تفاوت توربو شارژ و سوپر شارژ به زبان ساده
برای اطلاع از تفاوت سیستم‌های پرخوران مثل توربو شارژ و سوپر شارژ، ابتدا باید مکانیزم موتورهای درونسوز و چهار زمانه را مرور کنیم. مراحل احتراق و تولید انرژی در چرخه موتورهای چهار زمانه، به این شکل است که پیستون در هر مرحله، به طور کامل طول سیلندر را طی می‌کند و یک مرتبه به میل لنگ نیرو وارد می‌کند.
- مرحله اول (مکش یا تنفس):
در شروع این مرحله، پیستون در بالاترین نقطه قرار دارد. با حرکت پیستون به سمت مخالف، مخلوطی از سوخت و هوا وارد محفظه موتور یا سیلندر می‌شود. (سوپاپ هوا باز است) - مرحله دوم (تراکم):
در این مرحله پیستون با فشار به سمت بالا، هوا و سوخت را متراکم می‌کند. (سوپاپ دود و هوا بسته است) - مرحله سوم (انفجار):
پس از متراکم سازی سوخت و هوا، همه چیز برای جرقه شمع (در موتورهای بنزینی) و انفجار آماده است. قدرت حاصله از این انفجار، پیستون را به سمت پایین می‌برد و پیستون، قدرت خود را به میل لنگ انتقال می‌دهد. - مرحله چهارم (تخلیه دود):
دود حاصل از این احتراق، در محفظه سیلندر جمع شده است و با برگشت پیستون به سمت بالا، از طریق سوپاپ دود، خارج می‌شود. (سوپاپ دود باز است)
توربوشارژر و سوپرشارژر چطور باعث افزایش قدرت موتور می‌شوند؟
با مرور مراحل احتراق، اولین سوال این است که چطور می‌توانیم قدرت چنین موتوری را افزایش دهیم؟
طبیعتا ساده‌ترین راه این است که سوخت بیشتری تزریق کنیم تا انفجار قوی‌تری داشته باشیم! اما خیر… اینطور نیست!
به ازای هر واحد سوخت، باید 14.7 واحد هوا به محفظه احتراق برسد چرا که برای انفجار باید مثلث آتش (ماده سوختنی، اکسیژن، گرما) برقرار باشد. این نسبت استوکیومتری، به شکل یک استاندارد برای دستیابی به حداکثر بازدهی با حداقل آلایندگی، تنظیم شده است.
البته این نسبت یک حالت ایده آل است و اگر بتوانیم این نسبت را در شرایط مختلف موتور (شتاب‌گیری و…) اندازه‌گیری کنیم، متوجه خواهیم شد که در همه این حالات، این نسبت برقرار نمی‌شود و دائما تغییر می‌کند؛ اما به هرحال باید به عدد نزدیک بود.
چطور هوای بیشتری به موتور برسانیم؟
برای ورود اکسیژن به اندازه کافی، باید هوا مورد نیاز موتور را تامین کنیم. اما چطور؟
با آسان‌تر کردن مسیر ورودی هوا ویا استفاده از کیت‌های Intake، اتفاق عجیبی نمی‌افتد و تنها چند درصد وضعیت بهتر می‌شود. اگر بتوانیم هوا را خودمان با فشار، مکش و هدایت کنیم به نتیجه مورد نظر خواهیم رسید. در واقع در اینجا هدف: ورودی هوای بیشتر و ابزار: یک مکنده قوی
هر قطعه‌ای که بتواند هوا را با سرعت به مقصد مورد نظر ما هدایت کند در حکم یک سیستم پرخوران مثل توربو چارجر یا سوپر چارجر عمل می‌کند. اما انرژی لازم این قطعه را چطور تامین کنیم؟
مکانیزم توربو شارژ
هر دفعه که احتراق انجام می‌شود، دود حاصله باید از طریق اگزوز خارج شود. در مسیر اگزوز خودروهای توربو شارژ، یک قطعه پروانه مانند تعبیه شده است که سر راه دود قرار گرفته است و با عبور این هوای خروجی (دود)، پره‌های توربوشارژ می‌چرخد و در سمت مقابل، یک پروانه هوای تازه را مکش می‌کند و به سمت هوای ورودی موتور هدایت می‌کند.
هوایی که توربو شارژر مکش می‌کند، به توجه به موقعیت و محل قرارگیری (نزدیک اگزوز) و هم‌چنین چرخش پروانه‌ها، گرم شده و بازدهی مطلوبی برای موتور ندارد! علاوه بر این ممکن است قبل از زمان مناسب، به دلیل حرارت بالا انفجار ناخواسته صورت گیرد.
پس نیاز است که این هوا قبل از ورود به منیفولد ورودی هوا، خنک شود به این منظور وارد اینترکولر که مکانیزم عملی مشابه یک رادیاتور دارد، می‌شود. این هوای خنک پر فشار که اکسیژن بیشتری هم دارد همان چیزی هست که نیاز داشتیم!
ایراد بزرگ توربو شارژ و توربو لگ
در زمان رانندگی عادی، همه چیز نرمال است اما اگر به یکباره قدرت زیادی نیاز داشته باشید، به محض فشردن پدال گاز، یک تاخیر کوتاه در شتاب‌گیری یا رسیدن به حداکثر قدرت مشاهده می‌کنید. دلیل آن هم این است که توربو شارژر، قدرت خود را از دود اگزوز می‌گیرد. در رانندگی معمولی و کم فشار، دود اگزوز فشار بالایی ندارد که انرژی توربو شارژ را سریعا تامین کند، پس لازم هست چند احتراق صورت گیرد تا پروسه تامین انرژی و مکش هوا توربو، انجام شود.
خودروسازان بزرگ همواره در تلاش هستند با روش‌های مختلف این تاخیر توربو شارژر یا لگ توربو را به حداقل برسانند اما در هر صورت، این تاخیر هیچگاه به صفر نمی‌رسد و این ایراد سیستم توربو شارژ همیشه وجود دارد.
یکی دیگر از ایرادات خودروهای توربو شارژ، حرارت بسیار بالای آن‌ها است که محدودیت و حساسیت نسبتا بالایی در نگهداری این خودروها ایجاد می‌کند و لازم است به سیستم خنک کاری و سوخت این خودروها، توجه ویژه‌ای شود.
مکانیزم سوپر شارژ
هدف سوپر شارژر نیز دقیقا مشابه توربو شارژر است؛ آن هم رساندن هوای بیشتر و پرفشار به سر سیلندر است. تفاوت اصلی توربو شارژ و سوپر شارژ، تامین کننده انرژی آن‌هاست. پروانه توربو شارژ، قدرت خود را از دود خروجی موتور (اگزوز) می‌گرفت اما سوپر شارژ، تامین کننده دیگری دارد!
مشابه قطعات دوار دیگر مثل دینام و کمپرسور کولر که توسط یک تسمه به موتور متصل هستند، سوپر شارژر نیز با یک تسمه بزرگ و محکم، به میل لنگ متصل است و قدرت خود را مستقیما از موتور می‌گیرد.
برای این مقاله، مدل روتس که ساده‌ترین نمونه سوپر شارژرها است را انتخاب کردیم. در این مدل، همان تسمه که به میل لنگ متصل بود، از سمت دیگر به پروانه داخل محفظه سوپر شارژر متصل است و با چرخش پره‌ها، هوای مورد نیاز را مهیا می‌کند. در واقع، هوای بیشتر + بنزین بیشتر = انفجار قدرتمندتر
مهم‌ترین مزیت سوپر شارژ
با توجه به اتصال پیوسته و دائمی سوپر شارژر و موتور، هرچقدر دور موتور بالاتر برود، میل لنگ و در نهایت پروانه‌ها با سرعت بیشتری می‌چرخند و هوای بیشتری را به داخل موتور هدایت می‌کنند. پس خبری از لگ و تاخیر در این سیستم وجود ندارد! یعنی از همان دور موتورهای پایین، سوپر شارژ در مدار هست و تمام قدرت، یکجا گوش به فرمان شما در زمان شتاب‌گیری است.
بزرگ‌ترین ایرادات سوپر شارژ
در سوپر شارژ، هوا با همان فشاری که دریافت می‌شود، وارد موتور می‌شود و مانند توربو خبری از تنظیم PSI و… نیست! علاوه بر این، با وجود اینکه هوای بیشتری به موتور می‌رساند و قدرت آن را بالاتر می‌برد، در نهایت مقداری از قدرت موتور را از میل لنگ می‌گیرد و یک بارِ مضاعف روی آن است و روی توان خروجی تاثیر منفی می‌گذارد.
تمام ستاپ سوپر شارژرها، باید در بالای موتور قرار بگیرد و این یعنی ضعف هندلینگ به دلیل تغییر در مرکز ثقل و تقسیم وزن نامناسب!
هر چقدر مرکز ثقل خودرو به سطح زمین نزدیک‌تر شود، خودرو تعادل بهتری در پیچ دارد و این افزایش وزن در این ارتفاع، اصلا مطلوب نیست.
دیدگاهتان را بنویسید