Ο πετρελαϊκός κολοσσός Aramco δεν μπήκε τυχαία στον κόσμο της εξέλιξης υβριδικών κινητήρων. Η δημιουργία του υβριδικού κινητήρα Dedicated Hybrid Engine (DHE) είναι το αποτέλεσμα μιας στρατηγικής που ξεκίνησε στις αρχές της δεκαετίας του 2020, όταν η εταιρεία άρχισε να επενδύει συστηματικά σε νέες τεχνολογίες καύσης και εξηλεκτρισμού.
Η ουσιαστική ανάπτυξη του κινητήρα πραγματοποιήθηκε στο ερευνητικό κέντρο της στο Ντιτρόιτ, με στόχο να σχεδιαστεί από το μηδέν ένας κινητήρας που δεν θα προσαρμόζεται απλώς σε ένα υβριδικό σύστημα, αλλά θα αποτελεί αναπόσπαστο μέρος του.
Γιατί η Aramco έφτιαξε κινητήρα
Η απόφαση της Aramco να προχωρήσει σε μια τέτοια εξέλιξη δεν είναι αντιφατική, όπως ίσως φαίνεται με την πρώτη ματιά για μια εταιρεία που βασίζεται στα ορυκτά καύσιμα.
Αντίθετα, πρόκειται για μια κίνηση προσαρμογής σε μια μεταβατική εποχή. Τα αμιγώς ηλεκτρικά αυτοκίνητα κερδίζουν έδαφος, αλλά η παγκόσμια μετάβαση δεν θα γίνει από τη μία μέρα στην άλλη. Τα υβριδικά οχήματα λειτουργούν ως ενδιάμεση λύση και η Aramco επιδιώκει να διασφαλίσει ότι τα υγρά καύσιμα θα συνεχίσουν να έχουν ρόλο, έστω και σε πιο αποδοτική μορφή.
Με άλλα λόγια, αντί να αντισταθεί στην αλλαγή, προσπαθεί να την κατευθύνει προς μια λύση όπου ο θερμικός κινητήρας παραμένει κρίσιμος, αλλά πολύ πιο αποτελεσματικός.
Tα χαρακτηριστικά του κινητήρα DHE
Ο κινητήρας DHE ξεχωρίζει κυρίως επειδή δεν βασίζεται σε υπάρχουσα αρχιτεκτονική. Σε αντίθεση με τα περισσότερα υβριδικά συστήματα της αγοράς, όπου ένας συμβατικός κινητήρας προσαρμόζεται για να συνεργαστεί με ηλεκτροκινητήρες, εδώ έχουμε έναν κινητήρα που σχεδιάστηκε εξαρχής αποκλειστικά για υβριδική λειτουργία.
Το πρωτότυπο που έχει παρουσιαστεί είναι ένας τρικύλινδρος κινητήρας 1,6 λίτρων με ηλεκτρικό turbo, ο οποίος συνδυάζεται με δύο ηλεκτροκινητήρες τοποθετημένους στα δύο άκρα του στροφαλοφόρου άξονα. Ο κινητήρας δεν έχει ως κύρια αποστολή να κινεί απευθείας τους τροχούς, αλλά να λειτουργεί σε μεγάλο βαθμό ως γεννήτρια, παρέχοντας ενέργεια στο ηλεκτρικό σύστημα του οχήματος.
Η σχεδιαστική φιλοσοφία του είναι σχεδόν αντισυμβατική για τα σημερινά δεδομένα. Αντί για περίπλοκα συστήματα με τέσσερις βαλβίδες ανά κύλινδρο και μεταβλητό χρονισμό, χρησιμοποιεί μια απλούστερη διάταξη με δύο βαλβίδες και pushrod αρχιτεκτονική.
Επιπλέον, ενσωματώνει ένα monoblock σχεδιασμό χωρίς ξεχωριστή κυλινδροκεφαλή, μειώνοντας τον αριθμό των εξαρτημάτων. Αυτές οι επιλογές δεν έγιναν για λόγους κόστους μόνο, αλλά κυρίως για τη μείωση των απωλειών και της πολυπλοκότητας.
Στο επίπεδο της μηχανικής απόδοσης, ο κινητήρας αξιοποιεί μια σειρά από λύσεις που στοχεύουν στη μέγιστη αποδοτικότητα. Ο μακρύς κύκλος διαδρομής βελτιώνει τη θερμική απόδοση, ενώ η χρήση ρουλεμάν αντί για συμβατικά έδρανα μειώνει σημαντικά τις τριβές.
Παράλληλα, η λειτουργία του κινητήρα περιορίζεται σε ένα στενό φάσμα στροφών, εκεί όπου επιτυγχάνεται η καλύτερη καύση και η μεγαλύτερη ενεργειακή απόδοση. Σε συνδυασμό με ηλεκτρικά βοηθητικά συστήματα, που αντικαθιστούν τις παραδοσιακές μηχανικές αντλίες, το αποτέλεσμα είναι ένα σύνολο που λειτουργεί με πολύ μικρότερες απώλειες.
Η θερμική απόδοση του συγκεκριμένου κινητήρα φτάνει περίπου το 41–42%, ένα ποσοστό ιδιαίτερα υψηλό για κινητήρα εσωτερικής καύσης. Για να γίνει κατανοητό, οι περισσότεροι σύγχρονοι βενζινοκινητήρες κινούνται σε επίπεδα σημαντικά χαμηλότερα, ενώ ακόμη και τα προηγμένα υβριδικά συστήματα σπάνια ξεπερνούν αυτά τα νούμερα.
Πόσο καίει
Στην πράξη, αυτό μεταφράζεται σε σημαντική μείωση της κατανάλωσης καυσίμου, η οποία μπορεί να φτάσει έως και 25–35% σε σχέση με τα σημερινά υβριδικά οχήματα.
Αν μεταφέρουμε αυτά τα στοιχεία σε πραγματικές συνθήκες, ένα οικογενειακό αυτοκίνητο αντίστοιχο με τα σημερινά υβριδικά sedan θα μπορούσε να καταναλώνει περίπου 3,7 λίτρα ανά 100 χιλιόμετρα ή και λιγότερο, χωρίς να θυσιάζει επιδόσεις. Ακόμη πιο ενδιαφέρον είναι το γεγονός ότι αυτή η αποδοτικότητα δεν περιορίζεται σε μικρά αυτοκίνητα. Σύμφωνα με την Aramco, η ίδια τεχνολογία μπορεί να εφαρμοστεί και σε μεγαλύτερα οχήματα, όπως SUV ή pickup, διατηρώντας υψηλά επίπεδα οικονομίας καυσίμου.
Η βασική διαφορά του DHE σε σχέση με άλλα υβριδικά συστήματα είναι ότι μεταφέρει το βάρος της κίνησης στους ηλεκτροκινητήρες και χρησιμοποιεί τον θερμικό κινητήρα αποκλειστικά εκεί όπου είναι πιο αποδοτικός.
Έτσι αποφεύγονται οι συμβιβασμοί που χαρακτηρίζουν τις σημερινές λύσεις, όπου ο κινητήρας πρέπει να ανταποκρίνεται σε ένα ευρύ φάσμα συνθηκών λειτουργίας. Επιπλέον, η απουσία παραδοσιακού κιβωτίου ταχυτήτων και η μείωση των μηχανικών μερών οδηγούν σε ένα πιο ελαφρύ και δυνητικά πιο αξιόπιστο σύστημα.