در دنیای خودرو، افزایش قدرت موتور بدون افزایش حجم آن یکی از اهداف مهم مهندسان است. این سیستم با استفاده از انرژی گازهای خروجی موتور، هوا را فشرده می کند و به داخل سیلندرها می‌فرستد. هرچه هوای بیشتری وارد موتور شود، میزان اکسیژن داخل محفظه احتراق افزایش می‌یابد و در نتیجه سوخت به‌صورت مؤثرتری می‌سوزد. این یعنی قدرت بیشتر بدون نیاز به افزایش حجم موتور.
اجزا اصلی توربو کدامند؟ نحوه عملکرد توربوشارژ به چه صورت است؟
توربین و کمپرسور. وقتی سوخت در موتور می‌سوزد، گازهای داغ از طریق اگزوز خارج می‌شوند. این گازها به توربین برخورد کرده و آن را به چرخش درمی‌آورند. توربین از طریق یک شفت به کمپرسور متصل است، بنابراین با چرخش توربین، کمپرسور نیز شروع به چرخش می‌کند. کمپرسور، هوای تازه را از بیرون مکیده و آن را متراکم کرده و سپس به داخل موتور می‌فرستد. این فشرده‌سازی باعث می‌شود مقدار اکسیژن بیشتری در محفظه احتراق جمع شود و موتور بتواند سوخت بیشتری را بسوزاند.
اما یک مشکل وجود دارد: هوایی که توسط کمپرسور فشرده می‌شود، به‌شدت داغ می‌شود و هوای داغ چگالی کمتری دارد. به این معنی که اکسیژن کمتری در خود جای داده است. برای حل این مشکل، سیستم توربوشارژر معمولاً یک اینترکولر دارد که هوای فشرده‌شده را خنک می‌کند تا تراکم آن بیشتر شود. این کار باعث افزایش بازدهی و قدرت موتور می‌شود.
مزایا استفاده از توربوشارژر
یکی از مهم‌ترین مزایای توربوشارژر این است که بدون نیاز به افزایش حجم موتور، می‌توان قدرت بیشتری از آن گرفت. به همین دلیل، بسیاری از خودروسازان از این فناوری برای تولید خودروهای قدرتمند اما کم‌مصرف استفاده می‌کنند. علاوه بر این، موتورهای توربوشارژر کارایی بهتری در ارتفاعات دارند. در موتورهای معمولی، هرچه به ارتفاعات بالاتر بروید، به دلیل کاهش غلظت اکسیژن در هوا، قدرت موتور کمتر می‌شود. اما توربوشارژر می‌تواند این کمبود را جبران کند و هوا را فشرده‌تر وارد موتور کند.
معایب استفاده از توربو شارژر
- اما این فناوری بی‌نقص نیست. یکی از مشکلات رایج توربوشارژر، چیزی به نام *”توربو لگ”* است. این یعنی وقتی پدال گاز را فشار می‌دهید، چند لحظه طول می‌کشد تا توربوشارژر به دور بالای خود برسد و تأثیرش را نشان دهد. دلیل این تأخیر این است که توربو وابسته به جریان گازهای خروجی موتور است. بنابراین وقتی دور موتور پایین است، مقدار این گازها کم است و توربین به‌سرعت نمی‌چرخد.
- همچنین، موتورهای مجهز به توربوشارژر نیاز به نگهداری دقیق‌تری دارند. روغن‌کاری مناسب و تعویض به‌موقع روغن از اهمیت بالایی برخوردار است، زیرا دمای بالای توربوشارژر می‌تواند باعث خرابی قطعات شود. علاوه بر این، اگر بلافاصله پس از رانندگی، موتور را خاموش کنید، روغن داخل توربو ممکن است بسوزد و به آن آسیب بزند. به همین دلیل توصیه می‌شود قبل از خاموش کردن موتور، چند لحظه آن را در حالت آرام نگه دارید تا دمای توربو کمی کاهش یابد.
انواع مختلف‌توربوشارژر کدامند؟
توربوشارژرها انواع مختلفی دارند که هرکدام برای شرایط و نیازهای خاصی طراحی شده‌اند. مدل تک‌توربو ساده‌ترین و رایج‌ترین نوع است که در اکثر خودروهای معمولی و اسپرت استفاده می‌شود. برخی خودروهای قدرتمندتر از توربوشارژرهای دوتایی (Twin Turbo) بهره می‌برند که یا به‌صورت موازی کار می‌کنند و هرکدام نیمی از سیلندرها را تغذیه می‌کنند، یا به‌صورت ترتیبی، به این معنا که یکی در دورهای پایین و دیگری در دورهای بالا وارد مدار می‌شود.
یکی از پیشرفته‌ترین انواع توربوشارژر، توربوی هندسه متغیر (VGT) است که پره‌های داخلی آن می‌توانند موقعیت خود را تغییر دهند تا جریان هوا را بهینه‌تر کنند. این فناوری کمک می‌کند تا مشکل “توربو لگ” کاهش یابد و موتور واکنش سریع‌تری داشته باشد. در سال‌های اخیر، توربوهای الکتریکی (E-Turbo) نیز توسعه یافته‌اند که با کمک موتورهای الکتریکی، کمپرسور را سریع‌تر به حرکت درمی‌آورند و تأخیر توربو را تقریباً از بین می‌برند.
مقایسه توربوشارژر و سوپر شارژر
گاهی توربوشارژر با سوپرشارژر مقایسه می‌شود، زیرا هر دو هدف مشابهی دارند: افزایش قدرت موتور با تزریق هوای بیشتر. اما تفاوت اساسی اینجاست که سوپرشارژر از نیروی میل‌لنگ برای چرخش خود استفاده می‌کند، در حالی که توربوشارژر از انرژی گازهای خروجی بهره می‌برد. این یعنی سوپرشارژر تأخیر ندارد و بلافاصله واکنش نشان می‌دهد، اما در عوض، بخشی از توان موتور را مصرف می‌کند که می‌تواند بازدهی سوخت را کاهش دهد. در مقابل، توربوشارژر راندمان سوخت بهتری دارد اما ممکن است کمی تأخیر داشته باشد.
چگونه ازتوربو شارژر به‌خوبی نگهداری کنیم؟
اگر خودرویی با موتور توربوشارژر دارید، چند نکته می‌تواند به افزایش عمر آن کمک کند. اول اینکه همیشه از روغن باکیفیت و مناسب استفاده کنید و آن را به‌موقع تعویض کنید. دوم اینکه اجازه دهید موتور قبل از خاموش شدن کمی خنک شود تا از آسیب به توربو جلوگیری شود. همچنین فیلتر هوا را تمیز نگه دارید، زیرا ذرات آلوده می‌توانند وارد سیستم شوند و به پره‌های کمپرسور آسیب برسانند. علاوه بر این، بهتر است از گاز دادن ناگهانی در دورهای پایین اجتناب کنید. زیرا ممکن است به توربو فشار زیادی وارد شود.
نتیجه‌گیری
توربوشارژر یکی از پیشرفته‌ترین فناوری‌های افزایش قدرت موتور است که بدون نیاز به افزایش حجم موتور، کارایی بالاتری ارائه می‌دهد. این سیستم در بسیاری از خودروهای مدرن به‌کار گرفته می‌شود تا ترکیبی از قدرت بالا و مصرف سوخت بهینه را ارائه دهد. البته، مانند هر فناوری دیگری، توربوشارژر نیز نیاز به نگهداری دارد و ممکن است معایبی مانند “توربو لگ” یا استهلاک بالاتر داشته باشد. بااین‌حال، با پیشرفت‌های اخیر در تکنولوژی، این مشکلات تا حد زیادی برطرف شده است. بنابراین امروزه خودروهای مجهز به توربوشارژر یکی از بهترین گزینه‌ها برای رانندگانی هستند که هم به عملکرد بالا و هم به مصرف سوخت اهمیت می‌دهند.