انقر هنا لمشاهدة فيديو "ملخص مرئي" لهذا الاختراع.
اختراعات علي پور أحمد | التصنيف: اختراعات جديدة في العالم | ذات صلة: الاكتشافات العلمية والاختراعات التكنولوجية
انخفاض كبير في استهلاك الطاقة والوقود للمركبات التي تستخدم نظام "هيكل الجاذبية" | سيارة مزودة بنظام "هيكل الجاذبية"
◉ الاختراع: تقليل استهلاك الوقود والطاقة في جميع أنواع المركبات باستخدام "هيكل الجاذبية"
◉ المخترع ومالك براءة الاختراع: علي پورأحمد
◉ التصنيف: اختراعات جديدة للمخترعين
◉ المقدمة والأهداف:
في هذه المقالة، سنشرح بإيجاز حلاً جديدًا لتقليل استهلاك الوقود والطاقة في مجموعة متنوعة من المركبات الكهربائية والمركبات التي تعمل بالبنزين باستخدام "هيكل يعتمد على الجاذبية".
في جميع السيارات، يُعد تصميم الهيكل ذا أهمية بالغة، فهو يحدد مركز الضغط ومواقع الأجزاء الأخرى، ويُعتبر أحد أهم مكونات هندسة السيارات. في الواقع، يعمل الهيكل بمثابة العمود الفقري للهيكل العام للسيارة، ويضطلع بمهمة أساسية تتمثل في تحمل الأوزان المختلفة وتوزيع القوى أثناء الحركة أو التوقف. يلعب هذا الجزء الحيوي دورًا مهمًا في الحفاظ على التوازن الديناميكي الهوائي واستقرار جميع أنواع السيارات، ويضمن قوة ودعمًا طويل الأمد للأجزاء الأخرى المثبتة عليه. يساهم التصميم الهندسي الدقيق للهيكل في توزيع الوزن بشكل متساوٍ، مما يسهل التحكم في السيارة في مختلف ظروف القيادة.
◉ الاختراع: تقليل استهلاك الوقود والطاقة في جميع أنواع المركبات باستخدام "هيكل الجاذبية"
◉ المخترع ومالك براءة الاختراع: علي پورأحمد
◉ التصنيف: اختراعات جديدة للمخترعين
من الناحية الهيكلية، تُقسم هياكل المركبات إلى ست فئات: هيكل ذو إطار منفصل، هيكل أحادي، هيكل فضائي، هيكل هجين، هيكل سلمي، وهيكل عمودي مركزي. في تصميم الهيكل ذي الإطار المنفصل، يشكل الإطار المنفصل نقطة اتصال لهيكل المركبة، ويُستخدم غالبًا في المركبات الثقيلة. أما الهياكل الأحادية فتُستخدم عادةً في المركبات الخفيفة حيث يتم تصميم وبناء الهيكل والجسم كوحدة واحدة. في بعض السيارات الفاخرة، يُستخدم الألومنيوم وألياف الكربون عادةً في التركيب المعدني لأنابيب الهيكل الفضائي. تُستخدم الهياكل الهجينة في المركبات التي تتطلب أداءً متساويًا على الطرق المعبدة والوعرة. أما الهياكل السلمية فهي مخصصة للمركبات التي تتطلب قوة عالية ومقاومة للصدمات وقدرة على حمل أحمال ثقيلة، وأخيرًا الهيكل العمودي المركزي، الذي يُصنع بكميات محدودة لشاحنات التعدين، ويتكون من أعمدة خرسانية ذات قطر صغير.
على الرغم من أن كل نوع من أنواع الهياكل يلعب دورًا أساسيًا في الحفاظ على توازن السيارة، إلا أنه وفقًا للاختبارات الفنية في الظروف القاسية، يتميز هيكل الشاسيه ذو الإطار المنفصل عادةً بأداء ديناميكي وديناميكي هوائي أفضل نظرًا لمرونته العالية. كما تلعب سبيكة مادة الهيكل دورًا مهمًا في أدائه، فعلى سبيل المثال، يتميز الهيكل الفولاذي بقوة أعلى ولكنه أثقل، بينما يكون الهيكل المصنوع من الألومنيوم أخف وزنًا ولكنه أغلى ثمنًا. من الواضح أن الهيكل الجيد عالي الجودة يضمن زيادة سلامة الركاب وحمايتهم مع الحفاظ على توازن السيارة وإطالة عمر مكونات نظام التعليق، ولكن مع كل هذه المزايا والفوائد، ونظرًا لتصميمها المعقد ووزنها الثقيل، تُعتبر الهياكل أحد العوامل الرئيسية في زيادة استهلاك الوقود في السيارات. وقد دفعني هذا إلى تصميم وابتكار فكرة تصميم هيكل مختلف ومميز لتقليل استهلاك الوقود في جميع أنواع المركبات.
◉ الاختراع: تقليل استهلاك الوقود والطاقة في جميع أنواع المركبات باستخدام "هيكل الجاذبية"
◉ المخترع ومالك براءة الاختراع: علي پورأحمد
◉ التصنيف: اختراعات جديدة للمخترعين
عند تصميم هذه الفكرة، سعيتُ لتحقيق قوة دفع أمامية فعّالة ناتجة عن قوة الجاذبية، مع الحفاظ على المتانة الهندسية والمرونة لهذا الهيكل الجديد في مواجهة مختلف ظروف الطرق، سواءً المعبدة أو الوعرة. بهذه الفكرة، سنحقق انخفاضًا بنسبة 40% تقريبًا في استهلاك الوقود لجميع أنواع المركبات، وذلك لأن الضغط الزائد على المحرك لدفع المركبة للأمام سيتم التخلص منه، وستكون المركبة في حالة دفع أمامي مستمر في جميع الأوقات. سيتغير مقدار الدفع الأمامي في هذا الهيكل الجديد تبعًا للوزن الإجمالي لأجزاء المركبة المختلفة، مما يعني أنه كلما زاد الوزن الإجمالي للمركبة (باستثناء وزن الهيكل)، زاد الدفع الأمامي، وبالتالي ستزداد قوة الجاذبية المؤثرة على الهيكل، كما هو موضح بتفصيل أكبر في قسم الوصف التقني لهذا الاختراع.
أحد أهدافي الرئيسية من ابتكار أفكار علمية متنوعة ومبتكرة في مجال استخدام الطاقات النظيفة هو تعزيز ثقافة المسؤولية تجاه الحفاظ على البيئة وصحة الإنسان. من الواضح أن اهتمام جزء صغير فقط من المجتمع العالمي باستخدام الطاقات النظيفة لم يكن كافياً على الإطلاق، ولا تزال هناك حاجة لبرامج موجهة للاستخدام الشامل لأساليب ترشيد استهلاك الطاقة. آمل أن تُؤخذ فكرتي بعين الاعتبار وتُطوّر كجهد إبداعي وصديق للبيئة لتقليل استهلاك الوقود والطاقة (خاصة في صناعة السيارات) من خلال استخدام قوة الجاذبية الفعالة والنظيفة.
◉ الاختراع: تقليل استهلاك الوقود والطاقة في جميع أنواع المركبات باستخدام "هيكل الجاذبية"
◉ المخترع ومالك براءة الاختراع: علي پورأحمد
◉ التصنيف: اختراعات جديدة للمخترعين
◉ الوصف الفني للاختراع:
في سيارة "ساينس بلانيت"، نواجه قوتي مقاومة للهواء. تتعلق القوة الأولى بتأثير الجاذبية على الهيكل المعلق، بينما ترتبط قوة المقاومة الثانية بمعامل السحب والقوة الديناميكية الهوائية التي تظهر أثناء حركة السيارة ويكون اتجاهها معاكسًا لاتجاه حركة السيارة. في تصميم هيكل سيارة "ساينس بلانيت"، استخدمتُ خطوطًا حادة مع أسطح ناعمة وتصميمًا انسيابيًا لخلق فخامة وجمال مميزين في التصميم، مع تحسين الأداء الديناميكي الهوائي للسيارة أثناء حركتها. عند تحرك السيارة، فإنها تخترق الهواء الذي تواجهه، وتعتمد مقاومة الهواء على تصميم الهيكل وسرعة السيارة. لذلك، فإن الديناميكية الهوائية الانسيابية، بالإضافة إلى انحدار هيكل سيارة "ساينس بلانيت"، تساهم في تقليل معامل السحب إلى أدنى حد، مما ينتج عنه حركة سلسة دون إهدار الطاقة الكهربائية أو الوقود الأحفوري.
◉ الاختراع: تقليل استهلاك الوقود والطاقة في جميع أنواع المركبات باستخدام "هيكل الجاذبية"
◉ المخترع ومالك براءة الاختراع: علي پورأحمد
◉ التصنيف: اختراعات جديدة للمخترعين
كما يتضح في الفيديو الموجود في نهاية المقال والصور المرفقة، يتميز تصميم هيكل سيارة "ساينس بلانيت كار" بانحدار ملحوظ. هذا الانحدار المتعمد ناتج عن عاملين رئيسيين: الأول هو التصميم الخاص والمائل لهيكل السيارة، والثاني هو حجم العجلة الخلفية مقارنةً بالعجلة الأمامية. يُعدّ هذان العاملان أساسيين لفكرة "هيكل الجاذبية" التي اعتمدتها، حيث يساهم كل منهما في زيادة قوة السحب الأمامية للسيارة. يُقدّر معامل السحب لهيكل سيارة "ساينس بلانيت كار" بين 0.30 و0.40. كما أن قوة الرفع وقوة الضغط السفلية، الناتجة عن قناتي الهواء المصممتين في نهاية الهيكل والجناح الخلفي، تُوفران قوة الضغط السفلية المطلوبة لهذه السيارة، والتي تُعتبر ضمن المعدل الطبيعي بالنظر إلى مفهوم تصميم هيكل سيارة "ساينس بلانيت كار".
◉ الاختراع: تقليل استهلاك الوقود والطاقة في جميع أنواع المركبات باستخدام "هيكل الجاذبية"
◉ المخترع ومالك براءة الاختراع: علي پورأحمد
◉ التصنيف: اختراعات جديدة للمخترعين
بشكل عام، تم أخذ جوانب مهمة في الاعتبار عند تصميم هيكل سيارة "كوكب العلوم" المائل، مثل: انخفاض استهلاك الوقود، وزيادة التسارع والسرعة، وهيكل أقوى، ونظام مولد كهربائي أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة، وتحكم وثبات أفضل بكثير على الطريق عند السرعات العالية، ونظام تبريد أفضل لبطارية السيارة، وتصميم فريد ومستقبلي، وتقليل تآكل الأجزاء المستهلكة نتيجة لانخفاض ضغط مقاومة الهواء. ولشرح السبب الهندسي للعجلة الخلفية الكبيرة، تجدر الإشارة إلى أن نصف القطر الأكبر للجنوط الخلفية يؤدي إلى ارتفاع أكبر للمسافة بين هيكل السيارة والعجلات الخلفية، والتي تُسمى محور العجلات الخلفية. يتصل محور العجلات الخلفية في هذه السيارة بقضيبين لنظام التعليق، مما يسمح لنا بتحقيق الميل المناسب لمقاومة الهواء الأمامية في سيارة "كوكب العلوم" دون إضافة وزن إضافي إلى الهيكل.
بالإضافة إلى زيادة ارتفاع المحور الخلفي وإحداث ميلان في الهيكل، تساهم العجلات الخلفية الكبيرة أيضًا في تحقيق توازن ديناميكي هوائي على جسم هذه السيارة، حيث أن هذا الميلان يسمح بتدفق الهواء وانسيابه بشكل أفضل على الأسطح المسطحة للهيكل. من ناحية أخرى، تساعد العجلات الخلفية الكبيرة أيضًا في توفير مقاومة أكبر للصدمات على القاعدة والجلب والمحامل، مما يساهم في نهاية المطاف في قيادة أكثر سلاسة وثباتًا وأمانًا. لا تقتصر فوائد العجلات الخلفية الكبيرة على تثبيت السيارة على الطريق عند السرعات العالية فحسب، بل تُضفي أيضًا لمسة جمالية على تصميم "كوكب العلوم". تجدر الإشارة إلى أنه بدون زيادة ارتفاع المحور الخلفي لهذه السيارة باستخدام عجلات أكبر، لا يمكن تحقيق كفاءة ووظيفة نظام "هيكل الجاذبية" بالشكل الأمثل، والذي سأشرح آلية عمله بمزيد من التفصيل لاحقًا.
◉ الاختراع: تقليل استهلاك الوقود والطاقة في جميع أنواع المركبات باستخدام "هيكل الجاذبية"
◉ المخترع ومالك براءة الاختراع: علي پورأحمد
◉ التصنيف: اختراعات جديدة للمخترعين
كما هو موضح في الفيديو في نهاية هذه المقالة، يتكون هيكل مركبة "كوكب العلوم" من جزأين؛ هيكل ثابت متصل بالعجلات وهيكل تعليق متصل بالمحرك والمقصورة والجسم. يحتوي الهيكل الثابت على سكتين متوازيتين عليهما ما مجموعه 24 بكرة، 12 منها مثبتة في مجرى إحدى السكتين. كما يحتوي الهيكل الثابت أيضًا على ذراعين دعم كبيرين ومتينين في مقدمة كل سكة، وذراعين دعم متينين في مؤخرة كل سكة، وستة أقفال هيدروليكية أوتوماتيكية على الجانبين الخارجيين للتوصيل بهيكل التعليق. في تصميم مركبة "كوكب العلوم"، ونظرًا لطبيعتها الكهربائية، يتم تثبيت المحور الخلفي والمحور الأمامي على الهيكل الثابت.
◉ انقر على أي من صور المعرض أدناه لتكبيرها.:
تتولى أذرع الدعم الموجودة في الجزء الخلفي والأمامي لقضيبَي التعليق مسؤولية تثبيت الهيكل الثابت. وبهذه الطريقة، يتدحرج هيكل التعليق، الواقع فوق الهيكل الثابت، إلى الأمام ويتحرك بعد وضعه عليه، وذلك بفعل ميلان ارتفاع المحور الخلفي وقوة الجاذبية الأرضية. ولكن عندما يصل إلى تجويف ذراع التثبيت ويستقر فيه، يتوقف عن الحركة. تستمر قوة الجاذبية الشديدة الناتجة عن نظام التعليق وتدحرج الهيكل العلوي (هيكل التعليق) على الهيكل السفلي (الهيكل الثابت) بشكل متواصل. في غياب أي عائق (نظام فرملة ذكي تلقائي)، يتم سحب كلا الهيكلين إلى الأمام مما يدفع السيارة للحركة، حيث أن كلا الهيكلين مثبتان على عجلات السيارة.
◉ الاختراع: تقليل استهلاك الوقود والطاقة في جميع أنواع المركبات باستخدام "هيكل الجاذبية"
◉ المخترع ومالك براءة الاختراع: علي پورأحمد
◉ التصنيف: اختراعات جديدة للمخترعين
كما يتضح في الفيديو الموجود في نهاية هذه المقالة، يضم هيكل التعليق لوحة البطارية، والمحركين الكهربائيين الأمامي والخلفي، وأنظمة المساعدة، وصندوق التوجيه، وهي أجزاء أثقل بكثير من الهيكل السفلي (الهيكل الثابت). يؤدي هذا الفرق في الوزن إلى قوة سحب أكبر وأكثر فعالية لهيكل التعليق على منحدر الهيكل الثابت. يزداد الوزن اللازم لقوة السحب وقوة الجاذبية على منحدر الهيكل الثابت بشكل كبير مع إضافة وزن الهيكل الداخلي والخارجي للسيارة. بعبارة أخرى، وبناءً على قوانين الفيزياء الأساسية، نحتاج إلى هذا الفرق في الوزن بين الهيكل الثابت وهيكل التعليق لاستخدام قانون السحب والانحدار لدفع السيارة للأمام دون استخدام المحرك أو أي نظام دفع إضافي.
توجد جميع التجهيزات الداخلية لمقصورة الركاب، بالإضافة إلى جميع ملحقات هيكل السيارة، على الشاسيه المعلق. نحقق فرقًا في الوزن بين الشاسيه العلوي (المعلق) والشاسيه السفلي (الثابت) بإضافة وزن مقصورة الركاب وهيكل السيارة إلى وزن المعدات الأخرى مثل ألواح البطاريات ومحركات السيارة، والتي تقع جميعها على الشاسيه المعلق. هذا يعني أن الشاسيه المعلق سيكون أثقل بكثير من الشاسيه الثابت، وهو ما يمثل في الواقع المفتاح لاستخدام الجاذبية لسحب الكتلة الأثقل. نظرًا لأن جميع المعدات المثبتة على الشاسيه المعلق لها مركز ثقل مماثل على قضيبَي الشاسيه المعلق، وبسبب الوزن الثقيل جدًا لمحتويات الشاسيه المعلق، فإن الشاسيه العلوي (المعلق) يتدحرج على بكرات قضبان الشاسيه السفلي (الثابت) بفعل الجاذبية للوصول إلى المستوى الأدنى.
◉ الاختراع: تقليل استهلاك الوقود والطاقة في جميع أنواع المركبات باستخدام "هيكل الجاذبية"
◉ المخترع ومالك براءة الاختراع: علي پورأحمد
◉ التصنيف: اختراعات جديدة للمخترعين
في هذه الحالة، إذا لم يكن هناك أي عائق في مسار الحركة، فسيمر الهيكل المعلق بمحتوياته فوق الهيكل الثابت ويصطدم بالأرض. ولكن كما ذكرنا سابقًا، وللاستفادة من هذا القانون الفيزيائي وتوليد قوة دفع للأمام، يتم تركيب حاملين (مثبتين للهيكل) في مقدمة الهيكل الثابت لمنع الهيكل المعلق من الانزلاق والسقوط عن طريق تثبيته في مكانه. مع هذا النظام، سيتم سحب المركبة باستمرار إلى الأمام بفعل قوة الجاذبية الناتجة عن كتلة محتويات الهيكل المعلق. يقلل هذا السحب الأمامي والحركة المستمرة باتجاه الجاذبية من الضغط على عزم دوران المحرك، مما يسمح للمركبة بالتحرك للأمام دون استهلاك المزيد من الطاقة أو الوقود. يزداد تأثير قوة الجاذبية الأمامية على المركبة عند السرعات العالية، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في استهلاك طاقة المحرك.
في حالة التوقف التام، يتم تركيب نظام فرامل منفصل على العجلات، يشبه نظام فرامل اليد بالإضافة إلى وضعية التوقف (P) في السيارات الأوتوماتيكية. باستخدام هذا النظام، عندما تكون المركبة متوقفة، يقوم مستشعر تلقائي بتفعيل "فرامل الجاذبية" لقفل محاور العجلات ومنع المركبة من الانزلاق بفعل الجاذبية. بهذه الطريقة، يتم التحكم في وزن المركبة وإيقافها بواسطة "فرامل الجاذبية" المثبتة على محاور العجلات، بدلاً من تحميل وزن المركبة على نظام قفل ناقل الحركة. يتم تفعيل نظام "فرامل الجاذبية" بالتزامن مع نظام دواسة الفرامل، بحيث أنه أثناء التوقفات الطويلة، بمجرد تحرير دواسة الفرامل، يتم تحرير نظام "فرامل الجاذبية" أيضاً وتتحرك السيارة للأمام. عندما يغادر السائق المركبة ويتم إيقاف تشغيلها، يتم تفعيل نظام "فرامل الجاذبية" تلقائياً لتثبيت المركبة في مكانها.
◉ الاختراع: تقليل استهلاك الوقود والطاقة في جميع أنواع المركبات باستخدام "هيكل الجاذبية"
◉ المخترع ومالك براءة الاختراع: علي پورأحمد
◉ التصنيف: اختراعات جديدة للمخترعين
شأنها شأن الاختراعات الأخرى، تتمتع هذه الاختراع بإمكانية التطوير والتحسين في مجال استخدام الطاقة النظيفة والمتجددة، ومن خلال تسويقها تجارياً، يمكننا المساهمة بشكل كبير في خفض استهلاك الطاقة، وبالتالي تقليل تركيز ثاني أكسيد الكربون في طبقة الستراتوسفير للأرض.
نهاية المقال//
◉ فيديو يوضح كيفية تقليل استهلاك الوقود والطاقة في أنواع مختلفة من المركبات باستخدام "هيكل الجاذبية" / التصنيف: اختراعات علي پورأحمد
◉ صانع الرسوم المتحركة لهذا الفيديو: علي بورأحمد
◉ ملحن الموسيقى لهذا الفيديو: علي بورأحمد
◉ الراوي: علي بورأحمد
◉ اللغة: الانجليزية
◉ الترجمة: لا يوجد
نبذة عن المخترع ومؤلف هذه المقالة.:👇
مقالات حول الاختراعات العلمية المتعلقة بالسيارات :
◉ نظام أوتوماتيكي لمنع الانقلاب للمركبات الكهربائية
◉ سيارة كهربائية جديدة لا تحتاج إلى إعادة شحن البطاريات.
◉ سيارة دفع رباعي جديدة يمكن تحويلها إلى شاحنة.
◉ الاختراعات العلمية علي پورأحمد
◉ أفلام الخيال العلمي علي پورأحمد
◉ جوائز علي پور أحمد
◉ لوحات للفنان علي پورأحمد
◉ موسيقى علي بورأحمد الآلية
إعلان
