یادی از الدزمبیل جت‌فایر، اولین خودروی توربوشارژ تولیدی جهان

الدزمبیل جت‌فایر در سال ۱۹۶۲ با اولین پیشرانهٔ توربوشارژ تولیدی جهان به بازار آمد و هرچند در بازار موفق نشد اما توربوشارژر را به جهان خودرو معرفی کرد.

این روزها اکثر پیشرانه‌های درون‌سوز در حال تولید از توربوشارژر استفاده می‌کنند. این نسخه از تکنولوژی القای اجباری امکان ساخت پیشرانه‌های کوچک‌تر با مصرف سوخت و آلایندگی کمتر را بدون کاهش قدرت فراهم می‌کند. توربوشارژر اولین بار در صنعت کشتی‌رانی ظاهر شد. یک مهندس سوئیسی بنام «آلفرد بوچی» این اختراع را به ثبت رساند و ۱۰ سال بعد اولین نمونهٔ کاربردی آن را ساخت اما مشکلات قابلیت اطمینان مانع از تولید این تکنولوژی شد. بااین‌حال، همان توربوشارژری که توسط بوچی طراحی شده بود نهایتاً در سال ۱۹۲۵ به تولید رسید و در پیشرانه‌های دیزل کشتی‌های مسافربری بزرگ مورداستفاده قرار گرفت. در طول جنگ جهانی دوم هم از توربوشارژر به‌طور گسترده‌ای در پیشرانهٔ هواپیماها استفاده شد. در صنعت خودروسازی، پس از پایان جنگ جهانی دوم بسیاری از خودروسازان آزمایش توربوشارژر را آغاز کردند اما یک دهه زمان نیاز بود تا این تکنولوژی برای استفاده در پیشرانه‌های تولید انبوه آماده شود.

تمرکز بلندپروازانهٔ جنرال موتورز روی توربوشارژر

هرچند در اوایل دههٔ ۵۰ چندین پروتوتایپ از پیشرانه‌های توربوشارژ برای خودروها ساخته شد اما مشکلات تأخیر توربو و قابلیت اطمینان، اجازهٔ تولید انبوه را نمی‌داد. بااین‌حال، جنرال موتورز یک استثناء بزرگ بود که به برندهای شورلت و الدزمبیل خود اجازه داد پیشرانه‌های توربو را از مرحلهٔ پروتوتایپ عبور دهند. پیشرانهٔ توربوشارژ شورلت که در سال ۱۹۶۲ معرفی شد، بر اساس موتور شش سیلندر تخت هوا خنک این شرکت ساخته شده بود و در مدل کورویر مونزا ارائه شد درحالی‌که موتور الدزمبیل یک V8 جذاب‌تر و قوی‌تر بود که زیر کاپوت سدان جت‌فایر قرار گرفت. این خودرو بر اساس کاتلاس ساخته شده بود.

اولین موتور توربوشارژ تولید انبوه جهان

درحالی‌که مهندسان الدزمبیل مشغول توسعهٔ پروتوتایپ پیشرانهٔ توربوی خود بودند، همتایان آن‌ها در بیوک به‌تازگی یک موتور V8 جدید تمام آلومینیومی را در سال ۱۹۶۱ معرفی کرده بودند. این موتور که یک نمونهٔ سبک‌وزن و نوآورانه بود، در بازار آمریکا خیلی خوب عمل نکرد اما زمانی که روور حقوق تولید آن را خرید، به یکی از افسانه‌ای‌ترین موتورهای V8 تاریخ تبدیل شد. الدزمبیل نیز این موتور ۳.۵ لیتری تمام آلومینیومی بیوک که راکت نام داشت را قرض گرفت. الدزمبیل اما نه‌تنها از موتور راکت در مدل‌های تولید انبوه خود استفاده کرد بلکه آن را به اولین پیشرانهٔ توربوشارژ تولیدی جهان تبدیل کرد.

بسیار جلوتر از زمان

هدف الدزمبیل تولید موتوری بود که مصرف سوخت را بدون کاهش قدرت بهبود بخشد و پیشرانهٔ ۳.۵ لیتری بیوک که به لطف ساختار آلومینیومی از وزن سبکی برخوردار بود، با اضافه شدن یک توربوشارژر گرت با بوست ۵ psi، یک کاربراتور مخصوص روچستر و چندین اصلاح دیگر، نوآوری‌های خود را دو برابر کرد و بسیار از زمان خودرو جلوتر بود. یکی از این نوآوری‌ها، تجهیز موتور به یک سوپاپ اگزوز بای‌پس حساس به فشار، یا به عبارت امروزی، وست‌گیت بود. این سوپاپ که برای کنترل فشار بوست طراحی شده بود، درصورتی‌که بوست از ۵ psi فراتر می‌رفت، باز می‌شد. با باز شدن این سوپاپ، گازها از طریق یک خروجی اگزوز دوم که توربو را دور می‌زد، تغییر مسیر می‌داد. به لطف توربوشارژر و نسبت تراکم بالای ۱۰.۲۵، این موتور هشت سیلندر ۲۱۵ اسب بخار قدرت و ۴۰۷ نیوتن متر گشتاور تولید می‌کرد. این در حالی بود که نسخهٔ تنفس طبیعی این موتور با کاربراتور چهار دهنه، ۱۹۰ اسب بخار قدرت و ۳۲۰ نیوتن متر گشتاور تولید می‌کرد.

سیستم ضد ناک برگرفته از هواپیماهای جنگ جهانی دوم

علاوه بر تأخیر توربو که البته در بزرگراه‌های آمریکا مشکل چندانی به‌حساب نمی‌آمد، یکی دیگر از دلایلی که مانع تولید پیشرانه‌های توربو در آن دوران می‌شد، مشکل احتراق زودرس یا اصطلاحاً ناک زدن بود که آسیب‌های جدی به موتور وارد می‌کرد. امروزه سیستم‌های الکترونیکی هوشمند از این اتفاق جلوگیری می‌کنند اما زمانی که موتور توربو راکت توسعه پیدا کرد، چندین دهه با چنین تکنولوژی‌هایی فاصله داشتیم. به همین دلیل، مهندسان الدزمبیل برای به حداقل رساندن احتمال احتراق زودرس، سیستم خلاقانه‌ای را با الهام از تکنیک مشابهی که در موتور هواپیماهای جنگ جهانی دوم به کار رفته بود طراحی کردند. این سیستم برای جلوگیری از ناک زدن، مخلوطی از آب و اتانول را از طریق سوپاپ‌های مکانیکی به موتور تزریق می‌کرد. زمانی که این مایع تمام می‌شد، چراغی روی کنسول به راننده هشدار می‌داد که مخزن را دوباره پر کند درحالی‌که مجموعه‌ای از سوپاپ‌ها فشار بوست را به یک psi کاهش می‌دادند.

خاتمهٔ تولید پس از تنها دو سال

پیشرانهٔ توربو راکت هرچند موتوری خلاقانه با طراحی هوشمندانه بود که قدرتی مشابه پیشرانه‌ای تنفس طبیعی با دو برابر حجم بیشتر را تولید می‌کرد اما از مشکلات قابلیت اطمینان رنج می‌برد. اصلی‌ترین مشکل همان ناک زدن بود که حتی با سیستم تزریق آب و اتانول هم به‌طور کامل برطرف نشد. علاوه بر این، استفاده از مایع خنک‌کنندهٔ نامناسب نیز به این پیشرانهٔ تمام آلومینیومی آسیب می‌زد. البته این مشکل در همهٔ نسخه‌های موتور V8 آلومینیومی بیوک وجود داشت. این مشکلات و اشتهای فزایندهٔ بازار برای موتورهای V8 تنفس طبیعی بزرگ‌تر و قوی‌تر باعث شد الدزمبیل موتور نوآورانهٔ خود را در پایان سال ۱۹۶۳ کنار بگذارد.

توربو راکت، افسانهٔ مهندسی با وجود تمام مشکلات

همان‌طور که در ابتدا اشاره شد، توربو راکت اولین پیشرانهٔ توربوشارژ جهان بود که زیر کاپوت یک خودروی تولیدی قرار گرفت و تنها چند هفته بعد، شورلت هم پیشرانهٔ توربوی خود را معرفی کرد تا افتخار ساخت اولین موتورهای توربو به نام جنرال موتورز ثبت شود. بااین‌حال، بیش از یک دهه طول کشید تا این تکنولوژی در خودروهای سواری متداول‌تر شود اما همهٔ موتورهای توربوی امروزی وجود خود را مدیون خلاقیت و نبوغ مهندسان الدزمبیل و موتور توربو راکت هستند. در سال‌های ۱۹۶۲ و ۱۹۶۳ الدزمبیل تنها ۹,۶۱۷ دستگاه جت‌فایر با موتور توربو فروخت که امروز کمتر از ۲۰۰ دستگاه آن باقی‌مانده است. توربو راکت هرچند در بازار موفق نبود اما توربوشارژر را به جهان خودرو معرفی کرد.