الحياه والناس والأشياء في سباق سرعه دائم ، وهذا ينطبق بالتأكيد على السيارات . حيث تم تكريس وظائف كاملة لمهندسي السيارات بإحتساب السرعة داخل العشرة الثواني الثمينة في أوقات التسارع لجميع المركبات التي نقودها ، سواء كانت شاحنات صغيرة أو سيارات عائلية أو سيارات اقتصادية أو سيارات خارقة ، فمالتطورات التي جعلت سيارات اليوم هي الأسرع في التاريخ
سجلات السرعة
في عام 1965 ، ربطت C / D معدات الاختبار الخاصة في كورفيت ستينج راي جديدة – واحدة من أسرع السيارات في يومها – وانطلقت إلى 60 ميل في الساعة في 6.2 ثانية. وبعد خمسين عامًا ، كان 6.2 ثانية متوسط الوقت من صفر إلى 60 ميلاً في الساعة بين 328 سيارة في 2015، مع عدد قليل من السيارات المميزة التي تحولت إلى سيارات سريعة مثل فولفو V60 T6 R-Design wagon (4.9 ) ، فورد 2015
F-150 Platinum 3.5L EcoBoost 4WD SuperCrew (5.6 ثانية) ، و 2015 تويوتا كامري V-6 (5.8 ثانية). وماذا عن الكورفيت الجديدة على مدار الخمسين عامًا الماضية ، قلصت وقتها إلى النصف ، شكرًا لها ، أصبحت تصل إلى ثلاث ثوانٍ فقط في عام 2015 (هذا بالنسبة لطراز Z06 بقوة 650 حصانًا )
إندفاع عزم المحرك
للحصول على تسارع أقوى ، فإن عزم الدوران هو في الحقيقة ما تبحث عنه. وعندما يتعلق الأمر بتوليد عزم الدوران ، هناك قول مأثور قديم يقول : “لا يوجد بديل للعزم “. و في هذا السياق ، يشير العزم إلى إجمالي حجم المكابس التي تتحرك صعودًا ونزولًا داخل الأسطوانات. كلما زادت هذه المساحة ، كلما زاد دخول الهواء والوقود أثناء السحب ، مما يؤدى إلى احتراق أكثر قوة بمجرد ضغطه وإشعاله. ويمكن زيادة العزم عن طريق زيادة قطر الأسطوانة ( التجويف ) ، وعن طريق إطالة ضربات المكبس أو كليهما. أصبحت السيارات أسرع من خلال زيادات العزم خاصة خلال الثمانينيات والتسعينيات وأوائل العقد الأول من القرن الحالي ، عندما كان الوقود رخيصًا ولم تكن لوائح الاقتصاد في الوقود صارمة كما أصبحت.
الشاحن التوربيني
على الرغم من أنه قد لا يكون هناك بديل لزيادة العزم ، إلا أن الشواحن التوربينية هي طريقة شائعة بشكل متزايد لشركات صناعة السيارات لإرواء عطشنا للقوة الحصانية دون إضافة أسطوانات أو زيادة عزم المحركات الموجودة. وتعمل الشواحن التوربينية على جعل السيارات أسرع من خلال دفع المزيد من الهواء إلى الأسطوانات أثناء شوط السحب ، ويسمح هذا الهواء الإضافي بحقن وقود إضافي أيضًا ، مما ينتج عنه المزيد من الطاقة المنبعثة أثناء الاحتراق. المكونات الأساسية للشاحن التوربيني هي توربين في نظام العادم متصل بعمود مشترك لعجلة ضاغط في نظام السحب. وتقوم غازات العادم بتدوير ريش التوربين ، وإرساله وغزل عجلة الضاغط بنفس المعدل. عندما تدفع غازات العادم التوربينات ، يضغط الضاغط المزيد والمزيد من الهواء إلى الأسطوانات. لا تتدفق القوة القصوى إلا بعد فترة قصيرة من “التأخير التوربيني” ، ولكن بمجرد أن يتم تخزينها ، تنطلق الطاقة مثل موجة المد والجزر.
صمامات السحب والعادم
مثل مدربي اليوغا المحترفين لسيارتك ، ساعد المهندسون في جعل السيارات أسرع وأكثر كفاءة من خلال التركيز على أنفاسهم. واليوم ، حتى أصغر السيارات الصغيرة تتنفس بسهولة من خلال أربعة صمامات – مدخلين واثنين من العادم – لكل أسطوانة ، وتتمتع معظم المحركات الحديثة بالقدرة على التقدم و / أو تأخير فتح وإغلاق كل من صمامات السحب والعادم. لقد أتقن علماء الديناميكا الهوائية حرفة توجيه تدفق الهواء في حجرة المحرك – أحيانًا من خلال صمامات هوائية نشطة – مما يسمح للمحركات بامتصاص أكبر قدر ممكن من الهواء النقي والبارد الذي تحتاجه ولكن ليس أكثر. كما أنها تطورت أنظمة العادم أيضًا لتقليل الضغط الخلفي من خلال الأنابيب ومكونات الانبعاثات .
ناقل حركة أسرع
أحد التغييرات الرئيسية التي حدثت في السنوات الأخيرة هو انتشار ناقل الحركة الأوتوماتيكي المزدوج القابض ، والذي يتم استخدامه بشكل انتقائي بدلاً من التقليدية. يعمل أوتوماتيكياً القابض المزدوج على تسليم تدفق الطاقة بين قرصي القابض ، مما يقلل بشكل كبير من انقطاع العزم على العجلات بين التسارع ( تعمل أنظمة التشغيل الآلي التقليدية على إيقاف تدفق الطاقة مؤقتًا لجزء من الثانية أثناء تغيير التروس ) على الرغم من كونها جديدة نسبيًا كما هي في تطبيقات السيارات ، إلا أن أوتوبوكس ذات القابض المزدوج لا تعمل دائمًا بسلاسة كبيرة ، ولكن أفضلها ، مثل PDK من Porsche و DSG من فولكس واجن ، تقلل بشكل فعال من أوقات تغيير التسارع إلى الصفر. ومع التحكم الكامل في تطبيق القابض إلكترونيًا ، فإنها تتيح أيضًا البرمجة الأكثر فعالية للتحكم في الإطلاق.
المحركات الكهربائية
في الآونة الأخيرة فقط كانت الكهرباء قابلة للتطبيق كمصدر للطاقة للسيارات الحديثة. نقطة بيع رئيسية للسيارة الكهربائية هي تشغيلها الخالي من الانبعاثات ، ولكن نظرًا لأن المحركات الكهربائية تقدم أقصى عزم دوران من توقف تام ، فإن بعض مركبات EV ، مثل Tesla Model S P100D تسارعها مثل سيارة بوجاتي فيرون تنطلق بسرعة من صفر إلى 60 ميل في الساعة في 2.5 ثانية فقط ، تستخدم المركبات الهجينة والمكونات الهجينة أيضًا المحركات الكهربائية ، ومعظمها كمكملات لمحركات البنزين عالية الكفاءة لتحقيق الاقتصاد البطولي في استهلاك الوقود. ومع ذلك ، تستخدم بعض السيارات الهجينة الحالية والسابقة ، مثل فيراري لافيراري و بورشه 918 سبايدر و ماكلارين P1 و BMW i8 ، وهذه المحركات الكهربائية بشكل أساسي تزيد من مؤهلات الأداء ( على الرغم من أن اقتصاد الوقود يميل أيضًا إلى التحسن أكثر من غير السيارات الهجينة الفائقة ) ، حيث توفر الطاقة الفورية تسارعًا – عفواً عن التورية – صادمًا تمامًا.
ضوابط كهربائية
يعتبر معظم الناس أن السيارات كائنات ميكانيكية ، ولكن في الوقت الحاضر ، فإن السيارات هي في الأساس شبكات كمبيوتر بعجلات ، وبعض قدراتها العقلية مكرسة لجعلها أسرع . إلكترونيات التحكم الهوائية وتوقيت الصمام لزيادة تدفق الهواء داخل وخارج المحرك ، تتحكم الإلكترونيات في نبضات الوقود من خلال الحاقنات وتوقيت الشرارات التي تشعلها ، وكل ذلك يتم لتحسين الناتج والكفاءة. تتميز معظم السيارات الآن بأنظمة توجيه الطاقة الكهربائية ، وبالتالي تخلت عن الدفع الثابت للقدرة الحصرية الذي كانت تتطلبه في السابق أنظمة التوجيه الهيدروليكية إلى المحرك. وتستخدم الصدمات المتغيرة ، بما في ذلك الصدمات الكهرومغناطيسية وهي خدعة موجودة في كورفيت وكاديلاك وفيراري ولامبورغيني ، الإلكترونيات تعمل لتحقيق التوازن في رغبات السائق على المناورة والتسارع . حتى الإلكترونات المساندة لنظام ABS في الدفع والتحكم في الاستقرار و قد بررت وجودها بشكل أفضل من خلال كونها أقل تدخلاً وسلاسة في عملها عند الإنطلاق و زيادة الدفع .
دفع على جميع العجلات
يمكن لكل سيارة أن تمتلك طاقة المفاعل النووي ، ولكن لا فائدة منها إذا لم تتمكن من إيصال هذه الطاقة إلى الأرض . بينما أصبحت السيارات أكثر قوة – خاصة وأن السيارات الغريبة بدأت في صنع قوة سخيفة حقًا – أصبح من الواضح أن إرسالها بالكامل إلى محور واحد – حتى مع الإطارات العريضة – لن يعد كذلك. وبالتالي ، في الثمانينيات والتسعينيات ، بدأت سيارات مثل لامبورجيني ديابلو VT و بورشه 959 في استخدام الدفع الرباعي لوضع معايير أداء جديدة لعلاماتها التجارية والصناعة على حد سواء. يساعد الدفع الرباعي أيضًا في جعل هذه السيارات الموهوبة بشكل مذهل قابلة للقيادة في الظروف الرطبة والثلجية التي قد تشل حركتها . وهما من بين السيارات السريعة المتاحة حاليًا و على سبيل المثال ، جميع السيارات التي يمكن أن تصل سرعتها إلى 60 ميلاً في الساعة في أقل من أربع ثوانٍ ستجد أن عدد ضخم منها يعمل بالدفع الرباعي.
تشغيل التحكم
تخيل أنك خسرت سباقك وانت تقود دودج تشالنجر هيلكات الجديدة أمام سيارة سوبارو WRX STI التي هي بأقل من نصف القوة ، كل ذلك لأنك لم تتمكن من جعل الإطارات موصولة ببعضها جيداً عند بداية السباق ، إن Hellcat بقوة 707 حصانًا والعديد من السيارات الأخرى عالية الأداء لديها إعدادات للتحكم في الإنطلاق تجعل عملية صناعة القوة سهلة للغاية ، بينما تشغيل التحكم في الإنطلاق مختلف قليلاً من نموذج لآخر ، يعمل كل منهما بنفس الطريقة تقريبًا ، مما يدفع السائق لإعطاء أقصى قوة انطلاق عبر إبقاء قدم واحدة على دواسة الفرامل أثناء وضع دواسة الوقود مع توازن دوران المحرك المحدد عدد الدورات في الدقيقة التي يعتبرها مثالية لوصل الإطارات ببساطة ، ومن ثم يتم تحرير الفرامل ، عندما تقوم بهذه الطريقة في هيلكات فإنك تبقيها على الأرض وتجعل واجهتها متجهه نحو ضوء الإنطلاق مع ابتسامة تعلو وجه من يقودها .
اطارات السيارات :
في حين أن معظم ما ناقشناه حتى الآن قد ساعد عجلاتنا على الدوران بشكل أسرع على مر السنين ، فإن السيارات لن تتحرك بشكل أسرع إذا لم تتمكن تلك الأنابيب المطاطية السوداء الملتفة حول هذه العجلات من التعامل مع الجنوط بشكل جيد . معظم الناس لا يعرفون الكثير عن الإطارات ، ولكننا تعلمنا الكثير من خلال إجراء اختبارات مقارنة الإطارات وما تعلمناه هو ، أنه إذا كنا مدمنين على التسارع ، فإن الإطارات هي عوامل تمكيننا. مع اختيار شركات صناعة السيارات للإطارات الأوسع والأصغر ، حتى على السيارات ذات التوجه المريح ، هناك مرونة أكبر في القيادة مع الإطارات المناسبة للمحركات الأكثر قوة . وأدت التطورات في تكنولوجيا الإطارات إلى زيادة كبيرة في أداء المنعطفات والكبح لمركبات اليوم .