پیشرانه انقلابی RCCI؛ اولین موتور قابل استفاده با بنزین و گازوئیل
طرح مفهومی تولید پیشرانه اشتعال تراکمی واکنشپذیر یا RCCI که در دانشگاه ویسکانسین توسعه یافته است، می‌تواند آینده با بنزین یا گازوئیل، کار کند.
بسیاری از افراد خودروهایی دارند که بنزین مصرف می‌کنند و برای سوخت‌گیری باید به جایگاه پمپ بنزین مراجعه کنند. ولی افرادی که از خودروهای دیزلی استفاده می‌کنند، برای سوخت‌گیری باید به جایگاه عرضه گازوئیل بروند. اما شاید در آینده این طور نباشد و با ظهور خودروهایی مجهز به پیشرانه RCCI، لازم باشد که به هر دو جایگاه عرضه بنزین و سوخت دیزل مراجعه کرد. با توجه به افزایش روزافزون قیمت سوخت و اصرار دولت‌ها بر تولید خودروهایی با آلایندگی کمتر، نیاز به تولید پیشرانه‌های احتراق داخلی با راندمان بالاتر، کاملاً احساس می‌شود. این مسئله باعث شد تا طرح پیشرانه مفهومی RCCI در دستور کار یکی از دانشگاه‌های ایالات متحده آمریکا قرار گیرد.
پیشرانه اشتعال تراکمی واکنشپذیر (Reactivity Controlled Compression Ignition) یک موتور مفهومی است که در دانشگاه ویسکانسین-مدیسون توسعه یافت و در حال حاضر تنها در مقیاس آزمایشگاهی وجود دارد. اما شاید در آینده شاهد به ثمر رسیدن این فناوری و ظهور خودروهایی مجهز به این پیشرانه باشیم.
پیشرانه RCCI می‌تواند تا ۶۰ درصد بازده حرارتی تحویل دهد؛ این بدان معنی است که پیشرانه ۶۰ درصد از سوخت خود را به قدرت تبدیل می‌کند. چنین مقداری برای بازده حرارتی پیشرانه در مقایسه با خودروهای متوسط، یک جهش عظیم به شمار می‌رود. این میزان بین ۱۰ تا ۱۵ درصد بهتر از میانگین پیشرانه‌های دیزلی است. برای پیشرانه بنزینی، پیشرانه مورد استفاده در خودروی تویوتا پریوس دارای ۴۲ درصد راندمان حرارتی است، در حالی که پیشرانه مرسدس AMG F1 به ۵۰ درصد می‌رسد. اکثر پیشرانه‌های بنزینی دارای راندمان حرارتی در محدوده بین ۳۰ تا ۴۰ درصد هستند.
برای انجام این کار، پیشرانه RCCI از دو نوع سوخت استفاده می‌کند. بنابراین از سوخت با ضریب واکنش‌پذیری کم مانند بنزین و سوخت با ضریب واکنش بالایی مانند گازوئیل استفاده خواهد شد. البته این‌ها سوخت‌های رایجی هستند و می‌توان از سوخت‌های دیگر نیز بهره برد. واکنش‌پذیری در حقیقت همان تمایل به سوخت است.
روش کار پیشرانه RCCI با کمی تغییر در فرآیند احتراق همراه است. مانند یک پیشرانه بنزینی استاندارد، مخلوطی از هوا و سوخت به داخل اتاق احتراق اسپری می‌شود. این اتفاق از طریق تزریق درگاهی (تزریق سوخت داخل منیفولد ورودی) در طول سیکل ورودی می‌افتد؛ سیکل ورودی زمانی است که پیستون از نقطه مرگ پایین در سیلندر به سمت بالا حرکت می‌کند. در حال حاضر این توضیح کمی معمولی به نظر می‌رسد، اما فرآیند احتراق در پیشرانه RCCI کمی پیشرفته‌تر و منحصربفردتر می‌شود.
در طی مرحله تراکم، انژکتور به طور مستقیم مخلوط سوخت دیزل را به درون محفظه احتراق می‌پاشد تا ترکیبی از بنزین، گازوئیل و هوا ایجاد شود. هنگامی که پیستون به نقطه مرگ بالا نزدیک می‌شود، سوخت دیزل بیش‌تری به مخلوط در حال تراکم اضافه خواهد شتا تا باعث افزایش احتراق شود. این شعله سرد نامیده می‌شود، زیرا دمای آن نسبت به برخی مدل‌ها خیلی گرم نیست. اشتعال مخلوط بنزین و گازوئیل در داخل سیلندر ادامه می‌یابد و بنزین باقیمانده همراه با هوا به خوبی محترق می‌شود.
نتیجه این فرآیند، احتراق بهتر مخلوط سوخت و هوا است که باعث کاهش آلودگی نیز خواهد شد. میزان انتشار گازهای گلخانه‌ای و آلاینده‌هایی نظیر ناکس (NOx) و گازهای خروجی ناشی از سوختن گازوئیل، در پیشرانه RCCI بسیار کم است. چنین ویژگی آن را به پیشرانه‌ای مناسب برای کاهش آلودگی و سازگاری با محیط زیست تبدیل می‌کند.
در حالی که پیشرانه RCCI دارای مزایای زیادی از نظر افزایش بازده حرارتی و کاهش آلایندگی است، اما اشکالاتی نیز دارد. بزرگ‌ترین عیب این پیشرانه، نیاز به سیستم سوخت‌رسانی چندگانه و جداگانه است. این به معنای خطوط انتقال و مخازن سوخت جداگانه خواهد بود و طبیعتا حجم بیش‌تری در خودرو اشغال می‌کند و نیاز به دو بار پر کردن باک نیز دارد (یک بار بنزین و یک بار گازوئیل).
در حال حاضر پیشرانه RCCI در مقیاس آزمایشگاهی و مرحله مفهومی قرار دارد؛ اما کارشناسان با توجه به مزایای آن برای کاهش آلودگی و افزایش بازده حرارتی، امیدوارند که در آینده نزدیک به مرحله عملیاتی نیز برسد.
