بدون شک مهم‌ترین نکته‌‌ای که تقریبا تمام خودروهای جدید بازار در آن با هم اشتراک دارند یک کلمه است؛ توربو شارژ! از دنا پلاس توربو و آریزو ۵ گرفته تا مرسدس بنز CLA45 و بی ام و X4 همگی در زیر کاپوت خود از موتورهای توربو شارژ دار بهره‌مند هستند. در جواب این سوال که توربو شارژ چیست باید گفت توربو شارژ مهم‌ترین ارتقایی است که موتورهای بنزینی و دیزلی را در عصر حاضر هنوز سرپا نگه داشته است.
با اینکه این روزها تب خودروی برقی در حال فراگیر شدن در تمام دنیا است، اما در ایران به دلیل نبود زیرساخت و عدم عرضه چنین خودروهایی هنوز انتخاب اول و آخر خریداران خودروهای دارای موتور درون‌سوز هستند. با این وجود بازار، سازندگان و واردکنندگان ما نیز چندان از قافله تکنولوژی عقب نیستند و امروزه شاهد انبوهی از خودروهایی هستیم که فارغ از برند و سازنده‌شان جملگی از موتورهای درون‌سوز نسبتا مدرنی استفاده می‌کنند. حال سوال مهم این است که آیا خودروی مجهز به توربو شارژ بخریم یا نه؟ اصلا از نظر فنی کار توربو شارژ چیست و چه تأثیری روی خودرو دارد؟ در ادامه به بررسی طرز کار این سیستم و اجزای آن می‌پردازیم تا شاید دید بهتری نسبت به این خودروها پیدا کنید.
توربو شارژر چگونه کار می‌کند؟
توربو شارژ در حقیقت یک پمپ هوا است که وظیفه فشرده کردن (کمپرس) هوا و ارسال آن به درون محفظه احتراق موتور را بر عهده دارد. همانطور که می‌دانید اکسیژن هوا نقش بسیار مهمی در احتراق درون موتور دارد، پس اگر اکسیژن بیشتری را بتوان روانه محفظه احتراق کرد قدرت بیشتری را در حجم موتور یکسان خواهیم داشت.
توربو شارژ نیروی موتور نیاز خود را از گازهای خروجی اگزوز دریافت می‌کند. این مهم‌ترین تفاوت سیستم توربو با سوپرشارژر است، چون در سوپرشارژرها نیروی موتور به وسیله تسمه به طور مستقیم از میل لنگ دریافت می‌شود. گازهای خروجی از موتور با ورود به توربو باعث چرخیدن توربین شده و سپس این چرخش به سمت دیگر توربو یعنی کمپرسور منتقل می‌شود. کمپرسور وظیفه فشرده‌سازی هوا را دارد و این هوای فشرده به همراه سوخت وارد محفظه احتراق می‌شود.
انواع توربو شارژ ها
تمامی انواع توربو شارژ کارکرد و اساس کاری یکسانی دارند با این وجود خودروسازان بسته به طراحی موتور و قدرت خروجی مد نظرشان از انواع مختلفی از توربو شارژ استفاده می‌کنند. در برخی خودروها نیز برای راندمان بالاتر و دستیابی به قدرت بیشتر، خودروسازان از دو یا چند توربو استفاده می‌کنند. برای مثال می‌توان به بی ام و‌های تویین توربو با دو عدد توربو شارژ یا موتور بوگاتی ویرون با چهار توربو شارژ اشاره کرد که با نام کواد توربو شناخته می‌شود. به طور کلی سه نوع توربو شارژر داریم که با نام‌های توربو شارژ معمولی، توربو شارژ Twin-scroll و توربو شارژ با هندسه متغیر Variable geometry شناخته می‌شود. در ادامه به طور مختصر به این سه نوع توربو خواهیم پرداخت.
۱. توربو شارژ های معمولی
این توربوها در حقیقت ساده‌ترین نوع توربو شارژها هستند و به شکلی کاملا ساده و متداول تنها با کمک گازهای اگزوز هوای فشرده را به درون موتور می‌فرستند. این توربوها گرچه پیچیده و گران نیستند اما در عوض راندمان پایین‌تر و تاخیر بیشتری در مقایسه با دیگر انواع توربو شارژ ها دارند.
بیشتر بخوانید: خرابی منبع اگزوز و علائم آن
۲. توربو شارژ Twin-scroll
در این نوع توربو شارژها بسته به طراحی موتور و تعداد سیلندرها مجراهای مختلفی برای گازهای اگزوز تعبیه شده است. برای مثال در یک موتور ۴ سیلندر خطی، یک مجرای برای سیلندرهای ۱ و ۴ و یک مجرای جداگانه نیز برای سیلندرهای ۲ و ۳ طراحی می‌شود. مزیت این سیستم کاهش تاخیر توربو است. چون گازهای خروجی از سیلندرهای میانی مسیر کم‌تری را باید طی کنند و سریع‌تر به توربو می‌رسند می‌توانند توربو را زودتر وارد عمل کنند. معمولا در محصولات BMW از این نوع توربو استفاده می‌شود.
۳. توربو شارژ Variable geometry
این توربو شارژ های دارای صفحاتی درون قسمت کمپرسور هستند که با باز و بسته شدن آن‌ها، حجم هوای درون کمپرسور (دبی) تغییر می‌کند. به این ترتیب بسته به دور موتور یا فشار وارده به موتور امکان تعیین و تنظیم دقیق حجم هوای توربو شارژ وجود دارد. این توربو شارژها که به اختصار VGT نامیده می‌شوند در مقایسه با توربو شارژهای معمولی از تاخیر کم‌تری هم برخوردارند.
اجزای توربو شارژر
اصلی‌ترین بخش‌هایی یک توربو شارژ عبارتند از بدنه (هوزینگ)، کمپرسور، توربین، شفت مرکزی، سوپاپ تخلیه Wastegate و اینترکولر. همانطور که در تصویر می‌بینید توربین و کمپرسور هر دو درون بدنه و روی شفق مرکزی سوار شده‌اند.
زمانی که گازهای خروجی از اگزوز به توربین برخورد می‌کنند و آن را به چرخش در می‌آورند، طبیعتا کمپرسور نیز با همان دور به چرخش در می‌آید و این سبب فشرده سازی و پمپ شدن هوا در سمت کمپرسور می‌شود.
سوپاپ تخلیه (وست گیت)
سوپاپ تخلیه همانطور که نامش پیداست یک سوپاپ اطمینان است و فشار اضافی موجود در توربو شارژ را تخلیه می‌کند. این همان قطعه‌ای است که ماشین بازها صدای سوت آن را بسیار دوست دارند. معمولا در هنگام رها کردن پدال گاز یا تعویض دنده، صدای تخلیه شدن هوا توسط Wastegate را می‌توان شنید. توجه داشته باشید که خرابی این سوپاپ و تخلیه نشدن این هوا می‌تواند باعث آسیب به سیستم توربو و حتی خود موتور شود.
اینترکولر
اینترکولر گرچه جزو قطعات توربو شارژ نیست اما همیشه در مسیر هوای توربو قرار می‌گیرد، چون استفاده از توربو شارژ بدون اینترکولر راندمان چندانی ندارد. اینترکولر در حقیقت یک رادیاتور است که وظیفه کاهش دمای هوای ورودی به موتور را دارد. اگر درس فیزیک دوران مدرسه را به یاد داشته باشید قاعده‌ای بود مبنی بر اینکه افزایش فشار مساوی است با افزایش دما.
این اتفاق در مورد هوای فشرده شده توسط توربو شارژ نیز می‌افتد و این هوا دمای بالایی دارد، دمای بالا در این حالت یک مشکل است و برای حل آن هوا از توربو شارژ به اینترکولر وارد و در آنجا خنک می‌شود و سپس به محفظه احتراق می‌رود. خود اینترکولر نیز انواع مختلفی از «هوا خنک» گرفته تا «آب خنک» دارد.
مزایای توربو شارژرها
۱. قدرت بالا
اصلی‌ترین مزیت استفاده از توربو شارژ در موتور خودرو افزایش راندمان موتور است به این ترتیب که از حجم موتور ثابت می‌توانید قدرت و گشتاور بیشتری بگیرید. برای مثال یک موتور ۲ لیتری چهار سیلندر توربو به راحتی می‌تواند قدرتی قابل رقابت با یک موتور شش سیلندر بالای ۳ هزار سی سی را تولید کند. این توانایی مهم دیگر نیاز به طراحی موتورهای بزرگ پر حجم و با تعداد سیلندر بالا را از بین می‌برد همانطور که می‌بینید اکثر خودروها دیگر از موتورهای چهار سیلندر استفاده می‌کنند.
۲. مصرف سوخت کم
مزیت دوم توربو شارژها کاهش مصرف سوخت خودرو است. یک خودروی توربو به دلیل کشش و قدرت بالایی که دارد می‌تواند سوخت کم‌تری را مصرف کند. البته در صورت رانندگی پر گاز و اسپرت، این مزیت کم‌تر می‌شود و موتور توربو اشتیاق زیادی به مصرف سوخت نشان خواهد داد اما در رانندگی روزمره، موتورهای توربو شارژدار بسیار کم‌مصرف و اقتصادی هستند.
۳. بازدهی بالا
در یک موتور معمولی تنفس طبیعی، برای اینکه حداکثر گشتاور موتور در اختیارتان قرار گیرد باید دور موتور را تا میزان مشخصی بالا ببرید که این باعث افزایش مصرف سوخت می‌شود. در خودروهای توربو شارژ اما نمودار گشتاور به گونه‌ای است که حداکثر کشش موتور در بازه بسیار وسیعی از دور موتور در دسترس قرار دارد. برای مثال در یک بی ام و 328i حداکثر گشتاور موتور از دور موتور ۱۸۰۰ دور بر دقیقه در دسترس راننده است. مزیت داشتن گشتاور در دور پایین این است که برای حرکت خودرو و تعویض دنده نیاز به افزایش چشمگیر دور موتور وجود ندارد و می‌توانید رانندگی آرام، کم مصرف و در عین حال با کشش کافی را تجربه کنید.
معایب توربو شارژرها
توربو شارژها نیز مانند هر سیستم دیگر در کنار مزایا، نقاط منفی خود را دارند. از جمله مشکلات و معایب توربو شارژها می‌توان به افزایش دمای موتور، قیمت بالاتر موتور، ریسک خرابی بیشتر و حساسیت بالاتر نسبت به نگهداری اشاره کرد. در ادامه برخی از متداول‌ترین مشکلات توربو شارژها را خدمتتان شرح داده‌ایم:
حساسیت به کیفیت روغن موتور
موتورهای توربو شارژدار به کیفیت روغن موتور نیز حساسیت بالاتری دارند، چون در این موتورها، روغن موتور به جز روغن‌کاری قطعات داخلی موتور، وظیفه روغن‌کاری توربو شارژ را نیز بر عهده دارد. توربو شارژ دمایی بسیار بالا دارد و یک روغن موتور بی‌کیفیت نمی‌تواند قطعات این سیستم را که هم بسیار داغ هستند و هم سرعت بسیار بالایی دارند را به خوبی روغن‌کاری کند. شک نکنید در صورت استفاده از روغن موتورهای ارزان قیمت یا تاخیر در تعویض به موقع روغن موتور، توربو شارژ شما آسیب خواهد دید.
بیشتر بخوانید: روغن موتور چیست؟
حساسیت به کیفیت بنزین
در برخی موتورهای توربو شارژ نیز سازنده توصیه به استفاده از بنزین با عدد اکتان خاصی می‌کند. معمولا این عدد اکتان بالاتر از عدد اکتان بنزین سوپر نیست و اگر به بنزین سوپر دسترسی دارید مشکل چندانی از این بابت نخواهید داشت؛ اما اگر به بنزین مناسب دسترسی نداشته باشید ناچارا باید به سمت مکمل‌های سوخت بروید که خود دارای معایب و مزایایی هستند. در خرید مکمل سوخت نیز باید دقت کنید که از برندهای مرغوب و معتبر باشند. یک مکمل سوخت تقلبی اگر به موتور خودرو آسیب نزند در بهترین حالت هیچ تأثیری روی موتور ندارد.
تاخیر توربو
در انتها نیز به تاخیر توربو به عنوان یکی از معایب این سیستم باید اشاره کنیم. گرچه سیستم‌هایی نظیر تویین اسکرول و توربو هندسه متغیر، میزان تاخیر بسیار کم‌تری دارند اما این تاخیر همچنان وجود دارد. در هنگامی که راننده پای خود را تا انتها روی پدال گاز فشار می‌دهد اندکی زمان می‌برد تا توربوها با افزایش دور موتور به بازدهی خود برسند، این زمان باعث احساس تاخیر در عملکرد پدال گاز می‌شود که خوشایند برخی رانندگان نیست.
نکات رانندگی با موتور دارای توربو شارژر
اگر خودروی شما به توربو شارژ مجهز است در هنگام استفاده از خودرو باید به برخی نکات نگهداری از توربو شارژ دقت کنید. در ادامه به برخی از این نکات خواهیم پرداخت:
۱. به موتور اجازه دهید خنک شود
اگر مدت زیادی با خودرو رانندگی کرده‌اید و موتور خودرو دمای بالایی دارد، بهتر از با رسیدن به مقصد به طور ناگهانی خودرو را خاموش نکنید. بهترین کار این است که دو الی سه دقیقه به موتور اجازه دهید درجا کارکرده و خنک شود و سپس آن را خاموش کنید. بدترین کار می‌تواند خاموش کردن آنی خودرو پس از توقف باشد. در این حالت در حالی که توربو هنوز در حال چرخش است، موتور خاموش شده و روغن‌کاری و خنک کاری متوقف می‌شوند. احتمال آسیب دیدن برینگ‌ها و دیگر اجزای داخلی سیستم توربو شارژ در این حالت بالا است.
۲. از مسیرهای کوتاه اجتناب کنید
اگر فاصله مبدا تا مقصد شما به قدری نزدیک است که موتور خودرو اصلا به دمای عادی خود نمی‌رسد بدانید این مسیر قاتل خودروی شماست. روغن موتورها دارای دمای کارکرد خاصی هستند و اگر به آن دما نرسند عملکرد کافی نخواهند داشت. اگر مقصد شما به مبدا خیلی نزدیک باشد و موتور خودرو در طی مسیر فرصت گرم شدن پیدا نکند، روغن موتور نیز پایین‌ترین عملکرد را خواهد داشت. این مهم نه تنها به توربو شارژ بلکه به تمام قطعات موتور آسیب می‌زند.
سخن پایانی
حالا که دانستیم توربو شارژ چیست به سوال مهمی می‌رسیم که بالاخره توربو شارژ ها خوب هستند یا بد؟ در جواب باید گفت بله کفه ترازو در سمت مزایای خودروهای توربو شارژ دار کاملا سنگین‌تر از کفه نکات منفی آن‌ها است. نکات منفی و مواردی که ذکر کردیم به این معنا نیستند که در این سیستم‌ها عیب وجود دارد بلکه هر فناوری جدید نیاز به استفاده صحیح و البته هزینه کافی دارد.
وقتی خودروی توربو شارژ شما با موتور ۴ سیلندر ۲ لیتری، قدرتی معادل یک موتور ۶ سیلندر و مصرفی برابر با یک خودروی ۳ سیلندر دارد، طبیعی است که بهای بیشتری را برای چنین سطحی از مهندسی و عملکرد پرداخت کنید. ضمن اینکه در صورت نگهداری صحیح، یک خودروی توربو شارژدار می‌تواند بسیار کم دردسر نیز باشد. وقتی مشتری بداند توربو شارژ چیست راحت‌تر می‌تواند تشخیص دهد که آیا یک خودروی توربو می‌تواند نیازها و انتظاراتش را برآورده کند یا خیر و به این ترتیب انتخابی صحیح‌تر بر اساس نیازها و استفاده‌اش خواهد داشت.
سوالات متداول
- آیا باید از بنزین سوپر در خودروی توربو استفاده کرد؟
لزوما خیر، اینکه تمامی خودروهای توربو شارژ دار به بنزین سوپر نیاز داشته باشند صحیح نیست. نیاز به بنزین سوپر بستگی به طراحی موتور و ضریب تراکم آن دارد. اگر سازنده خودروی شما استفاده از بنزین با عدد اکتان بالا را توصیه کرده باشد در این صورت باید به سراغ بنزین سوپر بروید.
- آیا یک خودروی توربو بیشتر از خودروی معمولی خراب می‌شود؟
جواب این سوال هم بله و هم نه است. یک خودروی توربو شارژدار بیشتر از یک خودروی معمولی خراب نمی‌شود بلکه نیاز به نگهداری دقیق‌تر و صحیح‌تری دارد. اگر از موتور توربو خودروی خود به خوبی مراقبت و از آن استفاده صحیح کنید، دردسر چندانی نخواهد داشت.
- خودروی توربو چقدر شتاب بهتری دارد؟
برای مقایسه بد نیست بدانید که یک خودروی چهار سیلندر توربو توانایی رقابت با ماشین‌های شش سیلندر کلاس خود را دارد، به نوعی توربو شارژ می‌تواند قدرت موتور را در مقایسه با حالت تنفس طبیعی تا ۶۰ درصد افزایش دهد. به همین علت شتاب یک خودروی توربو بسیار خوب و قابل قبول است. پس با حجم موتور کم این خودروها گول نخورید چون آن‌ها قدرت و گشتاور بسیار خوبی دارند.
دیدگاهتان را بنویسید