انواع توربوشارژها

توربو دوقلو فقط به این معنی است که دو توربوشارژر وجود دارد. اینها می توانند به طور مستقل و موازی کار کنند (همانطور که اغلب در موتورهای با بلوک V شکل، جایی که توربوهای مجزا در هر طرف موتور کار می کنند) یا به صورت سری کار می کنند. هنگامی که آنها به صورت سری استفاده می شوند، یک توربو کوچک و یک توربو بزرگ جفت می شوند، در این صورت توربوی کوچک به سرعت شروع به چرخش می کند تا تاخیر توربو را کاهش دهد، سپس با افزایش جریان اگزوز، توربو بزرگتر شروع به تامین جریان می کند. توجه داشته باشید که برخی از اولی به عنوان بایتوربو و دومی را به عنوان یک توربو دوقلو یاد می کنند. برای سال‌ها، اکثر موتورهای توربوشارژ توربو، توربوها را از منیفولدهای اگزوز در سمت بیرونی موتور آویزان می‌کردند و هوای ورودی به سمت محفظه احتراق می رفت. اخیراً فشاری برای معکوس کردن آن و وارد کردن هوای ورودی به طرف‌های بیرونی دریچه با لوله‌کشی اگزوز و توربوهایی که در داخل وی قرار دارند، ایجاد شده است. این مزیت این است که اندازه کلی موتور را تا حد زیادی کوچک می کند و با تهویه مناسب هود، می تواند منجر به کاهش دمای زیر خودرو شود.

یک توربو یا سوپرشارژر چقدر قدرت اضافه می کند؟

در بالا اشاره کردیم که مقدار اکسیژنی که یک موتور می تواند “تنفس کند” عامل محدود کننده میزان قدرتی است که می تواند تولید کند، زیرا فناوری انژکتور سوخت بیش از آن است که بتواند تا آنجایی که ممکن است سوخت را با این مقدار بسوزاند، تامین کند. اکسیژن در سیلندر موتورهای تنفس طبیعی که در ارتفاعی همسطح دریا کار می‌کنند، هوا را با فشار 14.7 psi دریافت می‌کنند، بنابراین اگر یک توربو یا سوپرشارژر 7 psi فشار به موتور اضافه کند، خود سیلندرها تقریباً 50 درصد هوای بیشتری دریافت می‌کنند و از نظر تئوری باید بتوانند حدود 50 درصد قدرت بیشتر تولید کنند. اما معمولاً اینطوری اتفاق نمی افتد. فشرده‌سازی هوای ورودی گرما را افزایش می‌دهد، که همراه با فشار اضافی، احتمال آسیب‌دیدگی موتور را افزایش می‌دهد، بنابراین زمان‌بندی احتراق، اغلب باید تا حدودی به تعویق بیفتد. این موضوع می تواند مدت زمان سوختن کامل سوخت را محدود کند و از این رو مقداری از قدرت را از بین ببرد. اکثر موتورهای مدرن که دارای توربو و/یا سوپرشارژر هستند همچنین دارای خنک کننده های اینترکولر هستند که به حذف بخشی از گرمای اضافه شده توسط توربو یا سوپرشارژر کمک می کند. در پایان، انتظار معمول این است که افزودن 50 درصد هوای بیشتر، 30 تا 40 درصد قدرت بیشتری تولید می کند.

چگونه توربوها/سوپرشارژرها در مصرف سوخت صرفه جویی می کنند؟

هنگام کار، توربوها و سوپرشارژرها به سوزاندهد شدن بیشتر بنزین کمک می کنند، در نتیجه وقتی به موتوری که کوچکتر از آن است که به اندازه کافی نیازهای خودرو را از نظر شتاب یا در هنگام یدک کشی و غیره برآورده کند، بسته می شوند، کمک می کنند. صرفه جویی در مصرف بنزین در طول سفرهای کم مصرف که بیشتر زمان رانندگی ما را شامل می شود. یکی از راه‌هایی که این اتفاق می‌افتد، کاهش تلفات پمپاژی است که وقتی یک موتور با جابجایی بزرگ با دریچه گاز پنج درصد یا کمتر کار می‌کند – باید سخت کار کند تا هوا را از دریچه عمدتا بسته بمکد. همین مقدار قدرت ممکن است نیاز به باز شدن 20 درصد دریچه گاز در موتور کوچکتر داشته باشد که منجر به کار پمپاژ کمتری می شود. (به همین دلیل است که بسیاری از خودروهای جدیدتر خلاء کافی برای راه اندازی ترمزهای برقی، درب های هوای ترکیبی سیستم های کنترل آب و هوا و غیره ایجاد نمی کنند و یا دارای پمپ های خلاء کمکی هستند یا از کنترل های الکتریکی برای این موارد استفاده می کنند.)

چرا توربوها در خودروهای تولیدی محبوب‌تر از سوپرشارژرها هستند؟

توربوها در تست حیاتی صرفه جویی در مصرف سوخت بهتر از سوپرشارژرهای با میل لنگ عمل می کنند، بنابراین توربوها در خودروهای رایج تر  از هر نوع دیگری یافت می شوند. البته در یک سری موتورهای جدیدتر نوع ترکیبی آن هم وجود دارد که در دور کم سوپرشارژ فعال می شود و وقتی وموتور دور می گیرد و به سرعت می افتد، سوپر خارج شده و توربو شارژ اقدام به پرخورانی اکسیژن به موتور می کند.  این طراحی از نقاط قوت هر کدام بهره می برد – تقویت سوپرشارژر در دور کم فشار را تامین می کند تا زمانی که توربو بزرگتر شروع به چرخش کند، در این مرحله سوپرشارژر از میل لنگ جدا می شود تا قدرت را کم نکند.

آیا می توانم یک توربو یا سوپرشارژر به وسیله نقلیه خود اضافه کنم؟

در خارج از کشور کیت های پس از فروش برای هر دو وجود دارد، اما معمولاً پیچ و مهره روی یک سوپرشارژر کمی ساده تر است، که فقط به یک براکت، پولی میل لنگ و تسمه و یکدست بسته شدن در سیستم تنفس – به علاوه احتمالاً یک خنک کننده اینترکولر نیاز دارد. اما یک توربو باید در هر دو سیستم اگزوز و تنفس و ورودی اکسیژن بسته شده، به علاوه نیاز به یک خنک کننده داخلی هم دارد.  

مزایا و معایب توربوشارژر

• برای تولید قدرت بیشتر، توربوشارژر از جریان گازهای خروجی اگزوز استفاده می کند که در غیر این صورت هدر می رود. تحقیقات نشان می دهد که توربوشارژرها 20 تا 25 درصد مصرف سوخت بیشتری نسبت به سوپرشارژرها دارند. بنابراین، از نقطه نظر کارایی، توربوشارژر معامله بسیار سودآورتری است.
• فرآیند خروج گازهای خروجی از اگزوز، برخورد با توربین، چرخش کمپرسور و تولید نیروی بیشتر، کمی زمان می برد. بنابراین وقتی پدال را فشار می‌دهید، در واقع باید چند ثانیه صبر کنید تا قدرت توربو وارد عمل شود.
• نیروی توربو فقط پس از یک سرعت اگزوز خاص که به سرعت موتور مربوط می شود تولید می شود. به همین دلیل است که سازندگان محدوده دور موتور (بر حسب دور در دقیقه) را مشخص می کنند که بین آن شما قدرت توربو را دریافت می کنید.
• روغن موتور بیشتری مورد نیاز است زیرا جدا از موتور، توربوشارژر باید دائماً روغن کاری شود.

مزایای و معایب سوپرشارژر

• از آنجایی که سوپرشارژر نیروی چرخشی را مستقیماً از میل لنگ دریافت می کند، به محض فشار دادن پدال، قدرت بیشتری در عمل دریافت می کنید و لازم نیست مثل تروبوشارژ منتظر بمانید تا قدرت زیاد شود.
• از آنجایی که گرم شدن سوپرشارژرها نسبتاً کمتر است، کمتر از توربوشارژرها به روغن کاری نیاز دارند.
• سوپرشارژرها با اتصال به میل لنگ، بخشی از نیروی موتور را برای کارکردن خود استفاده می کنند. این بدان معناست که توان کلی در خودروهای سوپرشارژر در مقایسه با خودروهای توربوشارژ کمتر است.
• انرژی جنبشی گازهای خروجی در سوپرشارژرها استفاده نمی شود.
• بازده مصرف سوخت سوپرشارژرها 20 تا 25 درصد کمتر از توربوشارژرها است.