نگاهی به پیشرانه N57 بی ام و، تنها موتور جهان با سه توربوشارژر

درحالیکه پیشرانه‌های دو توربو و چهار توربو را زیاد دیده‌ایم ولی در طول تاریخ فقط یک موتور با سه توربوشارژر ساخته شده است.

توربوشارژر این روزها به قطعه‌ای بسیار متداول در خودروها تبدیل شده و اکثر خودروهای جهان برای افزایش قدرت و کاهش مصرف سوخت از موتورهای توربو استفاده می‌کنند. اکثر پیشرانه‌هایی که در خودروها می‌بینیم، از یک یا دو توربوشارژر استفاده می‌کنند و در معدود پیشرانه‌هایی مثل موتور ۸ لیتری W16 بوگاتی هم از چهار توربوشارژر استفاده شده است. بااین‌حال، در کل تاریخ صنعت خودروسازی جهان، فقط یک موتور با سه توربوشارژر ساخته شده است. این موتور ساخت ب‌ام‌و بود و N57S نام داشت.

پیشرانهٔ ۳ لیتری شش سیلندر خطی دیزلی N57 ب‌ام‌و در سال ۲۰۰۸ معرفی شد و برای سال‌ها در اکثر خودروهای این شرکت استفاده شد. این موتور در ابتدا با یک توربوشارژر تولید می‌شد اما بعداً به دو توربوشارژر مجهز شد و نهایتاً وقتی زیر دست بخش M ب‌ام‌و قرار گرفت، در نسخهٔ N57S با سه توربوشارژر در سال ۲۰۱۳ معرفی شد. این پیشرانه که ۳۸۱ اسب بخار قدرت و ۷۴۰ نیوتن متر گشتاور داشت، زیر کاپوت مدل‌های 550d، X6 M50d و X5 M50d قرار گرفت. سدان 550d با این موتور ظرف ۴.۷ ثانیه از صفر به سرعت صد کیلومتر بر ساعت می‌رسید و درعین‌حال، در هر صد کیلومتر به‌صورت ترکیبی تنها ۶.۳ لیتر گازوئیل مصرف می‌کرد.

اما چرا سه توربوشارژر؟ شیوهٔ کار این توربوشارژرها چگونه بود؟ هرکدام از سه توربوشارژر این موتور از لحاظ اندازه و بوست باهم متفاوت بودند و هر یک کار خاصی انجام می‌دادند. دوتا از این توربوها کوچک و پرفشار بودند درحالی‌که سومی بزرگ‌تر بود و با بوست کمتری کار می‌کرد. یکی از دو توربوشارژر کوچک در دور پایینی یعنی دقیقاً بالاتر از دور درجای موتور فعال می‌شد و به لطف اینرسی کم، با کوچک‌ترین لمس پدال گاز بدون تأخیر دور می‌گرفت و هوای فشرده را در پایین‌ترین دور موتور به سیلندرها می‌رساند. با افزایش دور موتور، جریان گازهای اگزوز به توربوشارژر برگ‌تر هم می‌رسید که از دور ۱,۵۰۰ rpm به بعد وارد عمل می‌شد. بدین ترتیب، حداکثر گشتاور موتور از دور ۱,۵۰۰ تا ۳ هزار rpm ارائه می‌شد.

وقتی راننده پدال گاز را تخته می‌کرد نیز یک دریچهٔ اگزوز در کسری از ثانیه باز می‌شد و جریان گاز اضافی از توربوشارژر کوچک اول را منحرف می‌کرد تا به توربوی بزرگ‌تر و کم‌فشار برسد. توربوشارژر سوم هم که مثل توربوشارژ اول کوچک بود و اینرسی کمی داشت، دراین‌بین ادغام شده بود و حالا بخشی از گازهای اگزوز را دریافت می‌کرد تا بوست بیشتری ایجاد کند. هنگامی‌که دو توربوی کوچک فعال می‌شدند و توربوشارژر بزرگ‌تر هم با ظرفیت کامل کار می‌کرد، قدرت کامل ۳۸۱ اسب بخاری موتور تولید می‌شد. این فرایند به‌طور دقیق توسط سیستم مدیریت موتور کنترل می‌شد تا بوست توربوها به‌صورت بهینه و در صورت نیاز اعمال شود.

علاوه بر این، ورود هوا به توربوشارژرها هم از طریق فلپ‌های فعال پنوماتیکی کنترل می‌شد. در دورهای پایین‌تر، یک فلپ بای‌پس هوا را مستقیماً به توربوشارژر کوچک‌تر می‌فرستاد تا بلافاصله پس از گاز دادن وارد عمل شود. تا زمانی که دور موتور زیر ۲,۷۰۰ rpm بود نیز یک فلپ دیگر از رسیدن هوا به توربوشارژر سوم جلوگیری می‌کرد تا از نوسانات غیرضروری بوست جلوگیری شود. نیروی این موتور از طریق یک گیربکس هشت سرعتهٔ اتوماتیک به هر چهارچرخ منتقل می‌شد و بخش M سامانهٔ چهارچرخ محرک xDrive را هم به‌طور خاص در این خودروهای دیزلی تنظیم کرده بود.

موتور N57S اما عمر چندان زیادی نداشت زیرا در سال ۲۰۱۵ با موتور جدید B57 جایگزین شد که به چهار توربوشارژر مجهز بود و بدین ترتیب، تنها موتور سه توربوی جهان کنار گذاشته شد. موتور B57 هم هرچند مثل N57S از نوع ۳ لیتری شش سیلندر خطی بود ولی به لطف چهار توربوشارژر، ۴۰۰ اسب بخار قدرت و ۷۶۰ نیوتن متر گشتاور تولید می‌کرد. تولید نسخهٔ چهار توربوی این موتور هم در سال ۲۰۲۰ خاتمه پیدا کرد و پروندهٔ مدل‌های دیزلی M ب‌ام‌و بسته شد.