در این مقاله از سایت هشتیا قرار است تا در مورد موتور توربو و فرق آن با تنفس طبیعی در اتومبیل ها صحبت کنیم تا افراد در زمان خرید ماشین بتوانند به درستی در این باره تصمیم بگیرند.
خوب است بدانید که در دهه های پیشین به علت قانون های موجود در مورد آلایندگی اتومبیل ها، پیشرانه‌های توربوشارژ در همه دنیا در اتومبیل های گوناگون رایج شدند و امروزه در درون تمام اتومبیل های جدید از این فناوری استفاده شده است. در ایران نیز نیز در میانه دهه ۹۰ شمسی، ماشین سورن توربو نخستین اتومبیل داخلی مجهز به توربوشارژ بود. با این اقدام اتومبیل سازان داخلی نیز بعد از سال‌ها تأخیر با در این راه قدم برداشتند. حال ممکن است سوال پیش بیاید که موتور توربو نسبت به تنفس طبیعی چه مزیت هایی دارد. با ما همراه باشید تا توربوشارژر را توضیح داده و جواب این سوال را نیز به شما بدهیم.
درباره توربوشارژر در اتومبیل
باید بدانید که پیشرانه اتومبیل به وسیله مخلوط سوخت و هوا فعالیت می کند و در نتیجه هوا از جمله اساسی ترین احتیاجات موتور به شمار می رود. در پیشرانه‌های عادی، هوای لازم موتور به وسیله مکشی که با حرکت پیستون‌ها به طرف پایین می رود، فراهم می شود و این هوا با فشار طبیعی جو به موتور ورود پیدا می کند. به این موتورها که در برخی از اتومبیل های داخلی مشاهده می شود، موتور تنفس طبیعی می گویند ولی در صورتی که به موتور اتومبیل هوای بیشتری برسد، بازده آن بیشتر خواهد شد و قادر است تا بدون احتیاج به زیاد شدن حجم موتور، توان بیشتری ایجاد نماید. این کاری به وسیله توربوشارژر صورت می گیرد، به بیان دیگر توربوشارژر بهشی می باشد که هوای بیشتری از فشار طبیعی جو را به موتور پمپاژ خواهد کرد.
نحوه فعالیت توربوشارژر در اتومبیل
خوب است بدانید که توربوشارژر دارای دو قسمت اصلی توربین و کمپرسور می باشد. این دو بخش به وسیله یک شافت به یکدیگر وصل می باشند. توربین توربوشارژر واقع در راه گازهای خروجی اگزوز می باشد و با نیروی این گازها می چرخد و پس از آن کمپرسور را می چرخاند. چرخش کمپرسور هم هوای بیشتری را به درون موتور پمپاژ خواهد کرد و این هوای زیادتر با سوخت مخلوط شده و موجب زیاد شدن توان و بازده موتور خواهد شد. به بیان دیگر، در یک توربوشارژر، توربین به منیفولد دود وصل می باشد و کمپرسور به منیفولد هوا اتصال دارد. بدین شکل با کمک نیروی گازهای پرفشار اگزوز هوای بیشتری به موتور خواهد رسید. ولی با در نظر گرفتن دمای خیلی زیاد گازهای خارج شده از موتور، در خیلی از موتورهای توربو یک سیستم خنک‌کننده به اسم اینترکولر نیز وجود دارد که با کم شدن دمای هوا، از زیاد شدن دمای کلی موتور و توربوشارژر جلوگیری می کند. به علاوه اینترکولر موجب ورود هوای خنک تری به موتور خواهد شد و چگالی را افزایش می دهد.
پیشینه توربوشارژر در اتومبیل ها
توربوشارژرها حدودا با ابداع پیشرانه درون‌سوز موجود بودند ولی دهه ها زمان برد تا از آن ها در اتومبیل های سواری به کار برده شود. توربوشارژر توسط یک مهندس سوئیسی به اسم آلفرد بوچی در سال ۱۹۰۵ اختراع شد. او نخستین نمونه آزمایشی توربوشارژر خود را در سال ۱۹۱۵ کامل کرد و سپس چند سال بعد آن را روی پیشرانه دیزلی ۱۰ سیلندر دو کشتی مسافربری بزرگ آلمانی به صورت موفقیت آمیزی نصب کرد. در جنگ جهانی دوم هم توربوشارژرها در موتور هواپیماهای گوناگون به کار برده می شدند. نخستین توربوشارژر در اتومبیل های جاده‌ای هم در ابتدای دهه ۳۰ به وسیله کمپانی کامیون‌سازی سوئیسی سائورر نصب شد. مشکل اساسی به کار بردن توربوشارژر در اتومبیل های سواری ساز بزرگ آن بود ولی در طول دهه ۵۰ اتومبیل سازان سایز این جز کم تر کردند تا بتوانند آن را روز موتور اتومبیل نصب کنند. نخستین اتومبیل توربوشارژ ساخت دنیا، الدزمبیل جت‌فایر بود که در سال ۱۹۶۲ ارائه شد ولی به خاطر معضلات گوناگون خود، به موفقیت نرسید و فقط بعد از یک سال دیگر تولید نشد. چس از آن در دهه ۷۰ میلادی شرکت های اتومبیل سازی نظیر بی‌ام‌و، پورشه و مرسدس بنز ساخت توربوشارژر پرداختند و این قطعه کم کم در همه شرکت ها رایج شد.
فواید و خوبی های موتور توربو در اتومبیل
اساسی ترین فایده توربوشارژر زیاد کردن توان بدون بدون احتیاج به زیاد کردن حجم موتور می باشد. به علاوه موتور توربو این توان را با استفاده از سوخت و آلایندگی کمتری در مقایسه با موتورهای تنفس طبیعی ایجاد می کند. از جمله دیگر فواید موتورهای توربو در ارتفاع‌های زیاد می باشد. هر میزان که ارتفاع از سطح دریا بالاتر رود، فشار هوای جو کم تر میخواهد شد و بنابراین خروجی موتورهای تنفس طبیعی کم تر می شوند ولی در موتورهای توربو با زیاد شدن ارتفاع، خروجی کاهش پیدا نمی کند یا خیلی کم تر می شود
بدی های موتور توربو در اتومبیل
از جمله اساسی ترین معضلات این پیشرانه‌ها، تأخیر توربو می باشد. با توج به این که توربوشارژر نیرو موردنیاز جهت چرخاندن کمپرسور را از گازهای اگزوز دریافت می کندشروع زمانی که دور موتور پایین است و فشار گازهای اگزوز کم می شود، توربوشارژر کارکردی نخواهد داشت. در نتیجه در خودرو های توربو در شروع حرکت ایجاد قدرت تاخیری وجود دارد که به آن تأخیر توربو می گویند. البته در توربوشارژرهای جدید این تأخیر خیلی کم می باشد و حتی در بعضی اتومبیل ها با استفاده از فناوری های جدیدی نظیر توربوشارژرهای هندسه متغیر و توربوهای برقی، تأخیر به طور کلی وجود ندارد. از جمله دیگر معضلات موتورهای توربو استهلاک زیادتر و حساسیت در مورد مراقبت از آن ها می باشد. با توجه به این که موتورهای توربو قطعه های بیشتری دارند و با فشار بیشتری فعالیت می‌کنند، احتیاج به نگهداری بیشتری دارند. از میان این موارد می توان به به کار بردن بنزین و روغن مرغوب اشاره کرد. به علاوه به علت پیچیدگی بیشتر موتورهای توربوشارژر، تعمیر آن‌ها مشکل و چالش برانگیز می باشد.
تفاوت میان موتور توربو و تنفس طبیعی در اتومبیل
باید بدانید که در کشورهای بهتری نظیر آمریکا و اروپا موتور توربو گزینه بهتری می باشد چراکه در این نواحی اتومبیل ها اصولا توسط کمپانی های با اعتبار تولید شده اند و به علاوه کیفیت بنزین و روغن نیز در آن ها زیاد می باشد در نتیجه، در این کشورها بدون نگرانی از مشکلات توربوشارژر می توان موتورهای توربو به کار برد و از فواید آن‌ها استفاده کرد. بنابراین در حال حاضر در اروپا اتومبیل های اندکی با موتور تنفس طبیعی وجود دارند.
ولی در کشور ایران وضعیت به کلی فرق می کند. در کشور ما موتورهای توربوشارژ شرکت های داخلی نظیر EF7 معتبر نمی باشند و باعث ایجاد معضلات فنی بسیاری خواهند شد. به علاوه کیفیت بنزین در کشور ما نیز خیلی کم می باشد ولی موتورهای توربو احتیاج به بنزین اکتان زیادی دارند در نتیجه، می بایست تا بنزین سوپر استفاده شود که همواره و در همه جا موجود نمی باشد و بنابراین می بایست به دنبال مکمل‌های بنزین اکتان بوستر باشید که پیدا کردن نوع مرغوب و خوب آن سخت می باشد. همچنین موتورهای توربوشارژ اتومبیل های چینی نیز با وجود کیفیت بهتر در مقایسه با مدل های داخلی با ایجاد مشکل تعمیرات هزینه بری خواهند داشت. در نتیجه با در نظر گرفتن وضعیت کشور ما می بایست گفت که همچنان موتورهای تنفس طبیعی گزینه بهتری می باشند ولی با توجه به اینکه توان پر قئرت ترین موتورهای تنفس طبیعی در اتومبیل های صفرکیلومتر کشور به ۱۲۰ اسب بخار نیز نمی‌رسد، در صورتی که توان بیشتری برای اتومبیل خود می خواهید باید اتومبیل های توربو را خریداری نمایید.
موتور توربو در اتومبیل های سوپراسپرت
خوب است بدانید که به تازگی موتور توربوشارژر در اتومبیل های سوپراسپرت رایج شده است. در این اتومبیل ها با توجه به این که پاسخگویی فوری موتور خیلی مهم می باشد پیشرانه‌های تنفس طبیعی انتخاب مناسب تری می باشند. به علاوه این موتورها صدای کمتری نسبت به موتوورهای توربو دارند و دارای دورگیری پرسرعت تر و بیشتری می باشند. بنابراین اتومبیل سازانی نظیر لامبورگینی در روئلتو و پورشه در ۹۱۱ GT3 باز هم به موتورهای تنفس طبیعی پایبند می باشند. با این حال به علت قوانین جدی آلایندگی و محدودیت موتورهای تنفس طبیعی در تولید توان و گشتاور زیاد، بیشتر تولید کنندگان اتومبیل های سوپراسپرت موتورهای توربو استفاده می کنند که فواید زیادی نظیر ایجاد شتاب و کشش بیشتری دارند.
