تفاوت های سوپر شارژر و توربو شارژر

وقتی صحبت از قطعات اتومبیل می شود، اصولاً با اصطلاحات فنی زیادی روبرو خواهیم شد که می توانند بسیار گیج کننده باشند. بسیاری از مواردی که در خصوص یک خودرو تبلیغ می شود ممکن است بسیار وسوسه انگیز و جذاب به نظر برسند، اما ممکن است در واقع این موارد واقعاً آن چیزی نباشند که شما می خواهید در خودروی شما وجود داشته باشد. بنابر این، اگر از تفاوت های میان اجزای مختلف یک خودرو مطلع باشید، می توانید تصمیم بهتر و آگاهانه تری هنگام خرید یک خودرو اتخاذ کنید. سوپرشارژر و توربوشارژر دو اصطلاحی هستند که مسلماً بارها و بارها با آنها مواجه شده اید. اگر علاقه دارید با تفاوت های میان این دو آشنا شوید، حتماً این متن را مطالعه کنید.

 

سوپرشارژر و توربوشارژر هر دو با قدرت یک موتور مرتبط هستند و روی آن تاثیر می گذارند. توربوشارژر و سوپرشارژر را اصطلاحاً سیستم های القای اجباری (forced induction) می گویند و زمانی که قرار است هوای ورودی به یک موتور فشاری بیشتر از فشارِ اتمسفر داشته باشد، از آنها استفاده می کنند. این بدین معنی است که هر دوی آنها هوای ورودی به موتور را فشرده می کنند که در نتیجه باعث افزایش قدرت تولیدی موتور می شود. این فشرده سازی هوا می تواند قدرت موتور را به میزان قابل توجهی افزایش دهد که برخی اوقات این میزان افزایش به 50 درصد هم می رسد. یکی از تفاوت های اساسی میان توربوشارژر و سوپرشارژر مربوط به منبع تغذیه آنها می شود.

 

انرژی لازم برای یک توربوشارژر توسط جریان دود خروجی موتور تامین می شود. در واقع دود خروجی موتور از یک توربین عبور می کند که این توربین خود باعث چرخشِ کمپرسور می شود. سرعت چرخش این توربین می تواند به 15,000 دور در دقیقه نیز برسد. البته کمی طول می کشد تا توربین بتواند بوست ایجاد کند، بنابر این زمانی که توربوشارژر وارد عمل می شود، شاهد حرکتی ناگهانی به سمت جلو خواهیم بود. اندازه توربوشارژر نیز مهم است و توربوشارژرهای کوچک می توانند در زمانی کوتاه تر، بوست بیشتری ایجاد کنند. موتورهایی که به توربوشارژر مجهز نیستند در ارتفاع های زیاد با مشکل مواجه می شوند، در صورتی که موتورهای توربو در چنین شرایطی عملکرد بهتری دارند. دلیل این موضوع این است که در ارتفاع های زیاد، تراکم هوا کمتر است و این باعث می شود موتورهای معمولی هوای کمتری دریافت کنند. به دلیل اینکه توربوشارژر هوای ورودی به موتور را فشرده می کند، در ارتفاع های بالا که تراکم هوا کمتر است با مشکل کمتری مواجه خواهد بود و افتِ قدرتِ موتورهای توربو نسبت به موتورهای معمولی در چنین شرایطی کمتر خواهد بود.

 

اما منبع تغذیه سوپرشارژر با توربوشارژر متفاوت است و انژری مورد نیاز برای سوپرشارژر توسط تسمه ای که مستقیماً به موتور متصل است تامین می شود. سوپرشارژر هوایی که فشار اتمسفر دارد را فشرده می کند و آن را با فشار به داخل موتور می فرستد که همین سببِ ایجاد بوست می شود. غالباً در موتورهای 8 سیلندرِ V شکل با حجمِ بالا شاهد سوپرشارژر هستیم که قطعاً این موضوع سبب می شود موتور ذکر شده بتواند قدرت قابل توجهی تولید کند. وجود سوپرشارژر در یک موتور می تواند باعث افزایش قدرت تا 46 درصد شود، چرا که هوای بیشتر اجازه می دهد سوخت بیشتری نیز به آن اضافه شود. همانند یک توربوشارژر، سوپرشارژر هم در ارتفاع های زیاد عملکرد خوبی از خود نشان می دهد.

 

 

 

اگر به تفاوت های میان سوپرشارژر و توربوشارژر دقت کنید، خواهید دید که نیروی مورد نیاز برای سوپرشارژر توسط میل لنگ فراهم می شود در صورتی که انرژی لازم برای توربوشارژر از گازهای خروجی موتور که ناشی از احتراق هستند تامین می شود. اما نکته جالب این است که سرعت چرخش سوپرشارژر به 50,000 دور در دقیقه می رسد که از 3 برابرِ حداکثر سرعت چرخش توربوشارژر هم بیشتر است. سوپرشارژر و توربوشارژر هر دو قدرت قابل توجهی تولید می کنند، اما سوپرشارژر همانند توربوشارژر دریچه تخلیه یا Wastegate ندارد (دریچه تخلیه سوپاپی است که در موتورهای مجهز به توربوشارژر، گازهای خروجی را از توربینِ توربوشارژر دور می کند)، بنابر این آلایندگی ایجاد می کند. توربوشارژر به دلیل سیستمی که به منظور تاثیر روی میزان آلایندگی در آن تعبیه شده، میزان آلایندگی کربن را کاهش می دهد. همچنین دمای توربوشارژر می تواند بسیار بالا رود و به همین دلیل توربوشارژر باید به خوبی عایق بندی شود.

اما اینکه بخواهیم بگوییم توربوشارژر بهتر است یا سوپرشارژر، بستگی به خودروی مورد نظر دارد. اما در کل توربوشارژر باعث می شود راندمان موتور از جهات مختلفی بیشتر شود که از این نظر به سوپرشارژر برتری دارد. درست است که سوپرشارژر می تواند در دورهای پایین بوستِ قابل قبولی ایجاد کند، ولی در عوض باری اضافه بر روی موتور قرار می دهد. دلیل اینکه در اروپا بیشتر از توربوشارژر استفاده می شود این است که موتورها حجم کمی دارند و به صورت استاندارد 4 سیلندر هستند. سوپرشارژر می تواند در دور موتور پایین تری نسبت به توربوشارژر بوست ایجاد کند، در صورتی که توربوشارژر بهترین عملکردش را در دور موتورهای بالا از خود نشان می دهد. توربوشارژر نسبت به سوپرشارژر صدای کمتری تولید می کند، اما در عوض سوپرشارژر دوام بیشتری داشته و بیشتر قابل اطمینان است. نگهداری از سوپرشارژر راحت تر از توربوشارژر است، چرا که توربوشارژر از نظر فنی پیچیده تر است. درست است که عملکرد سوپرشارژر در دورهای پایین از توربوشارژر بهتر است، اما نوعی از توربوشارژر به نام توربوشارژر برقی وجود دارد که به یک موتور برقی مجهز است. تا زمانی که جریان گاز خروجی موتور به میزان کافی برسد، این موتور در دورهای پایین توربینِ توربوشارژر را به چرخش در می آورد. این دقیقاً همان راه حلی است که در اتومبیل های فرمول یک برای رفع مشکل توربو لَگ به کار برده می شود. اما اگر در نهایت نمی توانید بین سوپرشارژر و توربوشارژر یکی را انتخاب کنید، می توانید هر دوی آنها را در یک موتور داشته باشید که به این نوع موتورها، توئین شارژر (twin charger) گویند.

 

در واقع سوپرشارژر و توربوشارژر هر کدام مزایا و معایب مخصوص به خود را دارند. استفاده از سوپرشارژر و توربوشارژر در یک خودرو می تواند ایده خوبی باشد چرا که سوپرشارژر می تواند در دور موتورهای پایین بوست ایجاد کرده و توربوشارژر در دور موتورهای بالا باعث ایجاد قدرت شود. در حقیقت فولکس واگن همین ایده را عملی کرده است. اما مشکل اینجاست که موتورهایی که هم به توربوشارژر و هم به سوپرشارژر مجهز هستند علاوه بر قیمت بالا، فقط با بنزین سوپر کار می کنند. با این حساب نمی توان به طور قطعی گفت کدامیک بهتر است، اما باید بدانید هزینه مجهز کردنِ یک خودرو به توربوشارژر یا سوپرشارژر تقریباً یکسان است، بنابر این از نظر هزینه هیچ کدام برتری نسبت به دیگری ندارد. اما در حالت کلی می توان گفت برای یک خودروی معمولی سوپرشارژر بهتر از توربوشارژر است، چرا که نصب آن آسانتر بوده و تقویت کردنِ موتورهای مجهز به سوپرشارژر نیز راحت تر است. توربوشارژر در برخی بازارها جایگاه خاص خودش را دارد و در مجموع نسبت به یک سوپرشارژر راندمان بیشتری دارد، چرا که سوپرشارژر برای کار کردن نیاز به نیروی موتور دارد، اما انرژی مورد نیاز برای توربوشارژر توسط گازهای خروجی موتور تامین می شود. حالا که با تفاوت های سوپرشارژر و توربوشارژر آشنا شدید، می توانید هنگام خرید یک خودرو بهتر و آگاهانه تر تصمیم گیری کنید.

 

در خاتمه مزایا و معایب سوپرشارژر و توربوشارژر را به صورت جداگانه بیان می کنیم.

 

مزایای توربوشارژر:

 

·       افزایش قابل توجه قدرت موتور

 

·       سبب می شود موتوری کوچک بتواند قدرتی تولید کند که نسبت به حجم موتور ذکر شده بالا باشد

 

·       باعث کاهش مصرف سوخت می شود

 

·       توربوشارژر مستقیماً به موتور متصل نبوده و انرژی مورد نیازش را از گازهای خروجی موتور می گیرد، در صورتی که در موتورهای تنفس طبیعی و موتورهای مجهز به سوپرشارژر این انرژی تلف می شود، بنابر این راندمان موتورهای مجهز به توربوشارژر بیشتر است

 

·       قسمت هایی در آن وجود دارد که روی آلایندگی تاثیر گذاشته و سبب می شود میزان آلایندگی کربن کاهش یابد

 

معایب توربوشارژر:

 

·       توربو لَگ: در توربوشارژرها (مخصوصاً توربوشارژرهای بزرگ) زمانی طول می کشد تا سرعت چرخش توربینِ توربوشارژر به حدی برسد تا بتواند بوستِ قابل توجهی تولید کند که این موضوع سببِ ایجاد تاخیر توربو یا همان توربو لَگ می شود

 

·       آستانه بوست: در توربوشارژرهای معمولی، ابعاد توربوشارژر طوری است که فقط در محدوده خاصی از دور موتور که میزانِ گازِ خروجی به حد کافی باشد می تواند بوستِ اضافه برای موتور ایجاد کند. بنابر این معمولاً توربوشارژرها نسبت به سوپرشارژرها در محدوده کوچکتری از دور موتور عمل می کنند

 

·       در برخی از توربوشارژرها (مخصوصاً آنهایی که ابعاد بزرگتری دارند)، رسیدن به آستانه بوست می تواند باعث افزایش قدرتِ نسبتاً لحظه ای و آنی شود، که می تواند باعث کاهش چسبندگی لاستیک ها با سطح مسیر و یا کاهش پایداری خودرو شود

 

·       توربوشارژرها دمای بسیار بالایی دارند و غالباً از روغن موتور خودرو استفاده می کنند. همین باعث می شود به لوله های بیشتری نیاز باشد و همچنین فشار روی روغن موتور نیز بیشتر باشد. اما سوپرشارژرها غالباً برای روغن کاری به روغن موتور احتیاجی ندارند

 

مزایای سوپرشارژر:

 

·       اضافه کردنِ سوپرشارژر به هر موتوری می تواند راه حلی سریع برای افزایش قدرت باشد

 

·       بزرگترین مزیتی که سوپرشارژر نسبت به توربوشارژر دارد، عدم وجود تاخیر یا همان لَگ است. قدرت ایجاد شده بدون وقفه در دسترس خواهد بود، چرا که سوپرشارژر انرژی مورد نیازش را از میل لنگ دریافت می کند

 

·       بر خلاف توربوشارژر، سوپرشارژر می تواند در دورهای پایین هم بوست و قدرت مناسبی تولید کند

 

·       با استفاده از سوپرشارژر می توانید با هزینه ای مناسب، قدرت موتور خودرویتان را افزایش دهید

 

معایب سوپرشارژر:

 

·       راندمان پایین تر نسبت به توربوشارژر: بزرگترین عیب سوپرشارژر نسبت به توربوشارژر این است که برای ایجاد قدرت اضافی برای موتور، از قدرت موتور استفاده می کند. در واقع سوپرشارژر توسط تسمه ای به میل لنگ متصل می شود و انرژی مورد نیازش را از این طریق بدست می آورد، بنابر این می توان گفت در موتورهای مجهز به سوپرشارژر، یک پمپ هوا با استفاده از یک پمپ هوای دیگر کار می کند. به همین دلیل، راندمان سوپرشارژر نسبت به توربوشارژر به میزان قابل توجهی کمتر است

 

·       در موتورهای مجهز به توربوشارژر یا سوپرشارژر، قطعات داخلی موتور در معرض فشار و دمای بیشتری قرار خواهند گرفت که مسلماً این موضوع روی دوام و عمر موتور تاثیر منفی خواهد گذاشت. بهتر است در ساخت یک موتور این موضوع در نظر گرفته شود و موتور از پایه طوری ساخته شود تا بتواند فشارهای ناشی از سوپرشارژر یا توربوشارژر را تحمل کند

 

·       همانند توربوشارژر دریچه تخلیه یا Wastegate ندارد، بنابر این سوپرشارژر آلایندگی ایجاد می کند

 

 

 

منابع: وب سایت پرو کار مکانیکز (procarmechanics.com)، مرکزی تخصصی در زمینه فروش و تعمیرات خودروهای اروپایی واقع در ایالت کالیفرنیای آمریکا / وب سایت کار تِروتِل (www.carthrottle.com)