خودروسازان چگونه توانسته‌اند تاخیر توربو را از بین ببرند؟

با اینکه خودروهای توربو به تاخیر در واکنش به دستورات راننده مشهور بوده‌اند اما این موضوع در محصولات مدرن دیده نمی‌شود.


با توجه به تاریخچه صنعت خودرو، استفاده از سیستم توربوشارژر خیلی قدیمی نیست اما در همین مدت نسبتاً کوتاه نیز دستاوردهای زیادی داشته است. برای مثال بوگاتی ویرون ۱۶.۴ که اولین خودروی تولید سری و جاده‌ای دنیا با سرعت فراتر از ۴۰۲ کیلومتر در ساعت است به ۴ توربو مجهز شده تا بتواند قدرت عظیمی را از دل نیروگاه ۱۶ سیلندر ۸ لیتری بیرون بکشد. شورولت کوروت ZR1 مدل ۲۰۲۵ نیز از یک جفت توربو برای تولید قدرت ۱۰۶۴ اسب بخاری استفاده می‌کند. همانند هر نوآوری و اختراعی، توربوشارژر نیز نقاط ضعف خاص خود را دارد. اول اینکه توربوها گرمای زیادی تولید می‌کنند و این موضوع نیاز به یک سیستم خنک کاری اضافی را برجسته می‌کند. همچنین توربو برای تولید حداکثر قدرت نیازمند اینترکولر خواهد بود تا دما را کاهش داده و تراکم هوا را بالاتر ببرد. توربوشارژرها نقطه‌ضعف دیگری به نام لگ یا تاخیر هم دارند که اساساً به معنی تاخیر در فشردن پدال گاز تا افزایش قدرت پیشرانه است. تاخیر توربو می‌تواند تأثیر زیادی روی هیجان رانندگی بگذارد و به همین خاطر برخی خودروسازان تلاش‌های زیادی برای تولید سیستم‌های آنتی لگ یا ضد تاخیر انجام داده‌اند.

سیستم‌های آنتی لگ یا ضد تاخیر توربو پاسخ پدال گاز را بهبود می‌بخشند و اولین بار در مسابقات بکار رفته‌اند. توربوشارژرهای مدرن که به‌صورت الکترونیکی کنترل می‌شوند در خودروهای جاده‌ای باعث کاهش قابل‌توجه تأثیر توربو می‌شوند. تا زمان معرفی توربوشارژر در اوایل دهه ۶۰ میلادی، خبری از سیستم آنتی لگ یا کنترل‌های الکترونیکی برای توربوها نبود. اولین خودروسازی که از توربو استفاده کرد اولدزموبیل بود که در سال ۱۹۶۲ خودروی جت فایر را به این سیستم مجهز کرد. قبل از آن توربوها عموماً در ماشین‌آلات سنگین و تجهیزات کشاورزی بکار می‌رفتند و خارج از قوای محرکه دیزلی کاربردی نداشتند؛ اما مهندسان اولدزموبیل و جنرال موتورز با همکاری شرکت مشهور گرت garret اولین توربوشارژر خودروهای جاده‌ای را تولید کردند.

اما اولین خودروی مسابقه‌ای مجهز به توربو پورشه ۹۱۷/۱۰ کن ای ام در سال ۱۹۷۲ بود. این خودرو به حدی قدرتمند ظاهر شد و پیروزی‌های زیادی به دست آورد که آمریکایی‌ها علاقه خود به مسابقات کن ای ام را از دست دادند و این مسابقات نهایتاً در سال ۱۹۷۴ منحل شد. البته تاخیر توربو در آن زمان نیز یک مشکل بود اما ۹۱۷/۱۰ به حدی از سایرین سریع بود که این موضوع به چشم نمی‌آمد. در اوایل دهه ۸۰ میلادی توربوشارژر راه خود را به فرمول یک باز کرد. تا قبل از آن، استفاده از پیشرانه‌های بزرگ‌تر و حجیم‌تر تنها راه افزایش قدرت خودروهای فرمول یک بود اما رنو به عنوان اولین تیم از توربو در سال ۱۹۷۷ استفاده کرد و چندین شرکت دیگر نیز دنباله‌روی این شرکت فرانسوی شدند. البته همان مشکل تاخیر توربو وجود داشت هرچند فراری جزو اولین تیم‌هایی بود که در دهه ۸۰ میلادی روی این مشکل کار کرد. برای حل این مشکل تمهیداتی اندیشیده شد به گونه‌ای که هوا و گازهای خروجی مستقیماً به درون منیفولد اگزوز خودروی فرمول یک تزریق می‌شد و توربوشارژر را مجبور می‌کرد سریع‌تر از حالت عادی بچرخد. زمانی که راننده پدال گاز را فشار می‌داد توربوشارژر قبلاً در حال چرخش بود و می‌توانست سریعاً به حداکثر بوست خود برسد. البته تکنولوژی ضد تاخیر عمر کوتاهی در فرمول یک داشت زیرا قوانین تغییر کردند.

در ادامه به برخی از روش‌های آنتی لگ بکار رفته در خودروها می‌پردازیم. روش‌های سنتی همچون تزریق سوخت داخل منیفولد اگزوز و روش‌های مدرن‌تر همچون کمپرسور برقی، سیستم‌های هیبریدی و توربوشارژرهایی با کنترل الکترونیکی وجود دارند که در خودروهای جاده‌ای دیده می‌شوند. فراری نیز اخیراً اختراعی را در زمینه سیستم توربوشارژر بدون تاخیر ثبت کرده که شامل استفاده از پیکربندی چرخ دنده داخل توربو است. یکی از روش‌های حذف تاخیر توربو در خودروهای هیبریدی استفاده از تکنولوژی torque fill است که نیازی به جادوی مهندسی روی توربو ندارد. اساساً این حالت زمانی بکار گرفته می‌شود که دنده‌ها تعویض می‌شوند. تکنولوژی این دسته از خودروها میزان گشتاور موردنیاز پس از تعویض دنده به منظور ادامه حرکت عادی خودرو را با پر کردن تأخیرهای گشتاور پیشرانه تخمین می‌زند. این کار با کمک موتورهای برقی صورت می‌گیرد. تکنولوژی یاد شده از کامپیوتر استفاده می‌کند تا گشتاور موردنیاز بین تعویض دنده‌ها تنظیم شود.

اما برای توربوشارژر برقی باید از شرکت گرت تشکر کرد. پورشه ۹۱۱ GTS مدل ۲۰۲۵ از اولین پیشرانه لامبدا ۱ سال جاری استفاده می‌کند و نسبت سوخت به هوای ایده آل را حفظ کرده است. این کار فقط با سیستم هیبریدی پیچیده و توربوشارژر برقی میسر می‌شود. با اینکه چنین چیزی یک ترفند مرتبط با خودروهای پرفورمنس برقی به نظر می‌رسد اما در واقع برای پیشرانه‌های درون‌سوز تولید شده و از موتوری برقی استفاده می‌کند که به‌صورت مستقل توربو را خواهد چرخاند و بنابراین حداکثر بوست به محض درخواست راننده در اختیارش قرار خواهد گرفت؛ اما یکی از جدیدترین نوآوری‌ها در زمینه حذف تاخیر توربوی خودروهای جاده‌ای به تکنولوژی فراری مربوط می‌شود که ظاهراً از انرژی جنبشی اضافی میل‌لنگ برای چرخش توربو استفاده می‌کند و در کنار آن گازهای اگزوز هم بکار گرفته می‌شوند.

بی ام و i8 هم از تکنولوژی ضد تاخیر توربو استفاده کرده است. با اینکه i8 هم‌اکنون افت قیمت زیادی دارد اما در سال ۲۰۱۴ با قیمت حدود ۱۳۶ هزار دلار معرفی شد و از تکنولوژی‌های مدرنی بهره برد. یکی از این تکنولوژی‌ها همان تکنولوژی torque fill بود. با اینکه فورد فوکوس اولین خودروی تولید انبوه دنیا با این تکنولوژی محسوب می‌شود اما i8 از سیستم متفاوتی که هماهنگی بهتری با کلیت خودرو دارد استفاده کرده است. این خودروی اسپرت دارای موتورهای برقی است تا میزان گشتاور موردنیاز در حین تعویض دنده‌ها را تنظیم کنند و به همین خاطر هرگونه تأخیری در زمان تعویض دنده‌ها حذف خواهد شد.

به لطف قوانین دولتی متنوع، سیستم‌های ضد تاخیر توربو که در موتور اسپرت بکار می‌رفتند تا سال‌های سال در خودروهای جاده‌ای ممنوع بودند. ظاهراً دلیل این کار تولید صدای اضافی، نگرانی درباره آلایندگی‌ها و همچنین افزایش قدرت و پرفورمنس خودروها بود. به این ترتیب خودروسازان مجبور بودند روش‌های دیگری را بکار گیرند تا تاخیر توربو را حذف کنند. با ادامه سخت‌گیری درباره آلایندگی وسایل نقلیه، سیستم‌های ضد تاخیر توربو شکل دیگری به خود گرفته‌اند و شاید در آینده سوئیچی روی داشبورد برخی خودروها نصب شود که با فعال کردن آن تاخیر توربو از بین برود. شبیه همین سوئیچ در خودروهای رالی قدیمی دیده شده و قطعاً وجود آن در خودروهای استاندارد هم می‌تواند جالب باشد، این‌طور نیست؟