October 29, 2025
التحول الأخضر لتركيبات محركات السيارات
يعد هدير محرك السيارة رمزًا للحضارة الصناعية، إلا أن الاهتزازات والضوضاء المصاحبة تظل تحديات مستمرة. تؤدي حوامل المحرك المطاطية - هذه المكونات التي تبدو غير مهمة - بهدوء الدور الحاسم المتمثل في عزل الاهتزازات وتقليل الضوضاء. ومع ذلك، غالبًا ما تعتمد حوامل المطاط التقليدية على المطاط الصناعي غير المتجدد المعتمد على النفط، وهو ما يتعارض مع اللوائح البيئية الصارمة ومبادئ الاستدامة. تواجه صناعة السيارات الآن التحدي الحاسم المتمثل في تطوير مواد عالية الأداء وصديقة للبيئة لتركيب المحرك.
تعمل حوامل محرك السيارات، والمعروفة أيضًا ببطانات المحرك، كمكونات مهمة تربط المحرك بإطار السيارة. وتشمل وظيفتها الأساسية امتصاص وتخفيف اهتزازات المحرك، وتقليل الضوضاء، وتعزيز راحة الركوب، وحماية مكونات المحرك من أضرار الاهتزازات. تستخدم التركيبات التقليدية عادةً عمليات القولبة بالحقن باستخدام المطاط أو المطاط الصناعي كمواد أساسية.
تم استخدام المطاط الطبيعي على نطاق واسع في تصنيع التركيبات نظرًا لمرونته الممتازة ومقاومته للتآكل وخصائص التخميد. ومع ذلك، مع نمو الوعي البيئي وتزايد أهمية الاستدامة، تكشف الحوامل المطاطية التقليدية عن عيوب كبيرة. تواجه إمدادات المطاط الطبيعي قيودًا جغرافية ومناخية مع أسعار متقلبة، في حين أن بعض المطاط الصناعي (مثل البولي يوريثين) ينطوي على عمليات إنتاج ضارة ويمثل تحديات إعادة التدوير.
لتحقيق التحول المستدام، قام الباحثون بتطوير مادة مركبة جديدة تجمع بين المطاط الطبيعي (NR)، والبولي يوريثين الحراري (TPU)، وألياف السيزال. يقدم هذا المزيج مزايا مميزة:
استخدم البحث منهج تصميم متكامل يجمع بين TRIZ (نظرية الحل الابتكاري للمشكلات)، والتحليل المورفولوجي، وعملية الشبكة التحليلية (ANP) لتطوير تصميمات التركيب المثالية.
تضمنت المنهجية ثلاثة مبادئ رئيسية لـ TRIZ:
أنتج هذا النهج المنهجي العديد من التصاميم المفاهيمية من خلال تحليل التكوينات الهيكلية ومجموعات المواد وطرق الاتصال.
قامت عملية الشبكة التحليلية بتقييم أربعة تصميمات نهائية وفقًا لمعايير متعددة بما في ذلك تخميد الاهتزاز والأداء الميكانيكي والأثر البيئي والتكلفة وقابلية التصنيع.
أنتج البحث أربعة مفاهيم تصميمية متميزة:
أظهر التصميم 3 المحدد تخميدًا استثنائيًا للاهتزاز، وخصائص ميكانيكية، وفوائد بيئية، واقتصاديات تصنيع مناسبة.
يضع هذا البحث أساسًا للتطوير المستدام لتركيب المحرك. يجب أن يركز العمل المستقبلي على:
ومع تقدم صناعة السيارات نحو الاستدامة، فإن مثل هذه الابتكارات في تكنولوجيا التحكم في الاهتزازات ستلعب دوراً حيوياً متزايداً في إيجاد حلول نقل مسؤولة بيئياً.
