تعطيل الأسطوانات

تعطيل الأسطوانات تقنية لتوفير الوقود تُوقف جزءاً من المحرك مؤقتاً عند انتفاء الحاجة إلى القدرة الكاملة، ثم تعيد الأسطوانات الخامدة إلى الحياة لحظة طلب السائق التسارع. والهدف هو تجاوز المفاضلة القديمة بين امتلاك عدد كافٍ من الأسطوانات لأداء قوي وبين الاستهلاك الذي تسبّبه تلك الأسطوانات حين تكون الحاجة إليها ضئيلة، كما هو الحال أثناء القيادة الهادئة. وتُسوَّق أحياناً تحت أسماء مثل Active Fuel Management أو Multi-Displacement System أو Active Cylinder Technology.

أما عدم الكفاءة الكامن الذي تعالجه فهو خسارة الضخ في محرك البنزين ذي الخانق. فعند الحِمل الخفيف يكون الخانق شبه مغلق، ويتعيّن على كل أسطوانة أن تجهد لسحب الهواء عبر ذلك التضييق، مهدِرةً طاقةً في كل شوط سحب. وبإيقاف أربع أسطوانات مثلاً في محرك V8، يتعيّن على الأربع المتبقية أن تعمل بجهد أكبر لإنتاج القدرة ذاتها، ما يعني أن خانقها يُفتح على مدى أوسع وتنخفض خسائر الضخ فيها. عندئذٍ تعمل كل أسطوانة عاملة بالقرب من نطاقها الفعّال، ويمكن أن يهبط استهلاك الوقود الإجمالي بنسبة عدة نقاط مئوية في القيادة الواقعية.

ويتحقق التعطيل ميكانيكياً بإيقاف التغذية بالوقود وتشغيل الصمامات معاً في الأسطوانات المختارة. فوحدة التحكم في المحرك تقطع حاقنات الوقود، والأهم أنها تُطبِق رافعات هيدروليكية خاصة أو أذرع روكر قابلة للتبديل بحيث يبقى صمّاما السحب والعادم مغلقين. ومع إغلاق الصمامات، يعمل الهواء المحبوس كنابض غازي يمتص الطاقة عند الانضغاط ويعيد معظمها عند التمدد، فتنساب الأسطوانة المعطّلة بأقل خسارة بدلاً من ضخّ الهواء. وتُدار عملية الانتقال خلال بضع عشرات من الميلي ثانية، وتُضبط في نقاط محددة من الدورة، فلا يشعر السائق إلا بتغيّر سلس لا يُحس.

والفكرة ليست جديدة؛ فالمحاولات المبكرة مثل محرك كاديلاك V8-6-4 في مطلع الثمانينيات قوّضتها بطء إلكترونيات ذلك العصر فاكتسبت سمعة سيئة. لكن أنظمة إدارة المحرك الحديثة والملفات اللولبية سريعة الاستجابة جعلتها موثوقة وناعمة، وباتت تظهر عبر الطيف كله، من محركات V8 الأمريكية الكبيرة التي تعمل على أربع أسطوانات، إلى محركات البنزين الرباعية المضغوطة توربينياً التي تهبط إلى أسطوانتين تحت الحِمل الخفيف، وحتى في أنظمة «متدحرجة» تتناوب فيها الأسطوانات المستريحة لتوحيد التآكل والحرارة.

أما أبرز التحديات الهندسية فهي الاهتزاز والنعومة، إذ قد يُدخل العمل على عدد أقل من الأسطوانات فواصل اشتعال أخشن وحالات رنين؛ وتواجه الشركات المصنّعة ذلك بدعامات محرك نشطة وإجراءات موازنة وإلغاء للضوضاء عبر نظام الصوت. كما توجد مخاوف من التحميل الحراري غير المتساوي وضبط الزيت في الأسطوانات المستريحة. وتعمل هذه التقنية جنباً إلى جنب مع تدابير اقتصادية أخرى مثل نظام Start-Stop، وتنافس مفاهيمياً مجرّد تركيب محرك توربيني أصغر مُصغّر الحجم يحقق اقتصاداً مماثلاً بحكم تصميمه.