمایان می‌شود. در این وضع با بالا رفتن دور موتور خودرو، توربو شارژرهای متداول سوپاپ Wastgate را باز می‌کنند؛ اما در این نمونه‌ی جدید نیاز به چنین قطعه‌ای نیست و تخلیه فشار اضافی، با بازشدن اندک این صفحه متحرک انجام می‌شود. این مکانیسم ضمن ارائه بازده در حد توربو شارژر، مزایای اصلی سوپرشارژرها یعنی عملکرد در بازه وسیع دور موتور را نیز به خودرو عطا می‌کند. اگر باقی آزمایشات این سوپرشارژر با موفقیت به انجام برسد، طی آینده‌ای نه چندان دور، سوپرشارژرهای حجم متغیر، بازار پیشرانه‌ها را احاطه خواهند کرد.
پیشرانه تک سیلندر Monolith
این نوع پیشرانه، حاصل تلاش‌های کمپانی Monolith Engines است که دفتر مرکزی آن در ایالت ویسکانسین واقع است. این موتور هنوز تکمیل‌نشده و از همین رو نمایشگاه SAE میزبان تنها یک مدل از آن بود که با چاپگر سه‌بعدی تولیدشده بود. این بلوک کوچک، یک سیلندر با طول زیاد در خود جای‌داده و درون آن دو پیستون در سمت مخالف یکدیگر تعبیه‌شده‌اند. البته پیستون‌های به کار رفته بر خلاف پیستون‌های متداول از نوع دوطرفه طراحی‌شده‌اند. یکی اینکه در دو سمت این پیستون‌ها قابلیت احتراق و انتقال نیرو وجود دارد و با این وجود، در پیشرانه‌ی موردبحث سه محفظه احتراق تعبیه‌شده که یکی میان دو پیستون و دوتای باقی در جهت مخالف هر پیستون تعبیه‌شده‌اند. در آخر هر سیلندر دو میل‌لنگ جای گرفته که به شکل دقیقی با یکدیگر تقارن دارند. این تقارن با دقت زیاد، باعث می‌شود پیستون‌ها با دیگری هم‌مرکز بوده و به این صورت اصطکاک به کم‌ترین حالت ممکن برسد.
این پیشرانه یک زمانه یا تک سیکل نام‌گذاری شده چرا که در این موتور هیچ‌کدام از کورس‌های پیستون‌ها با تحرک پیستون دیگر صورت نمی‌گیرد و به بیان دیگر، پیستون مستقل به نیروی خود است. این پیشرانه درست مثل پیشرانه‌های دوزمانه روغن‌موتور و هوا را مخلوط نمی‌کند. موتوری که نشان داده شد، حجم 1.2 لیتر داشته و با 36 کیلوگرم وزن، ابعاد 13x30x60 دارد. با این وجود می‌توان پیش‌بینی کرد که پیشرانه توانایی تولید قدرتی معادل 200 اسب بخار را دارد. از مهم‌ترین کاربرد‌های آن می‌توان به استفاده به عنوان ژنراتور برق و موتور دوم خودروهای هیبریدی اشاره کرد.
کمک‌فنر فعال Rapa
Rausch & Pausch، شرکت قطعه ساز اهل آلمان که به نام Rapa شناخته می‌شود، ساخت سیستم تعلیق Active Body Control خودروهای مرسدس را بر عهده دارد و همچنین سیستم‌های مشابهی نیز برای سایر تولیدکنندگان خودرو می‌سازد. جدیدترین خودرو شاسی‌بلند شرکت مرسدس بنز به نام GLS که تا چند ماه دیگر روانه بازار خواهد شد، سیستم تعلیق جدیدی به همراه دارد و اولین خودرو مرسدس بنز است که کمک‌فنر روغنی فعال خواهد داشت. سیستم Active Body Control یک پمپ مرکزی دارد که وظیفه‌اش پمپ هوا یا روغن به تعلیق خودرو است؛ اما در سیستم جدید، هر چهار عدد کمک‌فنر خودرو به سیستم الکتریکی 48 ولتی متصل هستند و به صورت مستقل پمپ هیدرولیکی برقی دارند. این پمپ‌ها قادر هستند در هر ثانیه، 5 بار تغییر جهت دهند و فرکانس کارکرد 5 هرتز دارند. چنین فرآیندی به کمک‌فنرها اجازه می‌دهد که کنترل مطلوب‌تر بر تحرکات بدنه خودرو داشته باشند. این در حالتی است که سیستم تعلیق مدل‌های فعلی مرسدس بنز، فرکانس 2 تا 3 هرتز است. در مورد ساختمان داخلی آن، کمک‌فنرهای مذکور تفاوت چندان زیادی با سایر کمک‌فنرها ندارد؛ اما می‌توانند که با استفاده از اطلاعات مخابره شده از یک دوربین در جلو، خود را پیش از مواجه با پستی بلندی‌ها، آماده سازند و از این رو در هنگام رفتن خودرو در چاله، روغن به داخل کمک‌فنرها پمپ شده و تا حد امکان بدنه را ثابت نگه می‌دارد. برای رانندگی عادی و روزمره نیز این کمک‌فنرها قادرند با پمپ و جریان روغن، به تولید برق بپردازند و به عنوان یک سیستم بازیابی انرژی نقش بازی کنند. با وجود توانایی‌هایی که این سیستم دارد، پیش‌بینی می‌شود مشابه Active Body Control، در این سیستم تعلیق هم نیازی به میل موج گیر و آنتی‌رول نباشد. البته این سیستم در وضع حاضر، قیمت بالایی دارد اما در صورتی که به تولید انبوه برسد، احتمالا همانند ABC با کاهش هزینه مواجه خواهد شد.
دستگاه سی‌تی‌اسکن خودرو Caresoft
کلیه‌ی کمپانی‌های بزرگ خودروساز بخش محرمانه‌ای ترتیب دیده‌اند که محصولات تولیدکنندگان رقیب را خریداری و آزمایش می‌کنند. این بخش، خودروهای کمپانی‌های رقیب را خریداری و تکه‌تکه می‌کند تا تمامی فناوری‌های موجود در آن به صورت جداگانه موردبررسی قرار گیرد. خودرو پس از پایان تحقیقات کاملا قطعه قطعه شده و دیگر به حالت سابق باز نمی‌گردند.
اما کمپانی اهل ایلینوی آمریکا به اسم Caresoft Global Inc، روش بسیار بهتری را برای تحقیقات معرفی کرده است. دستگاه اشعه‌ی ایکس بزرگ با قدرت 9 مگاولت، اصلی‌ترین قطعه در این روش است که به نرم‌افزاری ویژه برای تجزیه‌وتحلیل داده‌ها و عکس‌ها مجهز شده است. برای درک بهتر، دستگاه‌ها سی‌تی‌اسکن که در بیمارستان‌ها وجود دارد، قدرتی حدود 100 کیلوولت دارند و می‌توانند تمام اجزای بدن انسان را تحت بررسی قرار دهد. دستگاه در محفظه وسیعی از جنس بتن نصب خواهد شد و به عنوان مثال، اسکن کامل یک دستگاه تسلا X P90D، حدود سه هفته زمان خواهد برد تا دستگاه اطلاعات را استخراج و بنابراین اطلاعات، مدل هندسی از بخش‌های مختلف خودرو تولید کند. در بخش‌هایی که قطعات خودرو به دقت بسیار بالایی در کنار هم قرار گرفته‌اند، نیاز است ابتدا دمونتاژ شده و سپس مورد اسکن قرار گیرد تا اطلاعات خروجی دقیق باشند. این سیستم همچنین توانایی محاسبه چگالی مواد را نیز دارد و به این طریق می‌تواند تعیین کند بخش‌های مختلف خودرو از چه جنسی تولید شده‌اند. این دستگاه می‌تواند موادی نظیر آلومینیوم و پلاستیک را از هم تفکیک کند. هرچند که هنوز توانایی تشخیص آلیاژها را ندارد. با این وجود اگر کمپانی قصد داشته باشد اطلاعات را در کار‌های حساسی نظیر تحلیل تست تصادف استفاده کند، هنوز نیاز است قطعات را از هم جدا کرده و به صورت جداگانه بررسی کند.
طبق ادعای Caresoft، این اسکنر هیچ آسیبی به سیستم‌های الکترونیکی خودرو وارد نمی‌کند. نرم‌افزار در نظر گرفته شده همچنین قادر است قیمت تولید قطعات را تخمین بزند. از آنجایی که هزینه‌ی کالبدشکافی خودروهای الکتریکی بسیار سرسام‌آور است، راه‌حل نرم‌افزاری Caresoft روش جایگزین بسیار مناسبی در آینده صنعت خودرو به نظر می‌رسد.
سنسور‌های سرعت توربین Jaquet
توربین‌هایی که در توربوشارژر‌ها قرار می‌گیرند، می‌توانند تا بیش از 100 هزار دور بر دقیقه چرخش داشته باشند؛ اما همه‌ی این توربین‌ها دارای حداکثر سرعت مجاز هستند. به منظور اینکه سرعت توربین‌ها از حداکثر خود تجاوز نکند، در توربین‌های بزرگ معمولا سنسور سرعت روی شفت مرکزی توربوشارژر قرار می‌گیرد تا دور توربین را محاسبه کند؛ اما چنین قطعه‌ای در خودروهای سواری که توربو‌های کوچک و فضای اندکی دارند قرار نمی‌گیرد. از همین رو، مهندسان باید به جای قراردادن سنسور از معادلات ریاضی استفاده کنند و از روش‌های دیگری برای حفظ سرعت بهره بگیرند. از طرفی این اطلاعات نیاز به صرف دقت و هزینه‌ی بالایی دارند. اما برای رفع این معضل، کمپانی سوئیسی به نام Jaquet، ایده‌ی تازه‌ای را عنوان کرده که حسگر موردنیاز در بخش خنک‌کننده توربوشارژر تعبیه می‌شود که البته این حسگر برخلاف سنسور‌های متداول، از نوع القایی است. روش کار به این صورت است که هر بار پره‌های توربین از کنار حسگر می‌گذرد جریان ضعیفی دریافت کرده و می‌تواند در سرعت‌های پایین نیز به خوبی عمل کند. هم اکنون این حسگر تنها در برخی از خودروهای بالا رده بنتلی مورداستفاده قرار می‌گیرد؛ اما در آینده صنعت خودرو این حسگر در موتورهای کوچک‌تر و ارزان‌تر نیز به کار خواهد آمد.
گوریلا گلس برای نمایشگر خودروها
گوریلا گلس پوشش شیشه‌ای است که در حال حاضر در تلفن‌های هوشمند به کار می‌رود. امسال در SAE صحبت از این بود که گوریلا گلس برای نمایشگر‌های داخل خودرو نیز به کار گرفته شود. این نوع از محافظ قابلیت استفاده به صورت انحنادار را نیز دارد و می‌توان آن را با رنگ‌های مختلف و تزئینات شخصی‌سازی‌شده تولید کرد.
محافظ نانو NBD
گفتیم که پوشش گوریلا گلس گزینه‌ی خوبی برای استفاده در نمایشگر خودروهاست اما مورد منفی در مورد گوریلا گلس این است که توانایی زیادی در جذب اثرانگشت دارد. به همین منظور، کمپانی NBD که در خصوص نانو فعالیت دارد، راه‌حل جالبی ارائه کرده است.
محصول معرفی‌شده InvisiPrint نام دارد از که مواد روغنی روی آن پراکنده می‌شود. این پوشش ماندگاری بالاتری نسبت به پوشش‌های نانو کنونی دارد. در حال حاضر بسیاری از کمپانی‌ها به دنبال بهره‌گیری از این محصول هستند و گزینه‌ی بسیار مناسبی برای استفاده در عدسی دوربین‌ها خواهد بود.
اکسل الکتریکی e-AAM
در بازار، خودروهای دیفرانسیل جلو بسیاری هستند که اکسل‌های الکتریکی دارند. اکسل جدیدی که معرفی‌شده e-AAM نام دارد. این محصول انعطاف‌پذیری بیشتری داشته و قادر است انعطاف بالاتری را برای چرخ دایره‌ی بیرونی پیچ ارائه دهد. روی این اکسل موتور الکتریکی قرارگرفته که ضریب آن 9 به 1 و 11 به 1 است و دنده سیاره‌ای موجود در آن نیز سه نوع حالت انتقال نیرو عادی، دیفرانسیل باز و حالت بردار گشتاور را ممکن می‌کند. سیستم موردبحث همچنین این قابلیت را دارد تا به مقداری که نیاز است گشتاور به چرخ‌ها منتقل کند. البته این اکسل هنوز به مرحله‌ی نهایی تولید خود نرسیده است.
اکسل کوانتومی AAM
کاربرد اصلی این نوع از اکسل برای خودرو‌هایی با دیفرانسیل عقب است و وزنی 30 درصد سبک‌تر نسبت به سایر اکسل‌ها دارد در حالی که 20 درصد گشتاور بیشتری انتقال می‌دهد. این اکسل مدولار بوده می‌تواند در خودروهای مختلفی استفاده شود. چرا که بسیاری از قطعات مختلف و بدنه‌ی آن بنا بر کاربری و طراحی خودرو قابل تعویض است. در باقی بخش‌ها می‌توان از دیفرانسیل معمولی، الکترونیکی یا قفل شونده استفاده شود. این اکسل کیفیت نصب دنده بالایی دارد و این موضوع باعث شده صدای تولیدی چرخ‌دنده‌ها به 5 دسی‌بل کاهش یابد. AAM در حال مذاکره با تولیدکنندگان مختلفی است و سعی دارد این اکسل را تا پیش از سال 2021 به خط تولید برساند و بر آینده صنعت خودرو تاثیر گذار باشد.
موتور ژنراتور CPT
فناوری انتقال نیروی کنترل شونده نظیر موتور ژنراتور‌ها مسیر تازه‌ای را پیداکرده‌اند و در خودروهای هیبریدی کاربرد زیادی دارند. موتورهای مقاومتی با وجود داشتن قدرت کم‌تری نسبت به سایر موتورها، قیمت پایین‌تری نیز دارند و ساختمان ساده‌ای را دارا هستند چرا که مگنت دائمی و سیم پیچ‌های الکتریکی در آن‌ها وجود ندارد. در سمت مقابل موتور روتور آهنی قادر است با تغییر دادن جریان، جهت چرخش را نیز عوض کند و به این دلیل در استپر موتورها بسیار کارآمد هستند. این شکل از موتور می‌تواند در دو جهت به عنوان موتور یا ژنراتور به کار آید و این ویژگی برای نصب پس از جعبه‌دنده و روی اکسل بسیار کاربرد دارد. این نسل از موتورها 48 ولتی بوده و در دو مدل با قدرت 7 و 15 کیلوواتی به بازار خواهند آمد و در هنگام کارکرد به عنوان ژنراتور قدرت 10 یا 20 کیلووات تولید می‌کنند.
نورپردازی Evonik Acrylite
در طراحی خودروهای مدرن، نورپردازی بسیار قابل‌توجه است. از همین رو، شرکت شیمایی آلمانی Evonik محصولات جدیدی را معرفی کرده است. اولین محصول طراحی‌شده، EndLighten است که به شکل یک صفحه بوده و در صورتی که یک لبه‌ی آن در معرض نور قرار بگیرد، کل صفحه روشن خواهد شد. دومین محصول با نام Satinice معرفی‌شده و هنگامی که با نور برخورد داشته باشد، نور را از خود عبور می‌دهد. در صورتی که منبع نور را مشخص نمی‌کند. میزان انتشار نور این صفحه 86 درصد است و اگر بخواهد به عنوان چراغ عقب مورد استفاده قرار گیرد، با چراغ‌های فعلی نور به فاصله مطمئن نمی‌رسد و باید از چراغ‌های قوی‌تری استفاده کرد. همچنین این محصولات برخلاف لنز چراغ‌های کنونی، در صورتی که در مقابل نور خورشید قرار بگیرند تغییر رنگ نخواهد داد. هر دو محصول در حال گذراندن آزمایشات مربوطه هستند و هنوز به مرحله‌ی نهایی نرسیده‌اند.
سنسور رادیاتور شرکت Trensor
گاهی اوقات کوچک‌ترین ایده‌ها به کارآمدترین ابزارها تبدیل می‌شوند. شرکت کالیفرنیایی Trensor حسگر فشار سیستم تهیه مطبوع را با درب مخزن و درایر یکپارچه کرده است. با این وجود سه محلی که پیش از این احتمال وجود نشتی از آن‌ها وجود داشت از بین رفته‌اند. این کار باعث صرفه‌جویی 2.5 دلار در هر خودرو می‌شود. در حال حاضر این سیستم بر روی یک دستگاه شورولت کروز آزمایش‌شده اما هنوز برنامه‌ای برای تولید آن اعلام نشده است.