توربو شارژر یا سوپر شارژر، کدام بهتر است؟

توربو شارژر یا سوپر شارژر، کدام بهتر است؟ استفاده کدام یک از این دو پرخوران، به صرفه‌تر بوده و کارایی بیش‌تری خواهد داشت؟ چه عاملی باعث می‌شود که برخی خودروسازان وتیونرها به سراغ توربوشارژر بروند و بعضی دیگر به سراغ سوپرشارژر؟ و در نهایت تفاوت‌های بنیادی و برتری و معایب هرکدام نسبت به دیگری چیست؟

در این بخش سعی داریم تا سوپرشارژر و توربوشارژر را در پارامتر مهم و حیاتی با یکدیگر مقایسه کرده و تفاوت‌های آن‌ها را بیان کنیم. با لنت ترمز همراه باشید.

هدف سوپر شارژر و توربو شارژر در ماشین

پیشرانه های درون سوز، قدرت خود را از طریق اشتعال سوخت به همراه هوا به دست می آورند. در نتیجه برای افزایش قدرت پیشرانه می توانیم تا حدی سوخت بیشتری را به داخل موتور تزریق کنیم. اما از یک مقدار مشخصی که بگذرد، نه تنها کمکی به احتراق قوی تر نمی کند، بلکه موجب هدر رفتن سوخت نیز می شود.

زیرا ماده سوختی برای اشتعال باید با حجم مشخصی از هوا ترکیب شود. بنزین و هوا نیز نسبتی ۱۴ به ۱ دارند. یعنی ۱۴ قسمت هوا و یک قسمت بنزین. بنابراین برای اشتعال مقدار بیش‌تر سوخت تزریق شده، باید هوای بیشتری به صورت متراکم و با فشار بالا و حجم ثابت وارد سیلندر شود. به همین علت پیشرانه ها را به سیستم های توربو شارژ و سوپر شارژ مجهز می کنند.

 سوپر شارژر موتور چیست؟

سوپرشارژر و توربوشارژر هر دو یک وظیفه دارند و آن فراهم آوردن هوای فشرده و چگال‌تر برای پیشرانه‌ی خودرو است. همانطور که گفته شد تنها تفاوت این دو سامانه در بخش تامین نیروی مورد نیاز و در بعضی انواع نیز در نحوه‌ی کارکرد آن‌ها است.

سوپرشارژرها بصورت مستقیم نیروی خود را از موتور خودرو دریافت می‌کنند، حال این دریافت نیرو می‌توانداز طریق یک تسمه که به میل لنگ متصل شده و کارکرد موتور باعث حرکت تسمه و پولی سوپرشارژر می شود. و حرکت پولی هم باعث فعال شدن کمپرسور می گردد تا عمل فشرده سازی هوا انجام شود.

که با سرعت دَوران موتور، چرخانده می شود و هوای بیشتری را به پیشرانه می فرستد. در نتیجه قدرت پیشرانه را افزایش می دهد. سوپرشارژ ها برای اینکه جریان هوای بیشتری دریافت کنند، بیرون کاپوت قرار می گیرد. مشابه توربوشارژرها، سوپرشارژرها نیز برای کاهش دمای هوای فشرده شده از اینتر کولر استفاده می کنند.

با توجه به کوپل شدن دائمی سوپرشارژر به پیشرانه، دیگر مانند توربوشارژرها تاخیری وجود ندارد و سوپرشارژر از همان ابتدای گاز دادن راننده کارایی خود را نشان می‌دهد.

کاربرد های سوپر شارژر در موتور خودرو

سوپرشارژرها، به‌طور میانگین ۴۶ درصد از توان موتور و ۳۱ درصد از گشتاور خروجی آن را افزایش می‌دهند.

1. در مکان های مرتفع به دلیل این که میزان هوا و فشار هوا کمتر است، عملکرد موتور کاهش پیدا می کند. در این حالت سوپرشارژر با انتقال فشار بالاتر، باعث تقویت عملکرد موتور می‌شود.
2. در سوپرشارژرها از چرخ‌دنده و تسمه برای انتقال نیرو استفاده می‌شود. این کار باعث چرخش روتور ( قسمت متحرک ) کمپرسور می‌شود.
3. کار روتور کشیدن هوا به داخل، فشردن و متراکم کردن هوا و انتقال آن به محفظه کوچکتر است.
4. در آخر هم این هوای فشرده به منیفولد یا محفظه مکش ارسال می شود.
5. سوپرشارژرها برای تنظیم فشار و رسیدن به فشار مناسب، به سرعت چرخش زیادی نیاز دارند.
6. سوپرشارژرها می‌توانند سرعت‌هایی بیش از ۵۰ هزار تا ۶۵ هزار دور در دقیقه داشته باشند.
7. وقتی یک سوپرشارژر در سرعت ۵۰ هزار دور بر دقیقه می چرخد، می تواند ۶ تا ۹ پی اِس آی بوست تولید کند که به معنی ۵۰ درصد انتقال هوای بیشتر به موتور است.

توربو شارژر موتور چیست؟

توربوشارژر (Turbocharger) یک دستگاه مکانیکی است که در موتورهای داخل سوزی با هدف افزایش قدرت و عملکرد موتور استفاده می‌شود. این دستگاه با استفاده از یک فنجان فلزی و یک شفت چرخان، هوای فشرده را به داخل سیلندر موتور سوزانده و در نتیجه آتشزایی بهبود می‌یابد. توربوشارژر یک تکنولوژی پیشرفته است که امکان بهره‌برداری بهینه از سوخت و کاهش مصرف سوخت را برای خودروها فراهم می‌کند.

در واقع، توربوشارژر به صورت ساده یک فنجان فلزی است که هوای خنک را جذب می‌کند و با فشار دادن هوا به داخل سیلندر موتور، می‌تواند برای موتور قدرت اضافی ایجاد کند. برای این کار، یک شفت چرخان به فنجان فلزی متصل شده است که با چرخش آن، هوای فشرده به داخل موتور سوزانده می‌شود. توربوشارژر ، بر خلاف سوپرشارژر، از انرژی اکسایشی سوخت برای چرخاندن فنجان فلزی استفاده نمی‌کند.

از مزایای استفاده از توربوشارژر ، کاهش مصرف سوخت و افزایش قدرت موتور است. با این حال، توربوشارژر نیز دارای معایبی است که باید در نظر گرفته شود. این دستگاه می‌تواند باعث افزایش دمای هوای فشرده شده شود که ممکن است باعث خرابی موتور شود. علاوه بر این، توربوشارژر به دلیل طراحی پیچیده‌ای که دارد، نیاز به تعمیرات و نگهداری دقیق دارد.

توربو شارژر یا سوپر شارژر ، کدام انتخاب مناسبی است؟

در ادامه به بررسی تفاوت های توربو شارژر و سوپر شارژر خواهیم پرداخت. با ما همراه باشید.

1-کدام گران‌تر است؟

از نظر هزینه نصب این دو سیستم بر روی یک موتور، به طور معمول دو سیستم هزینه تقریبا یکسان در بر دارند و از این نظر نمی‌توان هزینه را فاکتور مهمی در انتخاب میان آن‌ها دانست.

2-سرعت واکنش توربوشارژر بیش‌تر است یا سوپرشارژر؟

یکی از بزرگترین ضعف‌های توربوشارژر، پدیده‌ای به نام تاخیر توربو است. توربوشارژر نمی‌تواند به محض آن که راننده پای خود را بر روی پدال گاز می‌فشارد از خود واکنش نشان دهد، چرا که نیاز به زمان دارد تا فشار گاز‌های خروجی اگزوز به حد کافی برسد و این فاصله زمانی را تاخیر توربو یا توربو لگ می‌نامند. توربوشارژر از دور پیشرانه حدود 2000 تا 3000 به یکباره وارد مدار می‌شود و نیروی پیشرانه را به شدت تقویت می‌کند.  در مقابل سوپرشارژر این تاخیر را ندارد و به دلیل اتصال مستقیم به پیشرانه خودرو، بلافاصله پس از فشردن پدال گاز وارد عمل می‌شود. البته برای رفع این مشکل راه حل‌هایی در توربوشارژر‌ها به کار گرفته شده است.

3-بازدهی و کارایی کدام بیش‌تر است؟

توربوشارژر‌ها از انرژی گازهای خروجی از منیفولد خروجی پیشرانه (اگزوز) استفاده می‌کنند که به طور معمول باید هدر برود و این در شرایطی است که سوپرشارژر نیروی خود را از پیشرانه می‌گیرد و به این ترتیب بخشی از نیروی پیشرانه صرف به حرکت در آوردن سوپرشارژر می‌شود که در یک پیشرانه معمولی این مقدار تا 45 اسب‌بخار نیز می‌رسد و به همین دلیل به طور معمول سوپرشارژر را در پیشرانه‌های پر حجم استفاده می‌کنند. و آمریکایی‌ها یکی از مشتریان ثابت آن هستند.

البته توربوشارژر هم از این نظر ایده‌آل نیست چرا که این سیستم هم در مقابل گاز‌های خروجی مانع ایجاد می‌کند که منجر به افزایش فشار برگشت گاز‌های خروجی می‌شود که اندکی قدرت پیشرانه را کاهش دهد، اما در مجموع توربوشارژر کارآیی بیشتری نسبت به سوپرشارژر دارد.

4-نیاز حیاتی به اینترکولر در توربوشارژرها

توربوشارژر نیروی خود را از گاز‌های اگزوز می‌گیرد که در زمان خروج از پیشرانه دمای بالایی دارند. این دما در حالت عادی به 500 درجه سانتی گراد می‌رسد و در دور‌های پیشرانه بالا از 700 درجه سانتی گراد هم فراتر می‌رود. به این ترتیب توربوشارژر از یک سو به دلیل دمای بالا در معرض آسیب است و از سوی دیگر به دلیل گرم شدن ساختار آن، باعث گرم شدن و در نتیجه انبساط هوای ورودی به پیشرانه می‌شود و از این نظر نصب اینترکولر برای کاهش دما ضروری است. در مقابل سوپرشارژر‌ها از این نظر وضعیت بهتری دارند و هر چند در نهایی باعث گرم شدن هوا می‌شود، اما تنها در فشار‌های بالا نیاز به اینترکولر پیدا می‌کنند.

5-قابلیت اطمینان و دوام کدام بیش‌تر است؟

به طور عمومی سوپرشارژر‌ها قابلیت اطمینان بیشتری نسبت به توربوشارژر‌ها دارند. توربوشارژر از یک سو با دمای بسیار بالا کار می‌کند و از سوی دیگر به دلیل دور گردش بالا نیاز به روغن کاری بسیار دقیق دارند چرا که اساسا محور توربوشارژر بر روی لایه‌ای از روغن تراز شده است و بلبرینگی در این بخش وجود ندارد. به همین دلیل کوچک‌ترین اخلال در این سیستم توربو را از میان می‌برد. به طور عمومی توربوشارژر‌ها عمر مفید کمتری نسبت به سوپرشارژ‌ها دارند.

6- توربو شارژر یا سوپر شارژر ، نصب کدام راحت‌تر است؟

سوپرشارژ به دلیل اجزا کم‌تر و لزوم تغییرات نه چندان زیاد، آسان‌تر از توربوشارژ‌ها نصب می‌شوند. این در حالی است که برای نصب توربوشارژر باید مسیر ورودی هوا و دود پیشرانه به طور کامل اصلاح شود. در کنار این، سوپرشارژر نیاز به تغییرات کم‌تری برای تنظیم در پیشرانه خودرو دارد.

7-کدام یک توان پیشرانه را بیش‌تر بالا می‌برند؟

در اینجا برتری با توربوشارژر است. توربوشارژر‌ها اگر سایر اجزای پیشرانه برای توان بالا تنظیم شده باشند می‌توانند به راحتی بیش از 25psi فشار هوا را تامین کنند و توان نهایی تقویت آن‌ها بسیار بیش از سوپرشارژر‌ها است چرا که در این زمینه سوپرشارژر‌ها محدودیت‌هایی دارند که برای عبور از آن‌ها باید ابعاد سوپرشارژر را بزرگ کرد و یا توان بیشتری از پیشرانه خودرو گرفت که چندان عملی نیست.

خلاصه مقاله

سوپرشارژر و توربوشارژر برای فشرده کردن و ارسال هوای چگال به پیشرانه خودرو استفاده می‌شوند. تفاوت اصلی آن‌ها در منبع تامین انرژی مورد نیاز و روش فشرده‌سازی هوا است. سوپرشارژر با استفاده از تسمه و میل لنگ موتور نیروی خود را دریافت می‌کند و هوای فشرده‌شده را به پیشرانه ارسال می‌کند. کاربردهای آن شامل افزایش توان و گشتاور موتور و تقویت عملکرد در مکان‌های مرتفع است.

توربوشارژر و سوپرشارژر هر دو برای افزایش توان پیشرانه خودرو استفاده می‌شوند. در بررسی تفاوت‌های آن‌ها، مشخص شد که هر دو سیستم هزینه نصب تقریباً یکسان دارند. اما توربوشارژر نسبت به سوپرشارژر سرعت واکنش پایین‌تری دارد و نیاز به اینترکولر دارد. از طرف دیگر، توربوشارژر کارایی بیشتری دارد و در توان پیشرانه برتری دارد، اما قابلیت اطمینان و دوام سوپرشارژر بیشتر است و نصب آن نسبت به توربوشارژر آسان‌تر است.