مقدمه
موتورهای تنفس طبیعی در طول سال‌ها توانسته‌اند محبوبیت بسیاری به دست آورند، به‌ویژه موتورهایی که دارای حجم زیاد هستند و قدرت و گشتاور بالایی دارند. بااین‌حال در سال‌های اخیر، سوپر شارژها و توربوشارژها بر سرکار آمده و موتورهای تنفس طبیعی را کنار زده‌اند. سوپر شارژرها قبلاً در خودروهای پرفورمنس مورداستفاده قرار می‌گرفتند، ولی حالا در خودروهای دیگر نیز ایفای نقش می‌کنند. البته برخی افراد فناوری سوپر شارژر را با توربوشارژر اشتباه می‌گیرند. ما در این مقاله پیش از اشاره به نکات مهم درباره خودروهای مجهز به موتور سوپر شارژ، فرق بین این فناوری و توربوشارژر را شرح می‌دهیم.
سوپر شارژر چیست؟
در بیان ساده باید گفت که نقش سوپر شارژر، بهبود تأمین هوا برای موتور است. احتراق به سه مؤلفه اصلی، یعنی سوخت، اکسیژن و جرقه احتیاج دارد. با تزریق سوخت و اکسیژن بیشتر در محفظه احتراق، قدرت و گشتاور بیشتری توسط موتور به وجود می‌آید. سوپر شارژر یک کمپرسور یا همان فشرده‌ساز هوا است که با افزایش فشار یا چگالی هوا، اکسیژن بیشتری را به درون محفظه انتقال می‌دهد. این فناوری موجب احتراق بهتر سوخت و افزایش راندمان موتور می‌شود.
تفاوت میان سوپر شارژ و توربوشارژ چیست؟
موتورهای احتراقی برای تأمین اکسیژن لازم صرفاً به مکش ایجادشده به‌وسیله حرکت پیستون متکی هستند. ولی سوپر شارژرها پس از فشرده‌سازی هوا، آن را وارد محفظه احتراق می‌کنند، بدون اینکه به مکش احتیاج باشد. در اکثر خودروهای امروزی، سوپر شارژها به‌وسیله تسمه‌ای که به میل‌لنگ متصل است، فعالیت می‌کنند و همین موضوع، تفاوت اصلی میان سوپر شارژر و توربوشارژر را نشان می‌دهد.
توربوشارژرها وظیفه‌ای مشابه با سوپر شارژرها داشته و موجب تقویت قدرت موتور می‌شوند. در حقیقت توربوشارژر را می‌توان نوعی سوپر شارژر در نظر گرفت که با ورود اکسیژن بیشتر، قوای محرکه را افزایش می‌دهد. ولی برای این کار، توربوشارژر به تسمه میل‌لنگ متصل نیست. انرژی توربوشارژرها به‌وسیله گازهای اگزوز تأمین می‌شود. به بیان بهتر، توربوشارژر روی منیفولد اگزوز نصب شده است. گازهای حاصل از احتراق با چنان سرعتی خارج می‌شوند که می‌توانند توربین موجود در توربوشارژر را به‌سرعت بچرخانند. این چرخش باعث فشرده‌سازی هوا و انتقال آن به سیلندر موتور می‌شود.
مزایا و معایب سوپر شارژر در برابر توربوشارژر
فناوری‌های سوپر شارژر و توربوشارژر مزایا و معایب خاص خود را دارند. نقاط مثبت و منفی هر یک را می‌توان در موارد زیر خلاصه کرد.
مزایای سوپر شارژر
- تقویت فوری و بلادرنگ قدرت موتور
- افزایش قدرت موتور در سرتاسر بازه RPM
- مقرون‌به‌صرفه بودن در مقایسه با افزایش حجم موتور
- مصرف سوخت بهتر
معایب سوپر شارژر
- وابستگی به تسمه میل‌لنگ
- پیچیدگی بیشتر و در نتیجه هزینه نگهداری بیشتر در مقایسه با موتور تنفس طبیعی
- افزایش فشار و تنش حرارتی به موتور
- افزایش احتمال ضربه‌زدن موتور
مزایای توربوشارژر
- استفاده مؤثر از گازهای خروجی
- مقرون‌به‌صرفه بودن در مقایسه با افزایش حجم موتور
- مصرف سوخت بهتر
- افزایش قابل‌توجه قدرت موتور
- کاهش صدای خروجی از اگزوز
معایب توربوشارژر
- تأخیر در افزایش قدرت موتور
- وابستگی قدرت موتور به‌دور موتورهای بالا
- پیچیدگی بیشتر و در نتیجه هزینه نگهداری بیشتر در مقایسه با موتور تنفس طبیعی
- افزایش فشار و تنش حرارتی به موتور
- افزایش احتمال ضربه‌زدن موتور
حال که از تفاوت میان سوپر شارژر و توربوشارژر مطلع شدید، وقت آن رسیده با نکات مهم درباره خودروهای مجهز به موتور سوپر شارژ نیز آشنا شوید.
سوپر شارژها انواع متفاوت دارند
سوپر شارژها در سه نوع مختلف ساخته شده‌اند؛ روتس (Roots)، توئین اسکرو (Twin-screw) و گریزازمرکز (Centrifugal). سوپر شارژرهای روتس و توئین اسکرو عملکرد تقریباً مشابهی دارند، اما نوع گریزازمرکز متفاوت، جمع‌وجور و البته کاراتر است.
سوپر شارژر روتس معمولاً در بالای موتور نصب شده و دارای دو روتور چرخنده با شکل و طراحی یکسان است. این دو روتور در خلاف جهت هم حرکت کرده و هوا را پیش از ورود به سیلندرها، فشرده‌سازی می‌کنند. اگرچه سوپر شارژرهای روتس سنگین هستند و اثربخشی کمتری نسبت به دو مدل دیگر دارند، ولی در زمان رونمایی تحولی بزرگ را در صنعت خودروسازی به وجود آوردند.
سوپر شارژرهای توئین اسکرو تقریباً همانند نوع روتس عمل می‌کنند، ولی روتورهای آن‌ها شبیه به پیچ است. روتورها در طول عملیات درگیر یکدیگر می‌شوند و گرمای کمتری ایجاد می‌کنند. در طول پیچش این روتورها، هوا متراکم شده و سپس وارد محفظه احتراق می‌شود.
سوپر شارژر گریزازمرکز، پرکاربردترین نوع سوپر شارژر در خودروهای مدرن و امروزی است. در مقایسه با روتس و توئین اسکرو، سوپر شارژرهای سانتریفیوژال ساختار کوچک‌تری داشته و سطح حرارت کمتری تولید می‌کنند. این نوع سوپر شارژر همچنین وزن کمتری دارد و ازاین‌رو به‌جای بالا، در جلوی موتور نصب می‌شود. فشرده‌سازی هوا و انتقال آن به سیلندرها به‌وسیله پروانه‌ای انجام می‌شود که با سرعت بالا می‌چرخد. این پروانه به‌وسیله تسمه متصل به میل‌لنگ به حرکت درمی‌آید که موجب کشیدن هوا به یک کمپرسور کوچک جهت فشرده‌سازی و سپس انتقال آن به سیلندر می‌شود.
سوپر شارژرها به سوخت بیشتری مصرف می‌کنند
سوپر شارژها با فشرده‌سازی هوا، اکسیژن بیشتری را وارد محفظه سیلندر می‌کنند. ولی احتراق کامل مشروط به‌تناسب اکسیژن و سوخت است. هرچه اکسیژن بیشتری وارد سیلندر شود، به سوخت بیشتری نیاز است تا احتراق به کامل‌ترین شیوه ممکن انجام شود و موتور با عملکرد بهینه، بتواند قدرت و گشتاور بیشتری تولید کند. به همین خاطر سوپر شارژها غالباً در خودروهای اقتصادی مورداستفاده قرار نمی‌گیرند.
سوپر شارژرها آلایندگی بیشتری دارند
انتقال اکسیژن بیشتر به داخل سیلندرها به معنی سوزاندن سوخت بیشتر است. همان‌طور که سوخت بیشتری مصرف می‌شود، میزان تولید آلودگی نیز افزایش پیدا می‌کند؛ بنابراین تجهیز یک خودرو به فناوری سوپر شارژر باید مطابق با قوانین محلی در مورد میزان مصرف سوخت و آلایندگی مجاز باشد.
کاربرد سوپر شارژر مستلزم ارتقای قطعات است
موتورهای مجهز به سوپر شارژر معمولاً در خودروهای پرفورمنس مورداستفاده قرار می‌گیرند، چراکه این ماشین‌ها دارای قطعات سازگار با عملکرد سوپر شارژر است. کاربرد سوپر شارژر روی موتور یک خودروی معمولی باهدف افزایش پرفورمنس، به تعویض برخی قطعات با نمونه‌های کاراتر نیاز دارد. مسلماً ترمزها یا لاستیک به‌کاررفته در یک خودروی معمولی تحمل نیروی واردشده از سوی موتور سوپر شارژ را ندارند.
سوپر شارژرها موجب افزایش هزینه نگهداری می‌شوند
افزایش قدرت و گشتاور موتور باعث فشار روی قطعات پیشرانه و استهلاک سریع‌تر آن‌ها می‌شود. این موضوع طول عمر مفید موتور را کاهش می‌دهد. به‌علاوه، سوپر شارژر به نوبه خود هرازگاهی دچار مشکل شده و به تعمیر و نگهداری احتیاج دارد؛ بنابراین داشتن یک خودروی مجهز به موتور سوپر شارژر به معنی پرداخت هزینه بیشتر برای نگهداری و رفع مشکلات آن است. البته میزان خرج‌تراشی به نوع سوپر شارژ و خودرو بستگی دارد.
سوپر شارژر اطمینان‌پذیری موتور را کاهش می‌دهد
همان‌طور که گفته شد، سوپر شارژر باعث می‌شود موتور قدرت و گشتاور بیشتری تولید کند. این فعالیت سنگین می‌تواند تأثیر منفی روی اطمینان‌پذیری موتور داشته باشد، به‌ویژه اگر سوپر شارژر به‌عنوان قطعه جانبی و غیر فابریک به موتور افزوده شود. اگر یک موتور تحمل سوپر شارژ را نداشته باشد، گرمای اضافی حاصل از فعالیت این قطعه منجر به افزایش تنش حرارتی روی موتور شده و قطعات آن را خیلی زود دچار استهلاک می‌کند.
سوپر شارژر روی قیمت خودرو تأثیر دارد
برای برخی افراد وجود سوپر شارژر یک مزیت به‌حساب می‌آید، به شرطی که این قطعه به‌صورت فابریک روی موتور نصب شود و یا محصولی از شرکت‌های تیونینگ معروف باشد. اگر سوپر شارژر نصب شده روی موتور متعلق به یک برند ناآشنا و بی‌اعتبار باشد، قیمت فروش خودرو به طور قابل‌توجهی کاهش می‌یابد، چون خریدار نمی‌تواند روی کیفیت سوپر شارژر و از همه مهم‌تر سلامت موتور در آینده حساب باز کند.
دیدگاهتان را بنویسید