سيارة هجينة
السيارة الهجين تمثل السيارات الهجينة تقنية حديثة في صناعة السيارات، تجمع بين محركين: محرك بنزين ومحرك كهربائي. تهدف هذه التقنية إلى توفير كفاءة استهلاك الوقود وتقليل الانبعاثات الضارة بالبيئة. ومن خلال هذه المقالة، سنناقش كيف تعمل السيارات الهجينة وما هي المزايا والعيوب التي تتميز بها، بالإضافة إلى استعراض بعض النماذج المختلفة المتاحة في السوق.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
التعريف
تعبير هجين هو ترجمة لكلمة هيبريد Hybrid المشتقة من الكلمة اليونانية هيبريدا، و التي تعني خليط. و يدل استعمال كلمة هيبريد على تشارك عدد من عناصر معينة في تشكيل عملية واحدة.
الإستعمال التقني
يدل وصف هجين تقنياً على استخدام نظام تقني معيّن يتم فيه جمع تقنيتين مختلفتين لتحقيق الهدف ذاته.
تعتمد السيارة الهجين على نظام حركي مؤلف من من نوعين مختلفين ل تخزين الطاقة وتحويلها إلى حركة . على سبيل المثال، يتم استخدام محرك كهربائي إلى جانب محرك إحتراق داخلي كطريقة لتحويل الطاقة ، فيما تستخدم بطارية كهربائية و وقود إحتراق كطريقة لتخزين الطاقة ثم تحويلها إلى طاقة.
أثناء تشغيل السيارة يكون من الممكن استخدام كلا المحركين بشكل متتابع متواز أو منفصل عن بعضهما ، فيقوم المحرك الكهربائي بقطع المسافات الأولى على الطريق نظرا لعدم إنتاجه للغازات الضارة بالبيئة ، وعند نفاذ الطاقة الكهربية يبدأ محرك الاحتراق الداخلي عمله المعهود لمواصلة الطريق .
و غالبا ما يتم استعمال محرك إحتراق داخلي إلى جانب محركين كهربائيين إثنين يعملان أيضا على توليد الطاقة الكهربائية إضافة إلى عملهما كمحرك.
وتستند الحركة إلى تحويل قسم من طاقة الحركة المولّدة بواسطة محرك الإحتراق إلى بطارية المحرك الكهربائي بواسطة مولد كهربائي (دينامو) و يتم تخزينها في البطارية . ويمكن بعد ذلك استخدامها عند اللزوم كطاقة لتشغيل المحرك الكهربائي ، الذي بإمكانه تولّي دور المحرك العادي بشكل كلي في حالة السرعات المتوسطة .
تجري مصانع السيارات بحوثا للتخفيف من حجم و ثقل البطاريات المستعملة حاليا حيث تأخذ قدرا كبيرا من حمولة السيارة. كذلك تعمل على تطوير المحركات الكهربائية بحيث ينخفض الصوت الصادر منها عند السرعات العالية . وبالنسبة للبطارية الكهربائية فهناك التفكير في الاستعاضة عنها بوساطة تكنولوجيا جديدة تعمل بالهيدروجين لتوليد الطاقة الكهربائية . ومن مزايا الخلايا الكهربائية التي تعمل بالهيدروجين أنها لا تنتج موادا ضارة بالبيئة أو سامة ، وإنما العادم فيها عبارة عن ماء .
حماية البيئة
خاصية الحفاظ على البيئة التي تطلق على هذاالنوع من المحركات، تنبع من أن هذه التقنية تقوم بتخزين الطاقة الفائضة لاستخدامها عبر تشغيل المحرك الكهربائي الذي لا ينتج غازات سامة.
يعترض بعض الخبراء على وصف هذا النظام بنظام صديق للبيئة نظرا لكمية الطاقة الكبيرة التي يحتاجها تصنيع البطارية المستعملة من جهة، و لوجود مواد سامة بكميات كبيرة في تلك البطارية مع استحالة إعادة تصنيعها. خاصة أن عمر البطاريات المستعملة حاليا لا يتجاوز ال 6 سنوات.
لذلك تقوم بعض مصانع السيارات بالعمل على تطوير خلايا كهربائية تعمل بغاز الهيدروجين لتقوم مقام البطاريات الكبيرة في السيارات ، ونظرا لأن تلك الخلايا الكهربائية (خلايا الوقود) تعمل على إنتاج التيار الكهربى بوساطة أتحاد الهيدروجين مع الأكسجين فلا ينتج عنها من نفاية سوى الماء.
التطور الحالى
قامت مصانع السيارات وفي طليعتها مصانع السيارات اليابانية بصنع نحو 2 مليون سيارة هجين منذ عام 1999 حتى عام 2009 . ولا تزال تلك التكنولوجيا بحاجة للتطوير . فأسعار السيارات من ذلك النوع لازالت عالية ، وتتسم تلك السيارات بثقل الوزن واستهلاك جزءا كبيرا من حمولة السيارة ببطارية كبيرة الحجم وثقيلة الوزن . ولا يزال المجال واسعا لتطوير هذا النوع الجديد من السيارات .
- أقصى مدى اسيارة هجينة تسير بالبنزين و الخلايا الكهربائية وصل 830 كيلومتر ، تقطع نحو ثلاثة أرباعها بالجازولين وحوالى الربع بالمحرك الكهربائي الذي يعمل بالخلايا الكهربائية و الهيدروجين .
فكرة السيارات الهجينة:
تعتمد فكرة السيارات الهجينة على استخدام محرك كهربائي لتوليد الحركة الأولية للسيارة، ومحرك بنزين لشحن البطارية التي تزود المحرك الكهربائي بالطاقة. ويتم التحكم في استخدام كل من المحركين بشكل تلقائي وفقًا لطلب القيادة وظروف الطريق. وتعمل البطارية الكهربائية كمساعد للمحرك البنزيني في حالات الاستخدام العادي، مما يؤدي إلى توفير كفاءة استهلاك الوقود وتقليل الانبعاثات الضارة بالبيئة.
يتم توليد الطاقة الكهربائية في السيارات الهجينة من خلال تحويل الطاقة الحركية المولدة من المحرك البنزيني إلى طاقة كهربائية باستخدام مولد كهربائي. ويتم تخزين هذه الطاقة في بطارية السيارة الكهربائية. وعندما يتم زيادة سرعة السيارة، يتم استخدام المحرك البنزيني لتزويد السيارة بالطاقة اللازمة، في حين يعمل المحرك الكهربائي كمساعد لتحسين الأداء وتوفير الوقود.
السيارات الهجينة تتميز بعدة مزايا منها:
1- توفير الوقود: تعد التوفير في استهلاك الوقود واحدة من أكبر المزايا التي توفرها السيارات الهجينة. حيث يستخدم المحرك الكهربائي بعض الطاقة المخزنة في البطارية للقيادة في الأحياء الحضرية، في حين يتم استخدام المحرك البنزيني للقيادة في الطرق السريعة أو الأماكن الخارجية. وهذا يعني توفير كمية كبيرة من الوقود وتقليل التلوث البيئي.
2- قلة الانبعاثات: تقلل السيارات الهجينة بشكل كبير من الانبعاثات الضارة بالبيئة. وذلك يتم بفضل المحرك الكهربائي الذي يستخدم طاقة كهربائية بدلاً من الوقود للقيادة في الأحياء الحضرية، وهو ما يقلل من انبعاث العوادم الضارة بشكل كبير.
3- الصيانة المنخفضة: تتطلب السيارات الهجينة صيانة أقل بكثير من السيارات التقليدية التي تعمل بالوقود البنزيني. فعلى سبيل المثال، لا يحتاج المحرك الكهربائي إلى تغيير زيت المحرك بشكل متكرر، وهذا يقلل من تكاليف الصيانة.
4- الأداء العالي: تتميز السيارات الهجينة بأداء عالي، حيث يعمل المحرك الكهربائي على تحسين الأداء العام للسيارة. ويمكن للمحرك الكهربائي توفير قوة إضافية عند الحاجة، مما يؤدي إلى تحسين قدرة السيارة على التسارع والسرعة القصوى.
العيوب الرئيسية للسيارات الهجينة:
رغم مزايا السيارات الهجينة، إلا أنها تتميز بعدة عيوب منها:
1- سعر الشراء: تعد السيارات الهجينة أكثر تكلفةً من السيارات التقليدية التي تعمل بالوقود البنزيني. ويعود هذا السعر المرتفع جزئياً إلى التقنيات المستخدمة في السيارات الهجينة، ولكن بمرور الوقت يتوقع أن يتراجع سعر السيارات الهجينة.
2- الوزن الزائد: تتطلب السيارات الهجينة بطاريات كبيرة لتخزين الطاقة الكهربائية. وهذا يزيد من وزن السيارة بشكل كبير، مما يؤدي إلى تقليل كفاءة استهلاك الوقود والأداء العام للسيارة.
3- صوت المحرك: يعاني بعض الأشخاص من صوت المحرك الكهربائي في السيارات الهجينة، والذي يعتبر أقل هدوءًا من المحركات البنزينية التقليدية.
4- الشحن: يحتاج المحرك الكهربائي في السيارات الهجينة إلى شحن بطارياتها بشكل دوري. وهذا يمكن أن يكون أمرًا مزعجًا لبعض الأشخاص، وقد يتطلب الأمر بعض الوقت.
5- قلة الخيارات: تعد السيارات الهجينة متوفرة بخيارات قليلة في السوق، وهذا يعود جزئيًا إلى التكلفة العالية للتطوير والإنتاج
كيف تعمل السيارة الهجينة؟
تُعد السيارة الهجينة واحدة من أهم الابتكارات التي ظهرت في صناعة السيارات خلال العقد الأخير. إذ تمكّنت تلك السيارات من توفير الوقود وتقليل الانبعاثات الضارة بالبيئة، مما جعلها تحظى بشعبية كبيرة في جميع أنحاء العالم. ولكن كيف تعمل السيارة الهجينة؟ في هذه المقالة، سوف نتحدث عن الطريقة التي تعمل بها السيارة الهجينة.
أولاً، يتكون نظام السيارة الهجينة من محركين رئيسين: محرك كهربائي ومحرك احتراق داخلي (بنزين أو ديزل). يتم تركيب المحرك الكهربائي بجانب المحرك الاحتراقي وتتم إدارته بواسطة الحاسوب المركزي للسيارة.
ثانياً، يتم توليد الطاقة الكهربائية في السيارة الهجينة بواسطة نظام الفرامل الديناميكية. عندما يتم الفرملة، يتم استخدام طاقة الحركة الحركة الناتجة عن تحرك السيارة لتحويل المولد الكهربائي وتوليد الطاقة الكهربائية التي تُخزن في بطارية السيارة الكهربائية.
ثالثاً، يتم التحكم في استخدام المحركات عن طريق الحاسوب المركزي. يتم استخدام المحرك الكهربائي لتشغيل السيارة في السرعات المنخفضة والمتوسطة، ويتم استخدام المحرك الاحتراقي عند السرعات العالية. وبفضل الحاسوب المركزي، يتم توزيع القوة بين المحركين بشكل فعال للحصول على أقصى كفاءة للوقود وأداء أفضل للسيارة.
تكلفة الصيانة والإصلاح للسيارة الهجينة
تتزايد شعبية السيارات الهجينة في العالم بسرعة كبيرة، وذلك بسبب العديد من المزايا التي توفرها هذه السيارات، مثل توفير الوقود وانخفاض الانبعاثات الضارة. ومع ذلك، يبقى السؤال حول تكلفة الصيانة والإصلاح للسيارة الهجينة محوريًا في عملية اتخاذ القرار بشأن شراء هذا النوع من السيارات.
قد يكون من الصعب تحديد بالضبط تكلفة الصيانة والإصلاح للسيارة الهجينة، حيث يختلف ذلك باختلاف الموديل والماركة ومواصفات السيارة. ولكن بشكل عام، تشير الدراسات إلى أن تكلفة الصيانة والإصلاح للسيارة الهجينة تكون أقل من تكلفة الصيانة والإصلاح للسيارات التقليدية التي تعمل بالبنزين.
واحدة من المزايا الرئيسية للسيارات الهجينة هي عدم الحاجة للصيانة الدورية لنظام الفرامل بشكل متكرر، حيث تقوم السيارة الهجينة بتوليد الكهرباء من خلال الفرملة الاحتكاكية، وبالتالي يتم تقليل التآكل على أجزاء الفرامل، مما يؤدي إلى تقليل تكاليف الصيانة.
وبالإضافة إلى ذلك، يتميز نظام القيادة في السيارة الهجينة بالمتانة والعمر الافتراضي الأطول بالمقارنة مع نظام القيادة في السيارات التقليدية، وهذا يعني أن تكلفة الصيانة والإصلاح لنظام القيادة في السيارة الهجينة تكون أقل بشكل عام.
أفضل السيارات الهجينة في السوق
تشهد السيارات الهجينة زيادة في شعبيتها وانتشارها في السوق، حيث تعتبر هذه السيارات مثالية للأشخاص الذين يرغبون في توفير الوقود والحفاظ على البيئة، وفي هذا المقال سوف نتحدث عن أفضل السيارات الهجينة المتاحة في السوق حاليًا.
1- تويوتا بريوس: تعتبر تويوتا بريوس واحدة من أشهر السيارات الهجينة في العالم، حيث تتميز بأنها مثالية للاستخدام اليومي وتوفير الوقود. كما تأتي السيارة بتصميم أنيق وعصري، وتتوفر بأسعار تناسب جميع الميزانيات.
2- هوندا إنسايت: تأتي هوندا إنسايت بتصميم رياضي وعصري، وتعتبر مثالية للأشخاص الذين يرغبون في تجربة القيادة الديناميكية. كما توفر السيارة أداءً قويًا وتتميز بتقنيات السلامة والراحة الحديثة.
3- فورد فوكس: تعتبر فورد فوكس واحدة من أفضل السيارات الهجينة المتاحة في السوق حاليًا، حيث تتميز بموفرة للوقود وأداءً قويًا. كما تأتي السيارة بتصميم رائع وتقنيات حديثة للمساعدة في القيادة.
4- كيا أوبتيما: تعتبر كيا أوبتيما واحدة من أفضل السيارات الهجينة في فئتها، حيث تتميز بأداء قوي وتوفير الوقود. كما تأتي السيارة بتصميم جميل وعصري، وتوفر مساحة داخلية واسعة.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
مستقبل السيارة الهجينة في الصناعة السياراتية.
تشكل السيارة الهجينة نقلة نوعية في صناعة السيارات، حيث تعمل على تحسين الكفاءة وتقليل الانبعاثات الضارة بالبيئة، ولقد انتشر استخدام السيارات الهجينة بشكل كبير في السنوات الأخيرة، وتزداد شعبيتها وانتشارها يومًا بعد يوم. ومع اتجاه العالم نحو الاهتمام بالطاقة النظيفة والتحول إلى المستدامية، يتوقع أن تكون السيارة الهجينة مستقبل صناعة السيارات. وللإجابة عن هذا التوقع، سنتحدث في هذه المقالة عن مستقبل السيارة الهجينة في الصناعة السياراتية.
تحديات مستقبل السيارة الهجينة: تواجه السيارة الهجينة بعض التحديات في المستقبل، منها:
1- تقنية البطاريات: تشكل التقنية الحالية للبطاريات عقبة أمام توسع استخدام السيارات الكهربائية والهجينة، ويتطلع العلماء والباحثون إلى تطوير تقنيات جديدة لتخزين الطاقة بشكل أفضل وتقليل وزن البطاريات.
2- الشبكة التحتية: تحتاج السيارات الهجينة والكهربائية إلى شبكة تحتية تتيح شحنها وصيانتها بشكل فعال، ولذلك يتطلب ذلك توفير البنية التحتية اللازمة والتكنولوجيا المناسبة.
3- التكلفة: تظل السيارات الهجينة أغلى من نظيرتها العادية التي تعمل بالوقود الحفري، ويتطلع المستهلكون إلى تقليل تكاليف الشراء والصيانة وتقليل تكلفة البطاريات والتأمين.
مراجع