توربوشارژرها باعث افزایش قدرت خروجی پیشرانه و کاهش مصرف سوخت می‌شوند؛ اما نمونه‌های معمولی آن‌ها مشکلاتی دارد که در نسل جدید سوپرشارژرهای الکتریکی رفع شده است.
«کاهش مصرف سوخت» و «افزایش قدرت خروجی پیشرانه» دو عامل مهم در طراحی پیشرانه‌ها است. همه‌ی خودروسازان در فرایند طراحی و ساخت محصولات جدید، به این عوامل به‌عنوان برگ‌برنده درمقابل سایر رقبا نگاه می‌کنند. توربوشارژرها با افزایش حجم و فشار هوای ورودی به محفظه‌ی سیلندر، فرایند احتراق را بهبود می‌بخشند و درنتیجه، قدرت خروجی را افزایش و مصرف سوخت را کاهش می‌دهند. به‌همین‌دلیل در سال‌های اخیر، استفاده از توربوشارژرها به امری معمول تبدیل شده است و بیشتر خودروهای امروزی همراه‌با توربوشارژر عرضه می‌شوند.
کاهش سرعت کارکرد پیشرانه ازطریق کاهش دور موتور سبب به‌حداقل‌رسیدن تلفات اصطکاک و درنهایت، افزایش قدرت خروجی می‌شود؛ اما این امر ممکن است فشار خروجی اگزوز را کاهش دهد و سبب به‌دست‌آمدن نتیجه‌ی معکوس در خودروهای مجهز به توربوشارژر معمولی شود. درحقیقت، توربوشارژرها بخشی از انرژی موردنیاز توربین خود را از سرعت و فشار گازهای خروجی اگزوز تأمین می‌کنند و با کاهش این فشار خروجی، توربوشارژر نمی‌تواند به‌خوبی عمل کند.
به‌دلایل ذکرشده، استفاده از توربوشارژرهای معمولی که قدرت خود را از پیشرانه تأمین می‌کنند، مشکلاتی به‌همراه دارد که ازجمله‌ی آن‌ها می‌توان به تأخیر در شتاب‌گیری اشاره کرد. در خودروهای مجهز به توربوشارژرهای معمولی، با فشردن ناگهانی پدال گاز فاصله‌ای زمانی میان پاسخ پیشرانه به افزایش شتاب وجود دارد که در اصطلاح به توربولگ (Turbo lag) معروف است. در این حالت، سرنشینان ضربه‌ای ناگهانی حس می‌کنند که ناشی از در مدار قرارگرفتن سوپرشارژر و افزایش ناگهانی قدرت پیشرانه است. برای رفع این معضل و جلوگیری از سایر مشکلات ناشی از توربولگ، نسل جدیدی از سوپرشارژرها معرفی شده است که قدرت خود را از منابع الکتریکی تأمین می‌کنند و مهم‌ترین مزیتشان حذف توربولگ و پاسخ‌گویی لحظه‌ای به افزایش شتاب است.
آئودی یکی از اولین خودروسازان عمده‌ای است که به تولید و استفاده از نسل جدید سوپرشارژرهای الکتریکی روی آورد. این خودروساز آلمانی در سال ۲۰۱۳، نمونه‌ی اولیه‌ی مدل A6 با پیشرانه‌ی مجهز به سوپرشارژر الکتریکی را رونمایی کرد. در این خودرو، سوپرشارژر الکتریکی میان توربوشارژر معمولی و پیشرانه قرار داشت و تنها زمانی در مدار قرار می‌گرفت که سیستم مرکزی مدیریت موتور با تشخیص فشار پایین گازهای خروجی اگزوز، دستور واردشدن سوپرشارژر الکتریکی به مدار را صادر می‌کرد و تقریبا بلافاصله سوپرشارژر الکتریکی ۴۸ ولتی فشار مدنظر محفظه‌ی احتراق را تأمین می‌کرد. آئودی با معرفی این سیستم جدید، توجه سایر خودروسازان به این فناوری را جلب کرد؛ به‌گونه‌ای که در سال‌های اخیر و با تکامل این طرح انقلابی، امروزه خودروسازان بزرگی مانند مرسدس بنز و جگوار لندرور نیز به جمع تولیدکنندگان و مصرف‌کنندگان سوپرشارژرهای الکتریکی پیوسته‌اند.
در‌حال‌حاضر، تلاش‌ها برای استفاده از سوپرشارژرهای الکتریکی در پیشرانه‌های کم‌حجم در کانون توجه قرار گرفته است و مهندسان تلاش‌هایی موفقیت‌آمیز برای کسب قدرت خروجی بیشتر از پیشرانه‌هایی با حجم یک تا دو لیتر کرده‌اند. برای مثال، کنسرسیومی متشکل از مهندسان شرکت ریکاردو و فورد از چند سال پیش با هدف کسب قدرت و گشتاور خروجی معادل پیشرانه‌ی معمولی دولیتری فورد از پیشرانه‌ی یک‌لیتری سوپرشارژر آغاز به کار کرد. در پروژه‌ای مشابه، مهندسان جگوار لندرور در همکاری با لوتوس توانستند از پیشرانه‌ی چهارسیلندر دولیتری معادل پیشرانه‌ی هشت‌سیلندر پنج‌لیتری خروجی بگیرند. در این سیستم، مهندسان جگوار لندرور و لوتوس راه‌حلی خلاقانه برای تولید انرژی الکتریکی از حرارت گازهای خروجی اگزوز و ذخیره‌ی آن در باتری برای استفاده‌ی سوپرشارژر الکتریکی بهره برده‌اند.
یکی از نمونه‌های برتر کسب خروجی حیرت‌انگیز از پیشرانه‌ی کوچک، مربوط به پیشرانه‌های ۵/۱ لیتری M12 و M13 بی‌ام‌و است. این پیشرانه‌های فرمول یک در دهه‌ی ۱۹۸۰ ساخته و بهره‌برداری شد؛ دهه‌ای که عصر ظهور توربوشارژرها در این مسابقات بود. در این پیشرانه‌ها، توربوشارژری عظیم فشار هوای ورودی به سیلندر را تا ۵/۵ بار افزایش می‌داد و سبب می‌شد قدرت خروجی پیشرانه به ۱۴۰۰ اسب‌بخار (معادل ۹۳۳ اسب‌بخار به ازای هر لیتر ظرفیت سیلندر) برسد. بااین‌حال، این اعداد خیره‌کننده سبب می‌شد پیشرانه‌ها یادشده در وضعیت بحرانی قرار بگیرند و درنهایت، یکی از این پیشرانه‌ها در خودرو برابهام BT53 نلسون پیکه منفجر شد و مهندسان بی‌ام‌و بلوک سیلندر آن را به‌عنوان دستاوردی فراموش‌نشدنی نزد خود نگه داشتند.
در آیدت،
فایل‌های
خود را به فروش بگذارید و یا
مقالات‌تان
را منتشر کنید👋
پاسخ ها