موتور توربو بهتر است یا تنفس طبیعی؟

یکی از سؤالات بزرگی که در ذهن خریداران هنگام خرید خودرو شکل می‌گیرد، این است که موتور توربو بهتر است یا تنفس طبیعی؟ در ادامه قصد داریم به این سؤال پاسخ دهیم.

در چند دههٔ گذشته به دلیل وضع قوانین سخت‌گیرانه‌تر آلایندگی، پیشرانه‌های توربوشارژ در سراسر جهان بسیار متداول شده‌اند تا جایی که امروز در بین خودروهای روز جهان کمتر مدلی را می‌توان پیدا کرد که از این تکنولوژی بی‌بهره باشد. در کشورمان هم در اواسط دههٔ ۹۰ شمسی، سورن توربو به‌عنوان اولین خودروی داخلی توربوشارژ به بازار آمد تا خودروسازان داخلی هم پس از سال‌ها تأخیر با رویهٔ جهانی همگام شوند؛ اما آیا واقعاً موتور توربو از تنفس طبیعی بهتر است؟ در ادامه ابتدا با توربوشارژر آشنا خواهیم شد و سپس به این سؤال پاسخ خواهیم داد.

توربوشارژر چیست؟

پیشرانه خودرو از طریق ترکیب سوخت و هوا کار می‌کند و بنابراین، هوا یکی از اصلی‌ترین نیازهای موتور محسوب می‌شود. در پیشرانه‌های معمولی، هوای موردنیاز موتور از طریق مکشی که با حرکت پیستون‌ها به سمت پایین ایجاد می‌شود تأمین خواهد شد و این هوا با فشار طبیعی جو وارد موتور می‌شود. به این موتورها که هنوز در بسیاری از خودروهای کشورمان می‌بینیم، موتور تنفس طبیعی گفته می‌شود؛ اما اگر به موتور خودرو هوای بیشتری رسانده شود، راندمان آن افزایش پیدا خواهد کرد و می‌تواند بدون نیاز به افزایش حجم موتور، قدرت بیشتری تولید کند. این کاری است که توسط توربوشارژر انجام می‌شود؛ به‌عبارت‌دیگر، توربوشارژر قطعه‌ای است که هوای بیشتری از فشار طبیعی جو را به موتور پمپاژ می‌کند.

در همین ارتباط بخوانید:

• سوپر شارژر ماشین چیست و چه تفاوتی با توربو شارژر دارد؟
• مروری بر تاریخچه توربوشارژر و اولین خودروهای توربوی جهان
• توربوشارژر و سوپرشارژر الکتریکی چیست؟

شیوه کار توربوشارژر

توربوشارژر از دو بخش اصلی شامل توربین و کمپرسور تشکیل شده است. این دو قسمت از طریق یک شافت به هم متصل هستند. توربین توربوشارژر بر سر راه گازهای خروجی اگزوز قرار می‌گیرد و با نیروی این گازها به چرخش درمی‌آید و سپس کمپرسور را به چرخش درمی‌آورد. چرخش کمپرسور نیز هوای بیشتری را به داخل موتور پمپاژ می‌کند و این هوای بیشتر با سوخت ترکیب شده و باعث افزایش قدرت و راندمان موتور می‌شود؛ به‌عبارت‌دیگر، در یک توربوشارژر، توربین به منیفولد دود متصل است و کمپرسور به منیفولد هوا. از این طریق، با استفاده از نیروی گازهای پرفشار اگزوز می‌توان هوای بیشتری به موتور رساند. البته با توجه به دمای بسیار بالای گازهای خروجی موتور، در بسیاری از موتورهای توربو از یک سیستم خنک‌کننده به نام اینترکولر هم استفاده می‌شود که با کاهش دمای هوا، مانع از بالا رفتن دمای کلی موتور و توربوشارژر می‌شود. همچنین اینترکولر باعث می‌شود هوای خنک‌تری وارد موتور شود که چگالی بیشتری دارد.

تاریخچه توربوشارژر

توربوشارژرها تقریباً از همان سال‌های ابتدایی اختراع پیشرانه درون‌سوز وجود داشته‌اند اما دهه‌ها طول کشید تا از آن‌ها در خودروهای سواری استفاده شود. تولد توربوشارژر به سال ۱۹۰۵ و ثبت اختراع یک مهندس سوئیسی بنام «آلفرد بوچی» بازمی‌گردد. وی اولین نمونه آزمایشی توربوشارژر خود را در سال ۱۹۱۵ تکمیل کرد و چندین سال بعد با موفقیت آن را روی پیشرانه دیزلی ۱۰ سیلندر دو کشتی مسافربری بزرگ آلمانی نصب کرد. در جنگ جهانی دوم نیز از توربوشارژرها در موتور هواپیماهای مختلف استفاده شد. اولین استفاده از توربوشارژر در وسایل نقلیه جاده‌ای نیز در اوایل دهه ۳۰ توسط شرکت کامیون‌سازی سوئیسی سائورر انجام گرفت. چالش اصلی استفاده از توربوشارژر در خودروهای سواری اندازه بزرگ آن بود اما در طول دهه ۵۰ خودروسازان توانستند این قطعه را به‌اندازه کافی کوچک کنند که امکان نصب روی موتور خودرو را داشته باشد. اولین خودروی توربوشارژ تولیدی جهان، الدزمبیل جت‌فایر بود که در سال ۱۹۶۲ معرفی شد اما به دلیل مشکلات مختلف، نتوانست موفق عمل کند و پس از تنها یک سال تولید آن خاتمه پیدا کرد. سپس در دهه ۷۰ میلادی خودروسازانی مثل بی‌ام‌و، پورشه و مرسدس بنز سراغ توربوشارژر رفتند و این قطعه رفته‌رفته متداول‌تر شد.

مزیت‌های موتور توربو

اصلی‌ترین مزیت توربوشارژر همان‌طور که اشاره شد، افزایش قدرت بدون نیاز به افزایش حجم موتور است. همچنین موتور توربو این قدرت را با مصرف سوخت و آلایندگی کمتری نسبت به موتورهای تنفس طبیعی ارائه می‌کنند. یکی دیگر از مزیت‌های موتورهای توربو خود را در ارتفاع‌های بالا نشان می‌دهد. هرچه ارتفاع از سطح دریا بیشتر شود، فشار هوای جو کمتر می‌شود و به همین دلیل خروجی موتورهای تنفس طبیعی کاهش پیدا می‌کند اما در موتورهای توربو با افزایش ارتفاع، کاهش خروجی رخ نخواهد داد یا خیلی کمتر خواهد بود.

معایب موتور توربو

یکی از اصلی‌ترین مشکلات این پیشرانه‌ها، تأخیر توربو است. ازآنجایی‌که توربوشارژر نیرو لازم برای چرخاندن کمپرسور را از گازهای اگزوز می‌گیرد، زمانی که دور موتور پایین است و فشار گازهای اگزوز کم است، توربوشارژر کارایی نخواهد داشت. به همین دلیل، در خودروهای توربو در آغاز حرکت تأخیری در تحویل قدرت احساس می‌شود که به آن تأخیر توربو گفته می‌شود. البته در توربوشارژرهای جدید این تأخیر بسیار کمتر شده و حتی در برخی خودروها با بهره بردن از تکنولوژی‌های جدیدی مثل توربوشارژرهای هندسه متغیر و توربوهای برقی، تأخیر کاملاً از بین رفته است. یکی دیگر از مشکلات موتورهای توربو اما استهلاک بالاتر و حساسیت به شرایط نگهداری است. ازآنجایی‌که موتورهای توربو قطعات بیشتری دارند و با فشار بیشتری کار می‌کنند، نیازمند رسیدگی و مراقبت بیشتری مثل استفاده از بنزین و روغن باکیفیت خواهند بود. همچنین به دلیل پیچیدگی بیشتر موتورهای توربوشارژر، تعمیر آن‌ها سخت و پردردسر است.

موتور توربو بهتر است یا تنفس طبیعی؟

پاسخ دادن به این سؤال به عوامل و شرایط مختلفی بستگی دارد. اگر کشورهای پیشرفته‌ای مثل آمریکا و اروپا را در نظر بگیریم، موتور توربو بهتر خواهد بود زیرا در این مناطق، خودروها معمولاً باکیفیت و ساخت شرکت‌های معتبر هستند و همچنین کیفیت بنزین و روغن هم بالا است؛ بنابراین، در این کشورها می‌توان بدون نگرانی از دردسرهای توربوشارژر، از موتورهای توربو استفاده کرد و از مزیت‌های آن‌ها بهره برد. به همین دلیل است که هم‌اکنون در اروپا کمتر خودرویی را می‌توان با موتور تنفس طبیعی پیدا کرد.

همچنین بخوانید: بررسی تأثیر توربوشارژر بر مصرف سوخت خودروها

اما در کشورمان شرایط کاملاً متفاوت است. در اینجا به موتورهای توربوشارژ خودروسازان داخلی مثل EF7 اعتمادی نیست و می‌تواند مشکلات فنی زیادی را به دنبال داشته باشد. همچنین کیفیت بنزین کشورمان هم بسیار پایین است درحالی‌که موتورهای توربو به بنزین اکتان بالایی نیاز دارند؛ بنابراین، باید به دنبال بنزین سوپر باشید که همیشه و همه‌جا پیدا نمی‌شود و درنتیجه باید سراغ مکمل‌های بنزین اکتان بوستر بروید که یافتن نمونه‌های باکیفیت و مناسب آن دشوار است. علاوه بر این، موتورهای توربوشارژ خودروهای چینی هم هرچند شاید کیفیت بالاتری نسبت به نمونه‌های داخلی داشته باشند اما در صورت بروز مشکل، هزینه‌های تعمیرات سنگینی را به دنبال خواهند داشت؛ بنابراین، با توجه به شرایط کشورمان، باید گفت در اینجا هنوز موتورهای تنفس طبیعی انتخاب بهتری خواهند بود اما ازآنجایی‌که قدرت قوی‌ترین موتورهای تنفس طبیعی در خودروهای صفرکیلومتر بازار ایران به ۱۲۰ اسب بخار هم نمی‌رسد، اگر خواهان قدرت بیشتری باشید چاره‌ای جز انتخاب خودروهای توربو نخواهید داشت.

موتور توربو در سوپراسپرت‌ها

یکی از موضوعات بحث‌برانگیز طی چند سال اخیر، فراگیری توربوشارژر در سوپراسپرت‌ها است. در این خودروها ازآنجایی‌که پاسخگویی فوری موتور بسیار اهمیت دارد، پیشرانه‌های تنفس طبیعی گزینه‌های بهتری هستند. همچنین این موتورها صدای بهتری از همتایان توربوی خود داشته و دورگیری سریع‌تر و بالاتری دارند. به همین دلیل است که خودروسازانی مثل لامبورگینی در روئلتو و پورشه در ۹۱۱ GT3 همچنان به موتورهای تنفس طبیعی پایبند مانده‌اند. بااین‌وجود، به دلیل قوانین سخت‌گیرانهٔ آلایندگی و محدودیت موتورهای تنفس طبیعی در تولید قدرت و گشتاور بالا، اکثر سازندگان سوپراسپرت سراغ موتورهای توربو رفته‌اند که البته مزیت‌های بزرگی مثل فراهم کردن شتاب و کشش فوق‌العاده را به دنبال دارند.