توربوشارژ، سوپرشارژر و تنفس طبیعی: تفاوت چیست؟

اگر تا به حال ویدئویی را تماشا کرده اید، مقاله ای خوانده اید، یا فقط به صحبت های یکی از علاقه مندان به اتومبیل در مورد اتومبیل گوش داده اید، احتمالاً قبلاً این اصطلاحات را شنیده اید: توربوشارژ، سوپرشارژر و تنفس طبیعی. با توجه به زمینه، احتمالاً می دانید که اینها ربطی به موتور دارند، و تنها با ارتعاشات، توربو و سوپرشارژر احتمالاً باعث می شود خودرو به نوعی سریعتر حرکت کند.

پس این کلمات واقعاً چه معنایی دارند؟ ما اینجا هستیم تا راز را فاش کنیم.

تنفس طبیعی

وقتی کسی از یک موتور گازسوز به عنوان “دمش طبیعی” یاد می کند، منظور آنها این است که هیچ توربوشارژر یا سوپرشارژر وجود ندارد (به هر حال، این دو مورد در مجموع به عنوان “القایی اجباری” شناخته می شوند). این است. تعریف عدم وجود القای اجباری است.

این به معنی مخلوط هوا و گاز است که باعث انفجارهای کوچک در داخل سیلندرها می شود. این باعث می شود که پیستون ها به سرعت به سمت بالا و پایین حرکت کنند (یا گاهی اوقات پهلو به پهلو) و میل لنگ بچرخد که چرخ ها را می چرخاند. این توضیحی در سطح بالا از نحوه عملکرد موتور گازسوز خودرو است.

به عبارت ساده تر: گاز و هوا منفجر می شود و باعث حرکت سیلندر می شود که باعث چرخش میل لنگ و حرکت خودرو به جلو می شود. و یک موتور تنفس طبیعی به موتوری اطلاق می شود که در آن مرحله ایجاد بوم توسط هیچ فن یا حیله ای مبتنی بر هوا کمک نمی شود.

وقتی کسی به موتور گازسوز به عنوان “دمش طبیعی” اشاره می کند، این به سادگی به این معنی است که توربوشارژر یا سوپرشارژر وجود ندارد. این است.

به عنوان یک سوارکار، آسپیراسیون طبیعی به طور کلی به معنای پاسخ “خطی” تر دریچه گاز است. این بدان معنی است که ارتباط بین عمق فرورفتن پای شما در پدال گاز و سرعت دور موتور مانند یک خط مستقیم است. با توربوها، این خط اغلب منحنی‌تر به نظر می‌رسد و تجربه رانندگی کمتر قابل پیش‌بینی و احتمالاً احساس ارگانیک کمتری را ایجاد می‌کند.

بزرگترین نقطه ضعف رانندگی NA، به خصوص در رایج ترین موتورهای با جابجایی کوچک، این است که باید به آنها سرعت زیادی بدهید تا آنها را به انجام هر کاری هیجان انگیز وادار کنید. این جذابیت‌های خاص خود را دارد، اما اگر تنها چیزی که از خودروی خود می‌خواهید سرعت خالص باشد، مصرف سوخت چندان بهینه و به طور کلی ایده‌آل نیست.

با این حال، در برخی از محافل علاقه‌مندان، خودروهای تنفس طبیعی به دلیل شخصیت و تصویر ناب‌ترشان بیشتر مورد احترام هستند. پخت و پز روی چدن را به جای فولاد ضد زنگ یا نچسب در نظر بگیرید. NA نیز این روزها در بین خودروهای جدید نادر است و قطعاً به آن ربطی دارد.

اگر خودروی شما مثلاً در سال 2012 ساخته شده بود و به طور خاص به عنوان یک نسخه توربوشارژر و سریعتر به بازار عرضه نشده بود، موتور شما به احتمال زیاد تنفس طبیعی است. اما در دهه گذشته، توربوشارژ به طور انبوهی فراگیر شده است.

توربوشارژر

موتور سه سیلندر توربوشارژ تویوتا GR کرولا

عکس: تویوتا

توربوشارژر قطعه ای فیزیکی است که شبیه حلزون فلزی با یک فن در داخل آن است. گازهای خروجی را مصرف می کند که در غیر این صورت بدون تشریفات خارج می شوند و از آنها برای چرخاندن پنکه ای به نام چرخ توربین استفاده می کند که به نوبه خود فن دومی به نام چرخ کمپرسور را می چرخاند.

چرخ کمپرسور هوای محیط را از خارج می مکد و آن را به قسمت در حال سوختن هسته موتور پمپ می کند. این منجر به هوای متراکم تر می شود که منجر به انفجارهای شدیدتر و در نتیجه قدرت بیشتر می شود. به طور خلاصه، یک موتور توربوشارژ با استفاده از گازهای خروجی خود هوای بیشتری را به داخل خود پمپ می کند و خروجی متراکم تری ایجاد می کند.

یکی از ویژگی‌های کلیدی توربوشارژر (و نقطه فروش، بسته به اینکه از چه کسی می‌پرسید) صدای سوت متمایزی است که هنگام تقویت بوست ایجاد می‌شود و صدای «پش‌هه» که وقتی پای خود را از روی دریچه دریچه گاز خارج می‌کنید به‌وجود می‌آید زیرا تمام هوای فشرده (در صورت وجود) از دمنده خارج می‌شود. به هر حال، “توربوهای دوقلو” یا “بی توربو” به موتوری با دو توربو بر روی آن اطلاق می شود. هنگامی که به ماه آبی بوگاتی می رسید، ممکن است حتی با اصطلاح “کواد توربو” برخورد کنید. یعنی بله، چهار توربو.

بخش مهم این است که توربوها از نظر تئوری به خودروسازان اجازه می‌دهند تا خودروهای جدیدی بسازند که به همان اندازه قدرتمند یا حتی قدرتمندتر از خودروهای قدیمی خود هستند، در حالی که استانداردهای صرفه جویی در مصرف سوخت را نیز رعایت می‌کنند. هنگامی که در حد معقول یا مهمتر از همه در طول چرخه آزمایش EPA کار می کند، یک موتور توربو با جابجایی کوچکتر از یک موتور تنفس طبیعی مشابه اما بزرگتر کارآمدتر خواهد بود. اما آنها را سخت تر سوار کنید و مسافت پیموده شده شما تغییر خواهد کرد.

[A turbocharger] گازهای خروجی را مصرف می کند که در غیر این صورت بدون تشریفات خارج می شوند و از آنها برای چرخاندن پنکه ای به نام چرخ توربین استفاده می کند که به نوبه خود فن دومی به نام چرخ کمپرسور را می چرخاند.

به عنوان ماشین های رانندگی، ماشین های توربوشارژ اولیه تا حد زیادی با چیزی به نام “تأخیر توربو” مشخص می شدند. توربوشارژرهای قدیمی مدتی طول می کشد تا وارد شوند، و قبل از آن، موتور نسبتاً بی روده به نظر می رسید. اما هنگامی که بوست ایجاد شد، گشتاور به سرعت افزایش یافت. این افزایش ناگهانی گشتاور در بهترین حالت قطبی‌کننده بود، در گذشته نمایشی بود و اگر با خودمان صادق بودیم، در میانه‌ی گوشه کمی ترسناک بود.

اما خودروهای مدرن توربوشارژ تقریبا برعکس هستند. به لطف پیشرفت هایی مانند توربوهای کوچکتر با چرخش سریعتر، تزریق مستقیم سوخت، و شاید حتی توربوهایی که دور یک موتور الکتریکی هیبریدی پیچیده شده اند، گشتاور بلافاصله وارد می شود و همانجا باقی می ماند. اندک تا بدون تاخیر، بدون سنبله، بدون شگفتی. این منجر به یک شخصیت رانندگی شایسته بدون توجه به جایی که در محدوده دور هستید – گام بردارید و آن را کنار بگذارید – اما کمی کسل کننده است.

سایر مصالحه ها شامل افزایش هزینه تولید و کاهش قابلیت اطمینان است که در پیچیده کردن هر چیزی ذاتی است. البته توربوهای مدرن هر روز ارزان‌تر و قوی‌تر می‌شوند، زیرا مقیاس اینطوری کار می‌کند. اما اگر همه چیز برابر باشد، می‌توانید انتظار داشته باشید که موتوری با قطعات بیشتر، گرمای بیشتر، فشار بیشتر و نقاط خرابی بیشتر، خرید و نگهداری آن گران‌تر از موتوری باشد که اینطور نیست.

با این حال، توربوشارژ در حال حاضر اساساً در بین وسایل نقلیه جدید همه جا وجود دارد، چه از سوپراسپرت های کم پیچ، چه پیکاپ های فول سایز یا هاچ بک های اقتصادی کوچک صحبت کنید. در سال 2026، موتور چهار سیلندر توربوشارژ به موتور استاندارد خودروهای معمولی تبدیل می شود.

سوپرشارژر

موتور V8 سوپرشارژ فورد موستانگ GTD

به هر حال، اگرچه سوپرشارژرها به اندازه توربوشارژرها رایج نیستند، اما برای یک هدف مشابه کار می کنند: دریافت قدرت بیشتر با فشار دادن هوای بیشتر به داخل موتور. با این حال، روند این ماموریت بیشتر ماهیتی مکانیکی دارد.

تا حدودی مانند توربوها، سوپرشارژرها (بعضی آنها را “دمنده” می نامند) هوای محیط را از بیرون می گیرند و برای احتراق شدیدتر به داخل موتور می مکند. با این حال، به جای چرخش گازهای خروجی، از یک سیستم قرقره متصل به میل لنگ موتور استفاده می شود. به عبارت دیگر، موتور نه تنها چرخ‌های خودرو را می‌چرخاند، بلکه مکانیسمی را که مسئول تغذیه هوای بیشتر به آن است نیز می‌چرخاند. به این مکانیسم سوپرشارژ می گویند.

سه نوع اصلی سوپرشارژر وجود دارد: رادیکال، دو پیچی و گریز از مرکز. تفاوت بین آنها عمدتاً در نحوه حرکت و فشرده سازی هوای ورودی به داخل است. روت ها و پیچ های دوقلو هر دو از یک جفت روتور مشبک و بلند استفاده می کنند که در کنار هم می چرخند. سیستم دو مارپیچ در واقع یک نوع شیک‌تر از ریشه‌ها است که هوا را از داخل فشرده می‌کند و باعث کارآمدتر شدن و خنک‌تر ماندن آن می‌شود.

در همین حال، سانتریفیوژ از یک فن کمپرسور توربو مانند به نام پروانه استفاده می کند. صرف نظر از روش تراکم، مشخصه تعیین کننده سوپرشارژر این است که قطعات دوار توسط خود موتور از طریق تسمه ها و قرقره ها به حرکت در می آیند، نه گازهای خروجی.

سوپرشارژرها هوای محیط را از بیرون می گیرند و برای احتراق شدیدتر به داخل موتور می مکند. با این حال، به جای چرخش گازهای خروجی، از یک سیستم قرقره متصل به میل لنگ موتور استفاده می شود.

از آنجا که سوپرشارژرها توسط حرکت موتور به جای ستون های پایین دست هدایت می شوند، تقویت اضافی آنها تقریباً آنی است. این به معنای رانش بیشتر بدون توجه به سرعت موتور است. ریشه ها و فن های دو مارپیچ شکل منحنی گشتاور موتور تنفس طبیعی را زیاد تغییر نمی دهند، فقط آن را در رتبه بالاتری در نمودار قرار می دهند.

از آنجایی که سوپرشارژرها از موتور برای تامین انرژی خود استفاده می کنند، بزرگترین اخطار آنها مصرف سوخت بدتر است. این از دست دادن انگلی به این معنی است که سوپرشارژرها همه به کارایی هستند، نه کارایی.

اما متمایزترین ویژگی رانندگی سوپرشارژر ممکن است صدایی باشد که تولید می کنند. این یک ناله بلند است که برای هر کسی که صدای پرواز دوج هلکت را شنیده باشد آشنا خواهد بود. این صدایی بسیار مکانیکی، ابتدایی و نامتعادل مرزی است و دلیل بزرگی برای محبوبیت آن در میان انواع خودروهای عضلانی آمریکایی و عضلانی مجاور است.

به عنوان مثال، آیا چیزی را می‌شناسید که به طور نگران‌کننده‌ای از کاپوت شارژر دومینیک تورتو بیرون می‌آید، با سه دریچه هوا و یک سیستم قرقره که به بیرون نگاه می‌کند؟ این یک سوپر شارژر است.