راز قلب‌های توربو

آنها كه درباره این خودرو و پیشرانه توربوی آن كمتر می‌دانند اكنون می‌پرسند چه رازی در قلب این خودرو است كه موجب شده قیمت آن اینچنین بالا برود و در زمره خودروهای لوكس داخلی طبقه‌بندی شود.

به‌جز محاسن، چه معایبی را می‌توان برای خودروهایی با پیشرانه توربو برشمرد؟ نگهداری این خودروها چه نكته‌هایی دارد و چقدر خرج ممكن است روی دست مالكان‌شان بگذارد؟

اصولا در دنیای خودروهای داخلی، بسیاری از امكانات خاصی كه خودروسازان برای برخی نسخه‌های خود در سال‌های اخیر ارائه می‌كنند، در اصل فناوری‌هایی است كه سال‌ها پیش در كشورهای صاحب‌نام در فناوری خودروسازی توسعه داده شده بود.

جالب است بدانید همین موتور توربوشارژر یا پرخوران به شكل امروزی را آلفرد بوچی مخترع سوئیسی در حوالی سال‌های 1280 تا 1290 شمسی/ 1900 تا 1910 میلادی اختراع كرد. البته سال‌ها طول كشید تا این سامانه به شكل عملی مورد استفاده قرار بگیرد.

در سال 1297/ ۱۹۱۸ سنفورد الكساندر ماس كه از مهندسان شركت جنرال‌الكتریك بود نسبت به نصب سامانه توربوشارژر روی یك پیشرانه ۱۲ سیلندر اقدام كرد. این اولین آزمایش موتور توربوشارژر روی خودرو بود.

بعد از آن تا مدت‌ها خبری از این نوع موتور روی خودروهای سواری نبود تا تقریبا دهه 1340/ 1960 كه این موتور روی خودروهای شورلت كورویر مونزا و الدزموبیل جت‌فایر استفاده شد كه البته باز هم نمونه آزمایشی بود.

به این ترتیب تولید خودرو با موتور توربوشارژر به صورت انبوه در جهان قدمتی حدود 40تا50 ساله دارد. البته موتور توربوشارژر سامانه‌ای بسیار كارآمد برای افزایش قدرت یا كاهش مصرف سوخت است، اما ماجرا به همین‌جا ختم نمی‌شود.

در توربوشارژرها مصرف سوخت كاهش می‌یابد؟

با ورود سامانه‌های توربوشارژر به عرصه خودروسازی، پیشرانه خودروها كوچك‌تر شد و به گفته شركت‌های خودروسازی، مصرف سوخت خودروها به‌شدت كاهش یافت. اما این ادعا تا چه حد واقعیت دارد؟ اگر شما خودرویی با موتور توربوشارژر داشته باشید، شاید احساس كرده باشید اعداد اعلام‌شده از طرف شركت خودروساز كه كم‌بودن مصرف سوخت را نشان می‌دهد، با آنچه در واقعیت اتفاق می‌افتد تطابق چندانی ندارد.

می‌پرسید چرا؟ واقعیت این است این سامانه توانایی افزایش قدرت و كاهش مصرف سوخت دارد ولی نكته اصلی اینجاست كه این دو مورد همزمان با هم رخ نمی‌دهد. برای دانستن این موضوع لازم است تفاوت موتورهای تنفس‌ طبیعی و توربوشارژر را بدانیم.

تفاوت موتورهای عادی و توربوشارژر

یك موتور تنفس طبیعی ساختاری نسبتا ساده دارد. در این نوع موتورها، قدرت با روالی ساده و تكراری تولید می‌شود.

در دور موتور پایین، قدرت تولیدی پیشرانه كم بوده و با افزایش دور موتور شاهد افزایش قدرت هستیم. اما در نزدیكی محدوده خط قرمز - این محدوده روی آمپر دور موتور مشخص شده - قدرت موتور با كمی افت مواجه می‌شود.

در این نوع پیشرانه میزان مشخصی از هوا و سوخت در سیلندر تركیب می‌شود. سپس در محفظه سیلندر و با كمك شمع خودرو، احتراق انجام می‌شود.

هنگامی كه این پیشرانه در حال مكش هواست، فشار اتمسفر تنها نیرویی است كه هوا را به داخل سیلندر می‌كشاند اما در موتورهای توربوشارژر با اعمال نیروی اضافی به هوای ورودی و پمپ‌كردن هوای فشرده به داخل محفظه احتراق، سبب ورود اكسیژن بیشتری به سیلندر می‌شوند و پیستون در یك رفت و برگشت می‌تواند اكسیژن بیشتری به داخل سیلندر مكش كند.

در این حالت مسلم است اكسیژن بیشتر به معنای احتراقی كامل‌تر و قدرتمند‌تر است. همین عامل سبب افزایش قدرت پیشرانه‌های توربوشارژر است. به زبان ساده‌تر در موتورهای توربوشارژر، در یك حجم ثابت موتوری قدرت بیشتری دریافت می‌كنیم.

واقع‌بین‌تر باشیم

دكتر امیرحسن کاکائی، عضو هیات علمی دانشكده مهندسی خودرو در دانشگاه علم‌ و صنعت در مورد كاهش سوخت موتورهای توربوشارژ معتقد است چنانچه خودرویی با موتور تنفس طبیعی تولید شده باشد و بعدا رده‌ای از همان خودرو با موتور توربوشارژر تولید شود، موتور خودروی جدید به دلیل بالارفتن توان، مصرف سوخت بالاتری پیدا می‌كند. اما چنانچه یك موتور توربو و یك موتور تنفس طبیعی با قدرت یكسان را مقایسه كنیم، مصرف موتور توربو می‌تواند پایین‌تر باشد. او برای ساده‌تر شدن موضوع با ذكر مثالی می‌افزاید: «اگر موتور توربوشارژی در حد موتور پیكان (با حجم 1800 سی‌سی) را درنظر بگیریم، با مكانیسم توربو قدرتی معادل یك موتور تنفس طبیعی با حجم 4000 سی‌سی تولید می‌كند. پس قطعا موتور توربوشارژر 1800 سی‌سی بهتر است. زیرا هم وزن كمتر و هم مصرف سوخت كمتری دارد.»
دكتر کاکائی معتقد است طراحی موتورهای توربوشارژر در داخل كشور قابل رقابت با نمونه‌های خارجی است و مشكل را در نوسان كیفیت تولید می‌داند كه به اعتقاد او بخش عمده‌ای از این مشكل به كیفیت قطعاتی برمی‌گردد كه خودروسازها از قطعه‌سازها تحویل می‌گیرند. او می‌گوید: «مشكلی كه در بازار مشاهده می‌كنید نه به خاطر طراحی بد، بلكه به خاطر نوسان كیفیت بوده و به همین دلیل است كه خیلی‌ها ناراضی هستند.»

این كارشناس خودرو در مورد قیمت بالای خودروهای با پیشرانه توربوشارژر می‌گوید: «اكنون در دنیا برای موتورها پلتفرم تعریف می‌كنند و یك موتور در سه رده مختلف تولید می‌شود؛ موتورهای تنفس طبیعی، موتورهای توربوشارژر و موتورهای جی‌دی‌آی ( Gasoline Direct Injection) كه هركدام از این رده‌ها وقتی روی خودرو سوار می‌شود، باعث تفاوت قیمت با رده قبلی می‌شود. یك خودرو به عنوان خودروی پایه (رده اكونومی) كه برای اكثر مصرف‌كنندگان تولید می‌شود، خودروی با پیشرانه توربوشارژر كه معمولا امكانات بیشتری دارد و خودروی با موتور جی‌دی‌آی كه قاعدتا قابلیت‌های اضافه‌تری نسبت به رده‌های قبل‌تر دارد و هركدام دارای یك قیمت است.»

وی اضافه كرد: «چیزی كه الان در بازار می‌بینید، هجوم تبلیغاتی است. هجوم آدم‌هایی كه می‌خواهند پز بدهند. در تمام دنیا به این شكل است كه وقتی یك خودروی جدید با فناوری تازه به بازار می‌آید، عده‌ای آن را می‌خرند برای این‌كه پز بدهند!» به اعتقاد دكتر کاکائی، اختلاف قیمتی كه بین یك خودرو با موتور تنفس طبیعی و همان خودرو با موتور توربوشارژر در بازار وجود دارد به خاطر هیجانی است كه عده‌ای برای شتاب بیشتر این خودروها حاضرند بپردازند و لذتی كه از سواری آن می‌برند.

نگهداری از موتورهای توربوشارژر

موتور كم‌حجم توربو ایده‌ای هوشمندانه است؛ موتوری كه می‌تواند بسته به شرایط دو نوع رفتار و عملكرد متفاوت از خود نشان دهد. اما این قابلیت‌ها هزینه‌هایی به‌جز قیمت بیشتر پیشرانه نیز روی دست مالكانشان می‌گذارند كه همان مسأله سرویس و نگهداری توربوشارژر‌هاست زیرا خودروهای دارای پیشرانه توربوشارژر علاوه بر قیمت اولیه بالا، هزینه دائمی نگهداری و هزینه تعمیر بالایی نیز دارد كه طبیعی است زیرا موتور این نوع خودروها در شرایط سخت‌تری كار می‌كند. چند مورد را باید در نگهداری و تعمیر خودروهای دارای پیشرانه توربوشارژر درنظر داشته باشیم: در موتورهای توربوشارژر‌ به دلیل ورود هوای بیشتر، به مصرف بنزین بیشتر نیاز است. همچنین هوای ورودی به دلیل گرمای ناشی از توربین‌ها، از دمای بیشتری نسبت به خودروهای تنفس طبیعی برخوردار است. همین مسأله باعث می‌شود دمای مخلوط بنزین و هوای سیلندر بیشتر از حد طبیعی باشد. حالا تصور كنید در چنین حالتی اگر اكتان بنزین پایین باشد، چه اتفاقی می‌افتد؛ پایین‌بودن اكتان بنزین باعث می‌شود عملیات احتراق پیش از تراكم و بالاآمدن كامل سیلندر اتفاق بیفتد. این اتفاق به مرور، آسیب‌دیدگی جدی قطعات مختلف موتور را به دنبال خواهد داشت. بنابراین برای پیشرانه توربوشارژر باید حتما از بنزین با اكتان بالا استفاده كنیم. در كشور ما اكتان بنزین معمولی 87 و اكتان بنزین سوپر 95 است و باتوجه به این مسأله برای خودروهای دارای پیشرانه توربوشارژر باید از بنزین سوپر استفاده كرد.

با توجه به دمای بالای موتورهای توربوشارژر نسبت به موتورهای تنفس طبیعی و همچنین قدرت بالاترشان، استفاده از روغن مرغوب به‌طور اكید سفارش می‌شود. زیرا خود سامانه توبوشارژر با روغن موتور، روغن‌كاری می‌شود و از آنجا كه اجزای این نوع موتور از دقت بالایی برخوردار است، باید روغن استفاده شده حتما نوع مرغوب باشد.

از این محقق دانشكده مهندسی خودرو دانشگاه علم‌ و صنعت ایران پرسیدم آیا توصیه‌ای برای كسانی كه قصد خرید و استفاده از خودروهایی با پیشرانه توربوشارژر را دارد که در پاسخ گفت: «اولا بدانید موتور قوی به معنای این نیست كه شما باید همیشه از آن استفاده كنید. دقت كنید هرچقدر شتابدار رانندگی كنید، بیشتر به خودرو فشار وارد می‌شود و زودتر مستهلك می‌شود. ثانیا در صورت خرابی این نوع موتورها حتما به تعمیركار متخصص مراجعه كنید.» دكتر کاکائی در پایان به این نكته اشاره می‌كند كه امروزه تمام خودروهای مدرن برای تعمیر باید حتما به تعمیرگاه معتبر هدایت شوند كه البته لزوما منظور از تعمیركار متخصص و معتبر، نمایندگی خود خودروساز نیست.

2 رفتار متفاوت توربوشارژرها

موتور توربوشارژر دارای دو رفتار متفاوت است؛ اولین رفتار به زمانی اختصاص دارد كه راننده پدال گاز را آهسته و مختصر فشار می‌دهد و سامانه مدیریت موتور تشخیص می‌دهد كه به تولید حداكثر قدرت از سوی موتور نیاز نیست.

در چنین شرایطی توربوشارژر فعال نبوده و مانند موتور خودرویی با تنفس طبیعی عمل‌ می‌كند. دومین رفتار مختص زمانی است كه راننده پدال گاز را تا انتها فشار می‌دهد و بار زیادی روی موتور است.

در این شرایط، فشار وارده بر موتور زیاد شده و توربوشارژر فعال می‌شود در نتیجه سوخت بیشتری به موتور وارد می‌شود تا حداكثر قدرت و گشتاور حاصل شود. ولی نكته اینجاست كه در این ساز و كار سوخت بیشتری مصرف می‌شود؛ پس در این حالت خودروی شما به هیچ عنوان در مصرف سوخت صرفه‌جویی نمی‌كند.

مهدی یکه سادات - روزنامه جام جم