چقدر توربوشارژر را می‌شناسید؟

اختراع موتورهای احتراق داخلی، بدون شک یک انقلاب بزرگ در صنعت خودروسازی جهان به شمار می‌رود که باعث شد درمقایسه با ماشین‌های بخار، قدرتی بیشتر در فضای کوچک‌تری بدست آید که با گذر زمان پیشرانه‌های مختلف در اشکال متفاوت طراحی و تولید شد و هرچه به سمت جلو حرکت می‌کردیم، سیستم های جدیدی هم برای اتومبیل‌ها اختراع می شد. همچون سیستم پاشش سوخت انژکتوری که جایگزین سیستم سوخت رسانی کاربراتوری شد و قدرتی بسیار بیشتر با مصرف سوختی کمتر در اختیار خودرو قرار می‌داد، اما باوجود این سیستم، باز هم قدرت محدودی بوجود می‌آمد و سازندگان برای داشتن نیروی بیشتر، مجبور به افزایش سیلندرها و بزرگ‌تر کردن اندازه پیشرانه بودند، تا اینکه سیستم‌های پرخوران روی کار آمدند.
تقریبا نسل اول سیستم‌های پرخوران را می‌توان "سوپرشارژرها" عنوان کرد که در سال 1848 میلادی توسط یک مهندس انگلستانی اختراع شد و از یک توربین برای انتقال هوای بیشتر به داخل سیلندرها تشکیل می‌شد، اما در سال 1860 میلادی تکامل پیدا کرد و برای اولین بار هم در سال 1885 میلادی بر روی خودروها مورد استفاده قرار گرفت. در ادامه گفتنی است که این سیستم در قالب یک مجموعه بر سر راه هوای ورودی سیلندر قرار می‌گرفت و با استفاده از توربین‌های پره مانند، حجم هوای بیشتری برای سیلندرها تامین می‌کرد تا مخلوط سوخت و هوای غنی‌تری داشته باشند و در نتیجه قدرت بیشتری هم تولید شود، ولی این سیستم یک عیب بزرگ داشت و آن هم گرفتن نیرو از پولی سر میل لنگ بوسیله تسمه بود که در عین حال، هم افزایش قدرت تولیدی موتور و هم اتلاف انرژی را به همراه داشت. به همین دلیل بعد از یک دوره خاص دیگر از سیستم‌های سوپرشارژر استفاده نشد و جای آن را سیستم‌های پرخوران نسل جدید، یعنی توربوشارژرها گرفتند که نیروی خود را نه از خود موتور، بلکه از انرژی حرارتی حاصله از احتراق تامین می‌کند. ناگفته نماند که به خاطر گردش همیشگی توربین سوپرشارژر دیگر از تاخیر در عملکرد سوپرشارژر خبری نبود.


حال می‌رسیم به توربوشارژر که به قولی پیشرفته‌ترین و آخرین سیستم پرخوران صنعت خودروسازی به شمار می‌رود که برخلاف سوپرشارژرها، از دو توربین مجزا برای دریافت نیرو و همچنین برای افزایش حجم هوای ورودی سیلندرها استفاده می‌شود. گفتنی است که این سیستم در سال 1905 میلادی اختراع شد، ولی استارت کار آن در صنعت خودروسازی به دهه 20 میلادی برمی‌گردد که بر روی پیشرانه‌های دیزلی مورد استفاده قرار می‌گرفت و پس از آن با پیشرفت‌های تکنولوژی، بر روی موتورهای بنزینی هم بکار گرفته شد.
همانطور که احتمالا می‌دانید، هرگونه ارتباط فیزیکی بوسیله تسمه یا زنجیر با یکی از قطعات دوار موتور از بین رفته است، ولی بجای آن از انرژی حرارتی و گازهای حاصله از احتراق کمک گرفته می‌شود تا توربین اصلی پرخوران به گردش در بیاید. به این صورت که یکی از توربین‌ها درون منیفولد دود قرار گرفته و با حرکت گازهای حاصل از احتراق به سمت خروجی، نیروی خود را برای چرخش تامین می‌کند و توربین دیگر هم جای خود را در منیفولد گاز تثبیت کرده است که از طریق یک محور به یکدیگر متصل شده‌اند و با گردش توربین اول (درون منیفولد دود)، توربین پرخوران هوای سیلندر هم به گردش در می‌آید که باعث افزایش حجم هوای ورودی به داخل سیلندر و در نتیجه بدست آمدن قدرتی بیشتر می‌شود. برای برخی از موتورهای V شکل هم از دو توربوشارژر استفاده می‌شود که یکی از توربوشارژرها وظیفه تامین هوای باله راست موتور و همچنین توربوشارژر دیگر هم وظیفه تامین هوای باله سمت چپ موتور را برعهده می‌گیرند. البته همانند سوپرشارژرها، سیستم پرخوران توربوشارژر هم معایب خود را دارد که می‌توان به پیچیدگی و گران بودن سیستم و همچنین تاخیر اندک آن در شرایط مورد نیاز اشاره کرد.