سيارات فولكس فاجن بيتل البرازيلية (فوسكا) في ألكول

في عام 1984، استخدمت شركة الاتصالات تيليسب في ساو باولو سيارة فولكس فاجن بيتل بمحرك كحولي سعة 1.6 لتر. وهذا ليس بالأمر الغريب في هذا البلد الذي تبنى الخنفساء الشهيرة وفي بلد لديه إمكانات كبيرة لإنتاج الكحول ويشكل موضوعًا متكررًا للتلوث والبحث عن المدخرات للسكان، ولهذا السبب تبحث الحكومات البرازيلية باستمرار عن حلول مبتكرة.

ولكن لم تكن شركة فولكس فاجن هي أول من أطلق السيارات التي تعمل بالكحول، بل كانت شركة فيات هي التي أطلقت السيارة 147 ذات المحرك 1.3 لتر مع ناقل حركة يدوي بأربع سرعات، في 5 يوليو 1979.

بدأ تطوير السيارات التي تعمل بالكحول في البرازيل في عام 1975، تحت رعاية الحكومة وبرنامجها "Proalcool"، الذي منح قروضًا مواتية لمنتجي قصب السكر ومصنعي السيارات الذين أطلقوا هذه التكنولوجيا.

بين عامي 1980 و1985، ارتفعت حصة السوق للسيارات التي تعمل بالكحول من 27% إلى 95.8%.

وفي وقت لاحق، ومع انخفاض أسعار النفط، فقدت السيارات التي تعمل بالكحول جاذبيتها. لكن الاستخدام الواسع النطاق للحقن الإلكتروني وتحديث أنظمة التحكم في المحرك سمح للمصنعين بتطوير سيارات تعمل إما بالكحول أو البنزين أو بمزيج من الاثنين.

من هذه القصة لا تزال هناك نسخة تنتمي إلى موظف سابق قام بترميمها ومنحها الملحقات المحددة مثل اللون الأصفر المحدد (تم إعادة طلائها باللون الأبيض بعد خصخصة الشركة التي أخذت ألوان الشركة الجديدة)، والحروف (في الملصق بدلاً من الطلاء)، وصندوق الأدوات المصنوع من الألياف الزجاجية الذي كان موجودًا في الجزء الخلفي من السيارات، ورف الأمتعة، والسلم، وبصرف النظر عن ذلك لم يكن لديهم خيارات، باستثناء بالطبع الخيار الذي يجعلها أصلية، محركها يعمل بالكحول، وهي علامة على أن الكحول يحافظ على الصحة وما زال يعمل.

إعلان عن فوسكا (الاسم البرازيلي للخنفساء) في ألكول.

في 11 سبتمبر 1950، رست أول 30 وحدة من سيارة الخنفساء من ألمانيا في ميناء سانتوس (SP). وبعد تسع سنوات، بدأ الإنتاج في مصنع فولكس فاجن في ساو برناردو دو كامبو (SP).

في عام 1978، قامت شركة Autoesporte باختبار سيارة Beetle تم تحويلها إلى سيارة كحولية بواسطة المركز الفني للطيران والفضاء (CTA) حصريًا. قبل عامين من طرح المنتج الجديد في الأسواق، أجرى الفريق مقارنة مع النسخة التي تعمل بالبنزين.

الاختبار الكامل نُشر في مجلة Autoesporte، في عام 1978، العدد 167

يتفوق الكحول في فولكس فاجن على البنزين في فولكس فاجن

إن التوقعات للاقتصاد الوطني أسوأ مما كانت عليه منذ عام 1974، عندما أدت أزمة الطاقة إلى ذلك. بالنسبة للبرازيل، فإن الوضع قد يتجه من سيء إلى أسوأ بفضل الكحول الإيثيلي، وهو الوقود الذي سيقود البلاد إلى موقع القوة العالمية في هذا القطاع.

من بين 52 مليون متر مكعب من النفط الذي تستهلكه البرازيل سنويا، يتم استيراد ما لا يقل عن 40 مليون متر مكعب، وهذا يعني أن البرازيل تعتمد بنسبة 80% من استهلاكها النفطي على الدول الموردة.

ويمثل هذا الإجمالي المستورد أيضًا 30% من إجمالي استهلاكنا من الطاقة. إن الارتفاع المفاجئ في أسعار النفط وعواقبه على الاقتصاد العالمي لم يعد أمراً جديداً. ولكن هذه ليست المشكلة أيضًا.

يكشف تقرير مكون من 600 صفحة أعده 34 خبيراً أميركياً أنه بحلول عام 1983 سوف يساوي الطلب على النفط العرض، وأن العالم سوف يجد نفسه بعد ذلك في قبضة نقص واسع النطاق في هذا الوقود.

ومن الآن فصاعدا، لن يكون سعر النفط هو المشكلة، بل الحصول عليه. لا محالة، سوف ينفد مخزون النفط في بعض البلدان، وفي الوضع الذي تجد اقتصاداتها نفسها فيه، لن يكون هناك مجال للمساومات.

وفي تحذير واضح للدول المختلفة المعتمدة على النفط الأجنبي، تشير دراسة المراجعة السنوية للطاقة، التي نشرت في الولايات المتحدة، إلى أنه في الفترة ما بين عام 1990 ونهاية القرن، سوف تستنفد كل احتياطيات النفط المعروفة وغير المكتشفة.

البرازيل هي إحدى الدول التي تعتمد على النفط، مع نسبة عالية جدًا من الواردات. إن ما يتم السعي إليه حاليا هو خفض هذه النسبة، وهو ما قد يعني المزيد من التهرب من سعر الصرف كل عام.

باعتباره منتجًا متجددًا، يتمتع الكحول الإيثيلي بأهمية كبيرة في الاقتصاد الوطني. يمكنه تشغيل محرك البنزين دون أي تعديلات، حتى مع انخفاض كبير في كفاءته.

ومع ذلك، هناك تعديلات قليلة يمكنها أن تزيد بشكل كبير من قوة هذا المحرك نفسه مقارنة بأدائه الأصلي الذي يعمل بالبنزين.

وبناء على هذه البيانات، تم إطلاق إضافة الإيثانول التجاري إلى البنزين، والذي يمكن استخلاصه من قصب السكر، أو الكسافا، أو الباباسو، أو زيت الخروع. اليوم، يتكون كل البنزين من 15% من تركيبته من الكحول، وهناك خطط لزيادة هذه النسبة إلى 20%، كما هو الحال بالفعل في بعض الولايات. هذه هي الخطوات الأولى نحو المحركات التي تعمل بالكحول بالكامل.

والكحول هو الحل الكامل لمشكلة الطاقة في البرازيل. وقال خوسيه والتر باوتيستا فيدال، وزير التكنولوجيا الصناعية بوزارة الصناعة والتجارة، إن البرازيل ستحقق قريبا الاكتفاء الذاتي في هذا القطاع إذا طورت إمكاناتها.

ولأن الكحول منتج زراعي، فهو وقود يأتي من مصادر متجددة ولا تنضب، والبرازيل هي الأكثر امتيازاً من بين جميع البلدان في العالم.

هناك العديد من الحجج لصالح استخدام الكحول كمصدر للطاقة. قبل ثلاث سنوات، كان سعر طن السكر في السوق العالمية 1500 دولار، أما اليوم فإن سعره لا يتجاوز 140 دولاراً. ومن ناحية أخرى، لم ينخفض ​​سعر الطاقة مطلقا، ​​بل على العكس تماما.

ويوجد بالفعل 190 مصنعاً معتمداً لإنتاج الكحول الإيثيلي في البلاد. مع كل هذه الإمكانات، فإن الشك الوحيد هو إمكانية تفعيل هذا البرنامج بأكمله، وهي المهمة الموكلة إلى مكتب رئيس الوزراء، وهو القسم المسؤول عن المحركات والتوربينات في المركز التقني للطيران والفضاء، وهو وكالة تابعة لوزارة الطيران المدني في ساو خوسيه دوس كامبوس.

وأما بالنسبة لإمكانية إنتاج الكحول الإيثيلي فلا شك. يتم الحصول عليه عن طريق تخمير الكربوهيدرات (السكر والنشا والسليلوز) المتكونة من التأثير الضوئي لأشعة الشمس على الكلوروفيل في النباتات.

لإنتاج الكحول الإيثيلي من أصل نباتي بالوسائل الضوئية، يجب أن تتمتع دولة ما بمساحة إقليمية كبيرة، ومناخ دافئ (استوائي) وأشعة شمس قوية، ونوعية تربة مناسبة للمحاصيل اللازمة، وتوافر الأراضي الصالحة للزراعة غير المستخدمة بعد.

إن البرازيل مؤهلة تماما للتعامل مع هذه القضايا، ولديها بالفعل مرحلة مناسبة من التطور التكنولوجي والصناعي، بالإضافة إلى الموارد المالية اللازمة.

وقود قديم

لقد تم استخدام الكحول الإيثيلي كوقود منذ الأيام الأولى لمحرك الاحتراق الداخلي، ولكن تم التخلي عنه لأن هذه المحركات تم تطويرها في بلدان ذات توافر كبير للبنزين.

في البرازيل، يعود تاريخ استخداماته الأولى إلى عشرينيات القرن العشرين، حيث تم استخدامه في العديد من الأبحاث في محطة الغاز التجريبية، والتي تسمى الآن المعهد الوطني للتكنولوجيا INT. تم إجراء العديد من العروض العملية على طرق ريو-ساو باولو وريو-بيتروبوليس باستخدام سيارة فورد معدلة.

في عام 1925، تم استخدام الكحول في المسابقات في ريو، باستخدام 70°GL من الكحول (30% ماء) وكانت النتائج تعتبر مشجعة.

خلال الحرب العالمية الثانية، عندما كانت الطائرات اليابانية تحلق بالكحول، تم استخدامه في شمال شرق البرازيل، في حين أدى عدم ملاءمة المحرك إلى تقليل كفاءته بشكل كبير. واستمرت الدراسات بعد الحرب، ولكن فقط من خلال فنيين معزولين في العديد من مراكز الأبحاث الوطنية.

ومن بينهم البروفيسور إرنستو ستامبف من هيئة النقل في شيكاغو، وهو أحد أكبر المتحمسين لفكرة استخدام الكحول كوقود وحيد، بسبب النقص القصير في النفط. بدأ تطوير محرك الكحول في هذه المرحلة الثانية في عام 1974، وذلك بفضل الجهود المشتركة بين CTA وINT وIST.

كانت وتيرة العمل مكثفة. لقد تم إجراء آلاف الاختبارات بنسب مختلفة من الخليط في العديد من أنواع المحركات. تم إجراء دراسة أداء الكحول كوقود في مقاييس القوة، وفي الشوارع والطرق، لتحديد الطريقة الأكثر فعالية لتكييف محركات البنزين مع استهلاك الكحول: التغييرات الأبعادية لبعض مكونات المحرك، والتي لم تنطوي على تغييرات في التكلفة.

اليوم، مع بدء مشاريع المحركات المصممة خصيصًا لاستخدام الكحول الإيثيلي، والتي تعد أكثر كفاءة من المحولة، قامت CTA بالفعل بتشغيل ما لا يقل عن 577 سيارة بمحركات محولة، من خلال أساطيل شركات مثل Telesp و Comar I و Copel و Telebrasília و Celpe و Furnas، والتي تحافظ على عقد دائم مع CTA. لقد قطعت هذه المركبات ما لا يقل عن 6,200,000 كيلومترًا حتى شهر يونيو، في ظل ظروف مناخية مختلفة.

ميزة الكحول

وقد أظهرت هذه الكيلومترات الـ 6,200,000 من المدينة بوضوح ما كان معروفًا بالفعل عن الدراسات الديناميكية. وتشير التقارير إلى أن الحرارة الكامنة العالية للتبخر جنبًا إلى جنب مع رقم الأوكتان العالي يسمحان بكفاءة حرارية أعلى لمشتقات البترول.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن الكحول غير سام، وينبعث منه 60% أقل من أكاسيد النيتروجين و50% أقل من أول أكسيد الكربون المجمد، والغازات الناتجة عن احتراقه لا تحتوي على الهيدروكربونات أو رباعي إيثيل الرصاص.

على الرغم من أنه يمكن تشغيل محرك البنزين دون تعديلات، فإن نفس المحرك يمكنه توليد طاقة أكبر بنسبة 23%، بشرط أن يخضع للتعديلات المناسبة.

كانت المشكلة الكبيرة في بداية هذا البرنامج هي معرفة أنني أريد التعديلات وحجمها في محركات البنزين، الأمر الذي تطلب الكثير من البحث والوقت والموارد. اليوم، تسيطر CTA بالفعل على كل هذه التكنولوجيا، حيث أصبحت قادرة على تصديرها بدلاً من استيرادها، كما حدث مع صناعة السيارات الوطنية.

من خلال إضافة ما يصل إلى 20% من الكحول، لن تكون هناك حاجة إلى إجراء أي تعديلات على المحرك. ومع ذلك، من أجل الاستخدام الحصري للكحول، من الضروري إعادة معايرة مقاييس المكربن، وتغيير منحنى الموزع، واعتماد مشعب سحب مع نظام تسخين مسبق للكحول المختلط بالهواء، ونظام بدء تشغيل بدرجة حرارة منخفضة، عن طريق حقن كمية صغيرة من البنزين (قديمة بالفعل بسبب التحسن في استهلاك الكحول) وزيادة نسبة الضغط.

المشي مع فولكس فاجن تحت تأثير الكحول

حصلت مجلة Autosport على سيارة VW 1300 CTA التي تم تحويلها إلى استهلاك الكحول حصريًا للاختبار. لقد طلبنا سيارة مماثلة لسيارة فولكس فاجن البرازيلية، تعمل بالبنزين، لمقارنة مباشرة غير مسبوقة.

في محرك السيارة الكحولي ترى مشعبًا معدَّلًا ونظام تسخين خليط. داخليًا، يشير عداد الدوران الموجود في وسط اللوحة إلى سيارة يقودها أشخاص يحتاجون إلى قوة محرك أكبر من المعتاد.

لا يحتاج المحرك إلى وقت أكثر أو أقل للاتصال من المحركات العادية، ولا يوجد شعور بتحريك السيارة.

ومع ذلك، مع تغير التروس، ستشعر بتحسن أثناء التسارع، مع عزم دوران جيد من دورات المحرك المنخفضة. الطلب عليه أكبر، ويظهر المحرك قوة أكبر من محرك فولكس فاجن 1300 الذي يعمل بالبنزين.

وفي اختبارات التسارع التي أجريت للمقارنة بين السيارتين، كانت السيارة التي تحتوي على الكحول متفوقة بشكل كبير على السيارة العادية.

من 40 إلى 60 كم/ساعة، في الترس الثالث، استغرقت سيارة فولكس فاجن 5.4 ثانية مقارنة بـ 6.7 ثانية لسيارة البنزين. ومن 60 إلى 80 كم/ساعة، في الترس الرابع، زاد هذا الفارق أكثر، ليصل إلى 10.8 ثانية بالنسبة للسيارة الكحولية و14 ثانية بالنسبة للأخرى.

من 80 إلى 100 كم/ساعة، في الترس الثالث، يصبح الفرق أكثر وضوحًا، مع 9.7 ثانية لسيارات الكحول و14.5 ثانية لسيارات فولكس فاجن التي تعمل بالبنزين. ورابعاً، كشف نفس القياس عن فرق مدهش: 15 ثانية للكحول و25 ثانية للبنزين، أي لا يقل عن 10 ثوان.

وفي القياسات، من عدم القدرة على الحركة، كان تأثير فولكس فاجن على الكحول أيضًا أعلى بشكل ملحوظ. حتى سرعة 80 كيلومترًا في الساعة، استغرقت إحداهما 15.8 ثانية، بينما استغرقت الأخرى 17.1 ثانية، وكلاهما يستخدم التروس الأولى والثانية والثالثة. حتى سرعة 100 كيلومتر في الساعة، استغرقت السيارة الكحولية 30.5 ثانية، في حين احتاجت الأخرى إلى 31.6 ثانية. لتغطية كيلومتر واحد، بدءًا من حالة السكون، استغرقت المرحلة الأولى 45 ثانية، أي أقل بقليل من المرحلة الثانية، 47 ثانية.

وفيما يتعلق بالاستهلاك، بلغ معدل استهلاك الكحول 5.6 كيلومتر/لتر في المركز الحضري، مقارنة بـ 8.5 كيلومتر/لتر في نفس الظروف. على الطرق السريعة، سافرت مسافة 9.1 كم من اللتر العادي، في حين سافرت مسافة 10.9 كم. وعلى الطرق المزدحمة، قطعت الكحول مسافة 10.5 كيلومتر، مقارنة بـ11.8 كيلومتر على الطرق الأخرى، وذلك ضمن حدود ما كان متوقعا بالفعل.

ومع ذلك، فإن الاستهلاك الأعلى، من حيث المسافة المقطوعة بكل لتر من الوقود، لا يعني أن محرك البنزين أكثر اقتصادا لأن هذا الوقود أغلى بكثير من الكحول في البرازيل، والآن بسبب الخيار السياسي، وقد يكون نادرا في وقت لاحق.

لإجراء مقارنة إضافية، وبنفس ظروف الاستخدام تمامًا، قمنا باختبار كلتا المركبتين على مقياس القوة Sun Mark III، المستخدم حصريًا في Autosport، والذي يوفر البيانات اللازمة من خلال القياسات التي تم إجراؤها بالعجلات التي تم دوسها على الأسطوانات.

هناك قمنا بقياس زمن التسارع من 40 إلى 60 كم/ساعة في الترس الثالث، مع 5.8 ثانية لسيارة فولكس فاجن التي تعمل بالكحول و5.4 ثانية لسيارة البنزين، وهو المقياس الوحيد الذي أثبت فيه أنها أسرع.

من 40 إلى 80 كم/ساعة، لا يزال في المركز الثالث، قضى الكحول 12.7 ثانية مقابل 13.7 ثانية للبنزين. من 60 إلى 80 كم/ساعة يوم الأربعاء، استغرقت سرعة الكحول 10 ثوانٍ والبنزين 10.9 ثانية. من 60 إلى 100 كم/ساعة، كلاهما في المركز الرابع، كان معدل استهلاك الكحول 23.3 ثانية مقابل 28.1 ثانية للبنزين فولكس فاجن.

أما بالنسبة للسرعة القصوى، فقد سجلت النسخة التي تعمل بالكحول من فولكس فاجن سرعة 123 كيلومترًا في الساعة، في حين كانت النسخة التي تعمل بالبنزين أبطأ قليلاً عند 122 كيلومترًا في الساعة. من حيث الاستهلاك، فإن الكحول بسرعة ثابتة يعادل تقريباً البنزين من حيث الدخل بالكيلومترات لكل لتر من الوقود.

عند القيادة بسرعة 40 كم/ساعة، في الترس الثالث، حققت السيارة التي تعمل بالكحول معدل استهلاك وقود بلغ 14.5 كم/لتر، مقارنة بـ 15 كم/لتر مع البنزين. وفي يوم الأربعاء، بلغ معدل سرعته 40 كيلومترًا في الساعة، 18.3 كيلومترًا في الساعة، مقارنة بـ 18.8 كيلومترًا في الساعة. عند سرعة 60 كم/ساعة، الأربعاء: الكحول 18 كم/لتر، البنزين 17.5 كم/لتر؛ عند سرعة 80 كم/ساعة، الأربعاء: 14.9 كم/لتر للكحول، و16.9 كم/لتر للبنزين؛ عند سرعة 100 كم/ساعة، الأربعاء: نسبة الكحول 12.6 كم/لتر، مقارنة بـ 14.5 كم/لتر في المعدل الطبيعي.

ومع ذلك، فإن سيارة فولكس فاجن التي تعمل بالكحول تتجاوز مرة أخرى المعدل الطبيعي من حيث تلوث العادم. تبلغ نسبة أول أكسيد الكربون في الكحول في حالة الخمول 2.8 فقط، في حين أن تلك الموجودة في البنزين هي 5.4.

ومن خلال استخدام الكحول كوقود من قبل الأساطيل المختلفة، لوحظت مزايا أخرى بالفعل، مثل عمر أطول للمحرك، واحتراق أفضل للخليط، وترك نفايات أقل، وتشغيل المحرك في درجات حرارة منخفضة وحقيقة أن الزيت لا يتم تخفيفه بالكحول الإيثيلي مما يحسن التزييت ويقلل من التآكل على الأجزاء المتحركة.

ثالثا، عند سرعة 40 كم/ساعة، 0.15 للكحول و3 للبنزين. رابعا، عند سرعة 60 كم/ساعة: 0.35 للكحول و2.4 للبنزين؛ عند سرعة 80 كم/ساعة: 0.3 من الكحول و1.3 من البنزين؛ عند سرعة 100 كم/ساعة، 0.75 في الكحول و1 في البنزين.

كما هو متوقع، فإن القوة عند العجلات أعلى بكثير في السيارة الكحولية. تبلغ سرعتها 90 كم/ساعة، وتبلغ قوتها الحقيقية 33 حصانًا على عجلات القيادة، بينما تبلغ قوة محرك البنزين 31 حصانًا. وأشار الزوجان أيضًا إلى وجود اختلافات أكبر. عند سرعة 35 كم/ساعة، يبلغ وزن المحرك 148 كجم/ساعة، مقارنة بـ 128 كجم/ساعة للسيارة التي تعمل بالبنزين.

الاستنتاجات

وبمقارنة كل هذه البيانات، فإن الاستنتاج واضح: فبالإضافة إلى كونها مركبة أكثر اقتصادا، أثبتت السيارة التي تعمل بالكحول أنها أكثر رشاقة، وأكثر قوة، مع استجابة أفضل للخانق، وبالتالي أكثر متعة للقيادة.

حتى لو استهلكت بضعة لترات إضافية من الوقود لتغطية نفس الطريق، فهي أكثر اقتصادا لأن سعر لتر الكحول أرخص من سعر البنزين. علاوة على ذلك، فإن استخدامه يشكل مشاكل أقل بالنسبة للاقتصاد الوطني والبيئة.