هوش مصنوعی در سوپاپ برقی چگونه عمل می کند؟ آشنایی با این نوع سوپاپ، سازنده آن و عملکردش را در این مقاله بخوانید.
بیت ران – فناوری سوپاپ هوشمند کم کان (Camcon) با حذف میل سوپاپ و جایگزینی آن با عملگرهای الکتریکی امکان نظارت کامل و دقیق بر میزان هوای ورودی به پیشرانه را فراهم می کند.
این شرکت نوپا در ابتدا با تمرکز بر توسعه این فناوری برای استفاده در خودروهای سدان و خانوادگی کار خود را آغاز کرد.
اما در طول این مسیر، با تغییر جهت قصد دارد فناوری نوظهور خود را به پیشرانه های دیزلی وارد کند.
در سال ۲۰۱۸، تمرکز کم کان بر توسعه سوپاپ هوشمند برای استفاده در پیشرانه خودروهای سواری معطوف بود.
هدف این شرکت از به کارگیری فناوری جدید اعمال کنترل لحظه ای و دقیق بر میزان باز و بسته شدن سوپاپ های ورود و خروج هوا در پیشرانه بود.
این عمل میتوانست سبب بهبود کارایی و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای شود.
مزایای فناوری جدید سوپاپ الکتریکی
بر اساس ارزیابی های کم کان، مزایای فناوری جدید سوپاپ الکتریکی به حدی بود که می توانست نظر خودروسازان بزرگ را به خود جلب کند.
با ظهور خودروهای الکتریکی و هیبریدی و هیدروژنی آینده استفاده از فناوری های جدید در پیشرانه های بنزینی به خطر افتاد و فضای دنیای خودروسازی به سوی استقبال از خودروهای الکتریکی تغییر مسیر داد.
به علاوه، استفاده از سوپاپ الکتریکی و ایجاد تنظیمات بهینه روی آن سبب شد طیف وسیعی از متغیرهای مهندسی در اختیار مهندسان قرار گیرد.
تعدد متغیرها نظیر دما و سرعت و شرایط کارکرد پیشرانه به معنای درنظرگرفتن سناریوهای بی شمار برای بررسی حالات مختلف عملکرد سوپاپ ها است.
همچنین، توجه عمده مصرف کنندگان به امکانات رفاهی درکنار سایر عوامل ذکرشده دست به دست هم داد تا پروژه انقلابی کم کان با مشکل مواجه شود.
و این شرکت نتوانست نظر خودروسازان بزرگ را جلب کند.
زمینه فعالیت شرکت کم کان
شکست اولیه کم کان باعث نشد این شرکت نوپا دست از تلاش برای تحقق رؤیاهایش بردارد.
این شرکت با تغییر استراتژی خود، به طور هم زمان در سه حوزه مختلف مشغول فعالیت است.
اولین زمینه فعالیت این شرکت ساخت کیت های آماده برای پیشرانه های تحقیقاتی تک سیلندر است.
این کیت ها میتوانند سناریوهای مختلف مهندسی را شبیه سازی کنند.
در دومین عرصه و با ظهور جدی خودروهای الکتریکی سبک، کم کان توجه خود را برای ورود به عرصه پیشرانه های دیزلی معطوف کرده است.
این شرکت نو پا قصد دارد از فناوری سوپاپ الکتریکی در خودروهای سنگین بهره ببرد.
به عنوان سومین زمینه فعالیت، کم کان با تشکیل گروهی از متخصصان هوش مصنوعی قصد دارد فناوری سوپاپ الکتریکی را با هوش مصنوعی و یادگیری ماشین تلفیق کند.
کم کان قصد دارد از این راه روند کالیبراسیون سوپاپ ها با سرعت و دقت بیشتری انجام شود.
کیت های سوپاپ برای پیشرانه های تحقیقاتی
کمکان پس از ناکامی حاصل از تغییر روند صنعت خودروسازی، تلاش کرد محصولات خود را به شکلی دیگر در اختیار خودروسازان قرار دهد.
این شرکت با تولید کیت سوپاپ الکتریکی برای پیشرانه های تک سیلندر تحقیقاتی که کاربرد گسترده ای در واحدهای تحقیق و توسعه خودروسازان دارد، سعی می کند ظرفیت های این فناوری جدید را به نمایش بگذارد.
با استفاده از این فناوری در مراحل اولیه طراحی پیشرانه، می توان الگوی باز و بسته شدن سوپاپ ها را تغییر داد و به جای فرایند زمان بر و خسته کننده تعویض میل سوپاپ (میلبادامک) و باز و بسته کردن پیشرانه، استفاده از میل سوپاپ های مختلف را تنها با فشردن یک دکمه شبیه سازی کرد.
درحال حاضر، کم کان موفق شده فناوری جدید خود را در آزمایشگاه یکی از غول های خودروسازی وارد و سفارش هایی برای تجهیز دیگر آزمایشگاه ها دریافت کند.
کنترل هوشمند سوپاپ برای خودروهای دیزلی سنگین
بعد از تغییر رویه کم کان، زمانی که این شرکت به دنبال مشتری برای فناوری خود بود، مسئولان این شرکت متوجه شدند بیشتر درخواست ها را سازندگان خودروهای سنگین دادهاند.
مارک گاستیک (Mark Gostick)، مدیر بازاریابی کم کان، گفته است:
« شرکت کم کان در ابتدا هیچ ایده ای برای به کارگیری فناوری سوپاپ های الکتریکی در خودروهای سنگین دیزلی نداشت.
آن ها حتی به این موضوع فکر هم نکرده بودند.
بااین حال، پس از دریافت درخواست های مکرر آنها، متوجه شدند صنعت خودروهای سنگین نیاز بیشتری به این فناوری دارد. »
سازندگان خودروهای سنگین درست مانند سازندگان خودروهای خانوادگی زیرفشار سازمان های استاندارد برای کاهش تولید آلاینده ها نظیر گازهای کربن دی اکسید و NOX و ذرات معلق اند.
بههمین دلیل، شرکت ها مجبورند با استفاده از کاتالیزورها و سایر روش های موجود گازهای خروجی از اگزوز را تصفیه کنند.
ادعای رفع مشکل آلایندگی خودروهای سنگین
که این امر سبب افزایش هنگفت هزینه و افزایش وزن و کاهش فضا در خودروها می شود.
کم کان مدعی است با استفاده از فناوری IVT در خودروهای دیزلی می توان تا حد زیادی حجم و وزن کاتالیزورها و در پی آن هزینه های ساخت پیشرانه های دیزلی بزرگ را کاهش داد.
با استفاده از کنترل هوشمند سوپاپ در پیشرانه می توان دمای کارکرد کاتالیزورها را کنترل کرد.
و در نتیجه، دمای کاری این تجهیزات را در بخش بزرگی از زمان های رانندگی در محدوده بهینه حفظ کرد.
اگرچه IVT نمی تواند سبب حذف کلی کاتالیزور شود، اما می تواند وزن و اندازه این تجهیزات را تا حد زیادی کاهش دهد.
علاوه بر این، کم کان عقیده دارد با استفاده از فناوری سوپاپ هوشمند، دیگر به تجهیزات مربوط به ترمز پیشرانه نیازی نیست.
تجهیزات مربوط به ترمز پیشرانه در خودروهای سنگین و اتوبوس ها استفاده می شود.
دلیل این بی نیازی این است که فناوری یاد شده می تواند با حذف این ترمز حدود ۱۷۰ کیلوگرم از وزن خودرو بکاهد.
در نتیجه تمام کاهش وزن ها با استفاده از فناوری کم کان، مصرف سوخت تا حد زیادی کاهش می یابد.
دلیل جذابیت بازار خودروهای سنگین برای کم کان
مارک گاستیک معتقد است:
« توانایی کاهش مصرف سوخت در خودروهای سنگین به واسطه استفاده از فناوری IVT کمتر از خودروهای سبک و سواری است.
اما این فناوری قادر است حدودا ۵ درصد از مصرف سوخت خودروهای دیزلی بکاهد.
هر خودرو سنگین در طول عمر مفیدش حدود یک میلیون یورو هزینه سوخت خواهد داشت.
و با در نظر گرفتن این حقیقت می توان به میزان ارزشمندی کاهش ۵ درصدی در مصرف سوخت پی برد.»
به عقیده کم کان، این شرکت هنوز هم می تواند راه خود را به بازار خودروهای سواری بازکند.
اما با توجه به این حقیقت که تولید خودروهای سنگین الکتریکی در آینده نزدیک بعید است، این شرکت بازار خودروهای سنگین را جذاب تر یافته است.
سرمایه گذاری در هوش مصنوعی
دستیابی به تمام مزایای استفاده از سوپاپ های الکتریکی و اعمال کنترل کامل بر آنها کاری بسیار دشوار و پیچیده است.
به طورکلی، سه موضوع در فرایند کنترل سوپاپ ها مطرح است:
زمان بازشدن و میزان بالاآمدن و زمان بستهشدن.
برای به حداکثر رساندن بازدهی پیشرانه و کاهش حداکثری میزان مصرف سوخت و تولید آلایندهها، باید در تمام سرعت ها و شرایط دمایی و کاری پیشرانه این سه عامل را مدنظر قرار داد.
و با بررسی دقیق خروجی ها به تنظیمات بهینه دست یافت.
این کار ساده به نظر میرسد؛ اما زمان و انرژی و دقت بسیار زیادی لازم دارد.
علاوه بر آنچه گفته شد، باید متغیرهای دیگر نظیر استفاده از دو سیلندر برای کاهش مصرف سوخت در ترافیکها و کنترل دمای پیشرانه ا بررسی کرد.
همچنین تنظیمات سیستم ناوبری برای تشخیص اولویت به منظور کاهش انتشار گاز کربنمونواکسید در محیط های شهری نیز نیاز به بررسی دارند.
علاوه بر این دو عامل، کربن دی اکسید در محیط های غیرشهری را نیز باید در نظر گرفت.
بر همین مبنا، کم کان استفاده از نرم افزاری با اتکا بر هوش مصنوعی را مناسب ترین راه برای دستیابی به بهینه ترین حالت عملکرد سوپاپ های هوشمند یافته است.
به عقیده این شرکت، هوش مصنوعی می تواند سرعت کالیبراسیون را تا حد زیادی افزایش دهد.
هوش مصنوعی در نتیجه می تواند خروجی سناریوهای مختلف را بهبود بخشد.
کنترل فناوری سوپاپ الکتریکی به صورت دیجیتال
مهندسان کم کان معتقدند با استفاده از هوش مصنوعی و شبکه عصبی می توان فناوری سوپاپ الکتریکی را به صورت دیجیتال کنترل کرد.
با استفاده از این فناوری، کنترل میزان پاشش سوخت و ورود هوا به محفظه احتراق به صورت دیجیتالی امکانپذیر است.
یادگیری ماشین مهندسان را قادر میسازد بدون صرف زمان طولانی برای آزمایش شرایط مختلف به حالت بهینه کارکرد پیشرانه دست یابند.
و در مراحل پایانی با تجهیز خودرو به فناوری یادگیری ماشین، کارکرد بهینه پیشرانه در هر حالتی تضمین خواهد شد.
کم کان برای دستیابی به این هدف و طراحی نرم افزار ویژه برای کنترل سوپاپ ها به منابع مالی زیادی نیاز دارد.
و احتمالا در آینده بیشتر به عنوان شرکت نرم افزار محور شناخته خواهد شد.
شرکت کم کان قصد دارد تولید سخت افزار سوپاپ ها را از انحصار خارج کند.
و می خواهد به تولیدکنندگان مطمئن اجازه دهد با تولید انبوه سوپاپ های الکتریکی دنیای خودروسازی را متحول کنند.
کمکان در ادامهقصد دارد با توسعه نرم افزار دیجیتال برای کالیبراسیون دقیق سوپاپ ها، نقش خود را در این مسیر پررنگ تر کند.
بیشتر بخوانید:
آیرودینامیک خودرو و هر آنچه درباره آن باید بدانید
هندلینگ خودرو چیست و چه تفاوتی با کیفیت سواری دارد؟
دو راهی وزن کمتر یا قدرت بیشتر خودرو در خودروسازی ها
وظیفه ریتاردر چیست؟ اشتباه رایج در تشخیص ریتاردر و خفه کن
منبع: زومیت
