ظهور و سقوط سوپرشارژر

ماشینی که تبدیل به سوپرشارژر شد، چندین دهه قبل از خودروهای احتراق داخلی عملی است. Roots Blower که توسط برادران فیلاندر و فرانسیس روتس ساخته شد، در تلاش برای ساخت یک چرخ آبی بهتر متولد شد. برادران مکانیزمی متشکل از دو پروانه لوب دار ساختند که در جهات مخالف به هم متصل می شوند و می چرخند. داستان از این قرار است که در حالی که آنها در حال آزمایش دستگاه بودند، کلاه یک نفر از بین رفت و آنها به طور تصادفی متوجه شدند که کار بسیار خوبی در جابجایی هوا انجام داده اند.

Roots Blower در سال 1860 ثبت اختراع شد و نقشه های اصلی منتسب به فیلاندر پروانه های دو، سه و چهار لوبی را نشان می دهد، اما اصول بدون توجه به آن یکسان است.

سیال کم فشار (مانند هوا) در یک انتها وارد می شود و چرخش دو پروانه سیال را از انتهای دیگر خارج می کند و فشار داخل سیستم را افزایش می دهد. چرخش پروانه ها تضمین می کند که هیچ مایعی در جهت دیگر خارج نمی شود. در ابتدا، این دمنده در کوره های بلند، بعدها برای تهویه شفت معادن و حتی در اولین سیستم متروی شهر نیویورک مورد استفاده قرار گرفت.

کورکی بل در کتابش سوپرشارژ شده! او می نویسد که در دهه 1870، مخترع آلمانی هنریش کریگار، کمپرسور هوای دو روتور خود را طراحی کرد. کریگار به جای استفاده از پروانه دو لوب، از دو پیچ استفاده کرد، یکی با رزوه مقعر و دیگری با رزوه محدب.

جای تعجب نیست که هیچ یک از آنها با خودروها یا حتی موتورهای احتراق داخلی طراحی نشده بودند. اما به زودی مهندسان به پتانسیل خود پی بردند. رودولف دیزل در اواخر دهه 1890 از سوپرشارژرهای نوع Roots در موتورهای احتراق تراکمی خود استفاده کرد و در اوایل قرن، مهندسان مختلف اولین موتورهای گازی چهار زمانه دمنده را ساختند. مطابق ورزش های موتوریلویی رنو – بله، آن رنو – در سال 1902 دستگاهی را به ثبت رساند که هوای بیشتری را به کاربراتور می‌داد و در سال 1908، لی چادویک، مسابقه‌دهنده آمریکایی، با یک خودروی سوپرشارژ گریز از مرکز، برنده تپه‌نوردی شد.

مزایای سوپرشارژ در آن زمان مانند الان بود. اگر هوای بیشتری را وارد محفظه احتراق کنید، می توانید قدرت بیشتری دریافت کنید. و آنها بر اساس همان اصول سوپرشارژرهای امروزی کار می کردند. تسمه ای که از موتور خارج شده بود، کمپرسور سوپرشارژر را می چرخاند.

شاسی رول مرسدس 10/40 اسب بخار.

در حالی که مهندسان خودرو در اوایل قرن بیستم به آزمایش سوپرشارژرها ادامه دادند، وقوع جنگ جهانی اول توسعه آنها را تسریع کرد. بی‌ام‌و که برای دهه‌های آینده سابقه‌ای ایجاد کرده بود، موتورهای شش‌گانه‌ی تنفس طبیعی را ترجیح می‌داد، اما مرسدس از سوپرشارژرهای نوع Roots در موتورهای خود استفاده می‌کرد. پس از جنگ، مرسدس اولین خودروهای جاده ای سوپرشارژ را به تولید رساند، یعنی 6/25 اسب بخار و 10/40 اسب بخار.

یکی از مهندسان جنرال موتورز در مجله SAE در سال 1926 مرسدس بنز را اینگونه توصیف کرد:

تحلیل و مقایسه منحنی‌های قدرت نشان می‌دهد که شتاب 10 مایل در ساعت به 30 مایل در ساعت با سوپرشارژر بسیار سریع‌تر است، حداکثر سرعت در هر دو دنده بالا و متوسط ​​از 40 درصد به 50 درصد افزایش می‌یابد، ویژگی‌های یک موتور بدون سوپرشارژ را دارد و موتور سوپرشارژ موتور کم سرعت، موتورهای پرسرعت، اندازه منیفولدها و سوپاپ ها کاهش می یابد، سوپرشارژر بازده حجمی تقریباً 100 درصد را در حداکثر دور موتور حفظ می کند و قدرت مورد نیاز برای به حرکت درآوردن سوپرشارژر برآورد می شود. 10.1 اسب بخار.”

نزدیک به یک قرن پیش، مزایای موتور سوپرشارژ آشکار بود، اما از دست دادن انگلی نیز یکی از اشکالات اصلی آن بود. از آنجایی که تسمه، زنجیر یا چرخ دنده از موتور رانده می شود، سوپرشارژر همیشه اصطکاک روی موتور ایجاد می کند. این مشکلی نیست، اگرچه در توربوشارژر گاز اگزوز تاخیر وجود دارد. با این حال، چندین دهه می‌گذرد تا اینکه توربوشارژ به یک راه‌حل مناسب برای موتورهای خودرو تبدیل شود، بنابراین سوپرشارژر وسیله افزایش قدرت انتخابی بود.

تیم بیرکین در بنتلی بلوور در بروکلندز است.

پس از مرسدس بنز، سوپرشارژرها در انواع خودروهای رده بالای ورزشی، مسابقه ای و توری ظاهر شدند. در اروپا بوگاتی، آلفارومئو، آبورن، کورد و شاید مشهورترین آنها بنتلی بودند. بنتلی بلوور هرگز برنده لمانز نشد و بنیانگذار شرکت WO Bentley از این خودرو متنفر بود. با این حال، دمنده به یک نماد تبدیل شده است، با سوپرشارژر از نوع ریشه ای که در جلوی جلوپنجره رادیاتور قرار دارد. همچنین در دهه 1930، مخترع سوئدی آلف لیشولم، کمپرسور هوای دو پیچ هنریش کراگار را به یک سوپرشارژر تبدیل کرد.

سپس خودروهای جایزه بزرگ آلمان نازی از Auto Union و مرسدس بنز آمدند که از سوپرشارژ برای تولید اسب بخار عظیم استفاده می کردند. طبیعتا این فناوری در جنگ جهانی دوم مورد استفاده قرار گرفت. این هواپیما نقش بزرگی در جنگ جهانی دوم ایفا کرد و طبق یادداشت‌های موزه هوانوردی پرل هاربر، همه هواپیماهای جنگنده به القای اجباری متکی بودند. حتی در آن زمان، مهندسان در مورد مزایای توربوشارژر نسبت به سوپرشارژر می دانستند، اما علم مواد آن زمان در حد کار نبود. بنابراین شارژ بیش از حد انجام شد.

پس از جنگ جهانی دوم، سوپرشارژ تقریباً به طور کامل از خودروهای تولیدی جاده ناپدید شد. در مسابقات جایزه بزرگ، قوانین فرمول یک عملاً سوپرشارژ را در سال 1954 ممنوع کرد و حجم موتورهای القایی اجباری را تنها به 750 سی سی محدود کرد. اما سوپرشارژر نمرده بود. مسابقات اتومبیلرانی کالیفرنیا از دمنده های Roots برای بدست آوردن قدرت بزرگ از فوردهای Flathead و Chevy های بلوک کوچک خود استفاده کردند. شرکت‌هایی مانند جادسون و پکستون نیز کیت‌های سوپرشارژر گریز از مرکز را برای انواع خودروها، از بیتل گرفته تا موستانگ، تولید کردند.

اما به جز چند استثنا (به عنوان مثال Studebaker Avanti)، خودروسازان تا چند دهه بعد شروع به ارائه خودروهای سوپرشارژ کارخانه در مقیاس بزرگ نکردند. خودروساز ایتالیایی لانچیا که همیشه کارها را متفاوت انجام می داد، بتا وولومکس را در سال 1983 راه اندازی کرد. این احتمالاً اولین OEM بزرگی بود که دوباره سوپرشارژ را پذیرفت. این سوپرشارژر از نوع Roots برای ارائه 6 PSI افزایش استفاده کرد. این اساسا برای ارائه عملکرد بهتر در سرعت پایین و متوسط ​​برای موتوری با میل بادامک تهاجمی با هدف دورهای بالا بود. چند سال بعد تویوتا MR2 Supercharged با استفاده از فن روتز عرضه شد. Car and Driver اشاره کرد که در آزمایش جاده ای در سال 1988 عملکرد آن با پورشه 944S بسیار گرانتر و موتور بزرگتر مطابقت داشت.

در اواخر دهه 1980، فورد تاندربرد سوپر کوپه نیز وجود داشت که یک دمنده Roots را به اسکس V-6 طولانی مدت فورد اضافه کرد و فولکس واگن سوپرشارژر خود را معرفی کرد. دمنده فولکس‌واگن که G-Lader نامیده می‌شود، از دو اسکرول مارپیچی شکل، یکی ثابت و دیگری چرخاننده روی یک محور غیرعادی، برای ایجاد فشار تقویتی استفاده کرد. این یک ایده جدید بود که در تئوری کارآمدتر بود اما غیرقابل اعتماد بود، بنابراین VW آن را به نفع موتور VR-6 تنفس طبیعی حذف کرد.

حتی خودروهای سوپرشارژ بیشتری در دهه 1990 ظاهر شدند. جگوار و استون مارتین به‌واسطه پروکسی، شش‌های درون‌خط سوپرشارژ را معرفی کردند و مرسدس بنز با SLK Kompressor به حوزه‌ی تخصصی قدیمی بازگشت. در همین حال، سوپرشارژرها به عنوان یک راه حل پس از فروش در همه چیز، از میاتاس گرفته تا کوروت، به طور فزاینده ای محبوب شدند.

در آغاز هزاره، فورد به شدت وارد سوپرشارژ شد. F-150 SVT لایتنینگ منفجر شده برای اولین بار در سال 1999 و پس از آن ترمیناتور موستانگ وارد بازار شد. بخش SVT فورد حداقل تا حدی در پاسخ به بحث بر سر کبرا 1999، یک دمنده از نوع Eaton M112 Roots و سرهای چهار سوپاپ را در موستانگ کبرا 2003 نصب کرد و هیولایی 390 اسب بخاری ایجاد کرد. یک سال بعد، V-8 منفجر شده فورد در وسط ابرخودروی GT ظاهر شد و درهای خونین فراری F430 و هر وسیله نقلیه دیگری را با قدرت 550 اسب بخاری خود منفجر کرد.

برای این کاربردهای با کارایی بالا، سوپرشارژ منطقی بود. پاسخ موتور باورنکردنی در تمام سرعت های موتور و قدرت بسیار بیشتر برای یک جابجایی مشخص دریافت می کنید. و فقط فورد نبود. جگوار V-8 را تقویت کرد (که فورد هزینه آن را پرداخت کرد) و مرسدس با سوپرشارژرهای دو پیچ برای مدل های مختلف AMG عرضه شد.

جنرال موتورز سرانجام در سال 2009 با کوروت ZR-1 و LS9 638 اسب بخاری و همچنین LSA مشابه مورد استفاده در کادیلاک CTS-V و کامارو ZR-1 وارد میدان شد. جنگ اسب بخاری به خوبی و واقعاً در جریان بود، و فورد چند سال بعد با نام تداعی کننده «ترینیتی»، یک گزینه اتمی در صورت وجود، به عقب حمله کرد. در شلبی GT500 2013، این 5.8 لیتری V-8 از یک سوپرشارژر Eaton دو پیچ با قدرت 662 اسب بخار و 631 پوند فوت استفاده می کرد. سپس دو سال بعد Hellcat آمد.

دوج 6.2 لیتری سوپرشارژ V-8 در سال 2014 با قدرت 707 اسب بخار معرفی شد. علاقه مندان به خودرو عقل خود را از دست داده اند. از یک ماشین عضلانی آمریکایی با بیش از هفتصد اسب بخار، که از یک فروشنده محلی با گارانتی بسیار کمتر از 100000 دلار در دسترس است. سپس دوج موتور را اساساً در همه چیز قرار داد و جنرال موتورز و فورد با V-8های سوپرشارژر 700 اسب بخاری خود پاسخ دادند.

اما اینها هیولاهایی جلوتر از زمان خود بودند. دلیلی وجود دارد که شما سوپرشارژرها را در خودروهای با عملکرد بالا نمی بینید، و در واقع هیچ جای دیگری. یک توربوشارژر اساساً همان کار سوپرشارژر را انجام می دهد، بدون اینکه به مصرف سوخت آسیب برساند. البته، اگر شما یک موتور توربوشارژر را با حداکثر توان تمام مدت کار کنید، سوخت زیادی مصرف می کند. اما به غیر از تقویت، یک نقطه ضعف بزرگ برای داشتن توربوشارژر وجود ندارد. یک سوپرشارژر همیشه موتور را تخلیه می کند، حتی در حالت آرام. ممکن است علاقه مندان به این موضوع اهمیتی ندهند، اما قانونگذاران مطمئناً به این موضوع اهمیت می دهند.

V-8 سوپرشارژ جنرال موتورز در کادیلاک CT5-V بلک‌وینگ زنده می‌ماند، اما از آنجایی که کوروت ZR-1 بعدی احتمالاً توربوشارژ خواهد بود، دیگر نمی‌سازد. فورد متعهد شده است که از V-8 در موستانگ استفاده کند و موتور دمیده آن در GTD آینده استفاده خواهد شد. جگوار لندرور به تدریج V-8 سوپرشارژ قدیمی خود را با یک موتور توئین توربو که از BMW تهیه شده است جایگزین می کند. ولوو دارای یک موتور چهار سیلندر توربوشارژ و سوپرشارژر است، اما این شرکت در حال روی آوردن به موتور تمام الکتریکی است. مزدا از یک سوپرشارژر کلاچ برای ایجاد مخلوطی از هوا و سوخت در موتور نوآورانه SkyActiv-X خود استفاده می کند، اما این یک بن بست تکنولوژیکی به نظر می رسد. و دوج سال گذشته هلکت را بازنشسته کرد.

مزایای توربوشارژ نسبت به سوپرشارژ چیز جدیدی نیست. فقط این است که سوپرشارژ تکنولوژی مناسب برای نقاط و مکان های مختلف در تاریخ بود. سوپرشارژر در زمان‌ها و مکان‌هایی خانه پیدا کرده است که مصرف سوخت مشکلی ندارد. اما در این مرحله، احتمالاً این به علاقه مندان و بازارهای پس از فروش بستگی دارد که سوپرشارژر را به کار خود ادامه دهند. آیا 200 سالگی خود را جشن می گیرد؟