تذهب إلى معرض فولكس واجن فيقال لك أن هذه السيارة أو تلك تأتي بمحرك TSI، والغريب أن معظم الطرازات مكتوب عليها TSI، بل ورأيت طرازات أخرى من أودي وسيات وسكودا تحمل ذات الرمز، هل جميعهن يستخدمن ذات المُحرك؟
تستخدم مجموعة فولكس واجن الرمز TSI لتسهيل الوصف على عامّة الناس ويُستعمل هذا الرمز على عددٍ من المحركات تحمل أسماء مُختلفة مثل EA111 أو EA211 أو EA888 أو EA390. أما المحرك الذي سنركّز الحديث عنه اليوم فيحمل الرمز EA211.
بالمُناسبة، ما الذي تعنيه الأحرف TSI؟
تختصر الأحرف TSI عبارة Turbocharged Stratified Injection أي أن المُحرك مزود بضاغط توربيني وتقنية الحقن المُباشر، وهي أحرف ليست بجديدة بل رأيناها على طرازات فولكس واجن منذ حوالي 15 عامًا وعلى عدّة محركات. مع تطور التقنية ظهرت سلسلة TSI evo التي تجمع القدرة والكفاءة العاليتين والحجم الصغير. بهذا، عندما نقول TSI evo فنحن نتحدث محركات تطوّرت مثل EA211 evo.
وقبل التحدث عن المحرك ذاته، يُشار إلى أن فولكس واجن وأودي تستخدم في حالات رموز أخرى لتقنيات محركاتها مثل FSI وهي اختصار لـ Fuel Stratified Injection أو رمز TFSI اختصارًا لـ Turbo Fuel Stratified Injection، وجميع ما سبق نتج عن خططٍ تسويقية ليس إلّا ويعني ذات الشيء.
محرك فولكس واجن EA211 evo
الآن، إليكم المُحرك الذي يتوفر على معظم طرازات فولكس واجن تقريبًا، محرك TSI evo… عفوًا محرك EA211 evo بثلاث أسطوانات سعة ليتر واحد أو أربع أسطوانات سعة 1.5 ليتر، حيث نراه على طراز Up! GTI وباسات وتيغوان وتي كروس وعديد من الطرازات ضمن مجموعة فولكس واجن مثل طرازات أودي وسكودا وسيات.
تفرّع المحركان بسعتيهما 1 و1.5 ليتر من عائلة محركات EA211 التي ظهرت لأول مرّة في العام 2012 وتطورّت بشكل كبير في العام 2016. والجديد يتمثّل بظهور محرك الثلاث أسطوانات الذي لم يكن متوفرًا سابقًا، كما أن محرك الأربع أسطوانات الُطوّر سعة 1.5 ليتر استبدل محركي الأربع أسطوانات سعة 1.2 ليتر و1.4 ليتر.
يأتي المحرك الصغير بسعة ليتر واحد (999 سم³) وثلاث أسطوانات وينتج قدرة 89 حصانًا (90 حصان متري) أو قدرة 113 حصانًا (115 حصان متري) حسب النُسخة، وباشرت مجموعة فولكس واجن باستعماله منذ العام 2017.
يأتي هذا المُحرك أيضًا بخيار نظام هجين خفيف فيحمل الأحرف eTSI، وفي هذه الحالة يُنتج قدرة 108 أحصنة (110 أحصنة مترية) وعزم 200 نيوتن متر بين 2,000 و3,000 آلاف دورة في الدقيقة. إحدى التطبيقات العديدة نجدها في فولكس واجن جولف، حيث تصل جولف التي تستخدم هذا المحرك إلى سرعة 202 كلم/ساعة، ولكن تُحقق معدل استهلاك يتراوح بين 4.3 و4.5 ليترات/100 كلم (وفق دورة NEDC)، وهذا يُعادل معدل انبعاثات 98-102 من ثاني أكسيد الكربون لكل كيلومتر.
أما المحرك الثاني بسعة 1.5 ليتر (1498 سم³) وهو مكونمن أربع أسطوانات وينتج قدرات تتراوح بين 128 حصانًا (130 حصان متري) و148حصانًا (150 حصان متري). وكما المحرك الصغير، يأتي محرك 1.5 ليتر بخيار نظام هجين خفيف eTSI مع محرك كهربائي يعمل كشاحن وبادئ حركة بجهد 48 فولط، يُقلل من استهلاك الوقود ويعزز القدرة ويزيد من نعومة التشغيل.
بالحديث عن الوقود، فتعمل نُسخ هذه المحركات على البنزين، ولكن تم تعديلها أيضًا لتعمل بالغاز الطبيعي كما في سكودا أوكتافيا على سبيل المثال.
دورة ميلر وليس دورة أوتو أو أتكنسن
تعتمد محركات EA211 evo في مجموعة فولكس واجن دورة ميلر. هناك دورات متنوعة للمحركات، منها أوتو الأغلب انتشارًا، ودورة أتكنسن أيضًا، فيما تعمل دورة ميلر Miller بطريقة مُشابهة لدورة أوتو ولكن باختلافين أساسيين:
- تعتمد محركات دورة ميلر على ضاغط توربيني Turbo أو ضاغط فائق Supercharger
- تَبقى صمامات الإدخال مفتوحة جُزئيًا خلال شوط الضغط، وبحيث يتشكّل الضغط بين المكبس والتيربو، بدلًا من أن يكون بين المكبس وجدران حجرة الاحتراق. يزيد هذا من الكفاءة بمقدار 15% تقريبًا
في محركات EA211 evo، وتأتي نسبة الانضغاط مُرتفعة في المحرك رباعي الأسطوانات وتبلغ 12.5:1 و في المحرك ثلاثي الأسطوانات 11.5:1.
نسبة الانضغاط: هي النسبة بين حجم الاسطوانة وحجرة الاحتراق معاً عندما يكون المكبس في أدنى نقطة إلى حجم حجرة الاحتراق فقط عندما يكون المكبس في أعلى نقطة يستطيع الوصول إليها ، بازديادها يزداد مقدار الطاقة الميكانيكية المتولدة وارتفاعها فوق الحد المطلوب قد يؤدي إلى انفجار الوقود وليس احتراقه.
نسبة الانضغاط المُرتفعة هذه تعني انخفاض استهلاك الوقود أيضًا، وفي حالة محركنا EA211 evo تجنّبت فولكس واجن وصول مستوى خليط الهواء والوقود إلى درجة متدنية، فاستعملت نظامًا هيدروليكيًا سريعًا ودقيقًا لضبط سرعة دوران أعمود الكامات سواء للهواء الداخل أو الغاز الخارج.
ضاغط توربيني بهندسة متغيرة
هنالك أنواع عدة من الضواغط التوربينية، ولكن تستخدم محركات EA211 evo ضاغطًا توربينيًا بهندسة متغيرة أو متغيّر الجيومترية Variable Geometry Turbocharger VGT، وذلك لأول مرة في محركات البنزين المُعدّة للإنتاج الواسع.
يسمح هذا بالوصول إلى ضغط شحن مطلق يصل إلى 2.3 بار في المحرك رباعي الأسطوانات وحتى 2.8 بار في الآخر ثلاثي الأسطوانات. والنتيجة، يمكن للمحركات توفير أقصى عزم دوران لها عند عدد دورات منخفضة للغاية في الدقيقة.
في محرك الثلاث أسطوانات، يمكن للضاغط التوربيني أن يتحمل درجات حرارة الغاز العادم التي تصل إلى 950 درجة مئوية، ويحقق سرعة دوران قصوى تبلغ 289000 دورة في الدقيقة.
تعطيل عمل الأسطوانات
تُسمّي فولكس واجن هذه التقنية بالإدارة النشطة للأسطوانة Active Cylinder Management ACT. حيث يقوم النظام بإيقاف تشغيل الأسطوانات الثانية والثالثة عند العبء المنخفض إلى المتوسط، وذلك عن طريق إلغاء الحقن والإشعال وترس الصمام في هاتين الأسطوانتين. يُوفر ذلك الوقود بتحول محرك الأربع أسطوانات ليعمل باسطوانتين فقط، وعند الحاجة تعمل جميع الأسطوانات معًا.
حقن للوقود بضغط عالٍ
يعمل محرك EA211 evo بتقنية السكة المُشتركة Common Rail وبضغط أقصى يبلغ 350 بار، وهو قادر على توصيل ما يصل إلى خمس حُقَنٍ في كل دورة احتراق. في هذا، يأتي الرذاذ دقيقًا جدًا ونسبة تكون خليط الهواء والوقود محسوبة بدقة، وهذا يُقلل استهلاك الوقود والانبعاثات. إلى ذلك، هُنالك مرشح جسيمات Particulate Filter أو فلتر مباشرة عند مخرج الغاز العادم يقوم بتصفية جميع جزيئات السخام المتبقية تقريبًا.
خفيف الوزن
هنالك فروقات بين المحركات المصنوعة من الحديد والأخرى من الألمنيوم. في محرك EA211 evo اعتمدت فولكس واجن الألمنيوم لتقليل الوزن، فوصل وزن محرك الثلاث أسطوانات إلى 88 كلغ فقط! ولزيادة قدرة المحرك على التحمل تم طلاء جدران الأسطوانات بالحديد بسماكة 100 ميكرومتر وبواسطة تقنية رش البلازما.. جميل!
