خودروهای اسپورت با پیشرانه‌ی تنفس طبیعی بیش‌ازپیش نایاب می‌شوند؛ و اگرچه که توربو هر روز پرطرفدارتر می‌شود اما قطعاً نقطه‌ضعفی دارد و آن تأخیر است. چگونه می‌توان با این مشکل مبارزه کرد؟

 

به علت تأکید مستقیم و شدید روی کاهش مصرف سوخت و آلایندگی در چند سال گذشته، حتی خودروهایی با عملکرد پایین‌تر نظیر آبارث 124 نیز از توربو استفاده می‌کنند. خودروسازها برای پر کردن فاصله‌ی عملکردی خودروها به توربو روی آورده‌اند و از بین بردن این تأخیر هم‌اکنون به مسئله‌ای مهم در توسعه‌ی قوای محرکه بدل شده است.

لگ (تأخیر) توربو چیست؟

توربوشارژرها در ذات خود با جریان گازهای اگزوز که فشار و سرعت لازم برای چرخش پروانه و یا توربین داخل این سیستم را تأمین می‌کنند کار کرده و باعث می‌شوند تا هوا با سرعت بیشتری به داخل سیلندر هدایت شود که این نیز به نوبه خود قدرت را افزایش می‌دهد. بنابراین با افزایش سرعت، جریان گاز اگزوز به همراه سرعت چرخش پروانه افزایش می‌یابد.

 

 

متأسفانه معنی سخن این است که فاصله‌ی زمانی به این شکل ایجاد می‌شود که گازهای اگزوز مجبورند راه خود را از سیلندر و منیفولد به داخل توربوشارژر بیابند؛ بنابراین تأخیر توربو به عنوان فاصله‌ای بین استفاده از پدال گاز و پاسخ توربو تعریف شده که منجر به انتقال ناهنجار قدرت می‌شود.

در خودروهای مدرن توربو به گونه‌ای برنامه‌ریزی و ساخته شده که تا حد ممکن تحویل قدرت خطی داشته باشد اما در دهه‌ی 80 و 90 میلادی، خودروهایی نظیر پورشه 935 و فراری F40 به خاطر قدرت غیرمنتظره‌ی خود مشهور شده بودند.

 

 

پیشرانه‌ی 6 سیلندر تخت پورشه 935 توربوشارژر بزرگی داشت که بیش از 800 اسب بخار قدرت تولید می‌کرد اما تأخیر توربوی آن بسیار مشهود بود.

خب حالا راه‌حل‌ها برای کم کردن و یا از بین بردن کامل این تأخیر چیست؟

توربوهای Twin-scroll

توربین با اسکرول دوبل به‌طور مؤثری یک مجموعه‌ی کارا را ایجاد می‌کنند. با استفاده از دو دریچه ورودی برای گازهای اگزوز، این نوع توربوها برای به‌کارگیری در سرعت‌های مختلف جریان گازهای اگزوز طراحی شده‌اند و تأخیر توربو را کاهش می‌دهند.

 

 

اولین دریچه برای سرعت‌های پایین پیشرانه طراحی شده، جایی که سرعت جریان گاز اگزوز پایین بوده و بنابراین از نظر قطر کوچک است. این بخش فشار را در پره‌های توربین به حداکثر می‌رساند. دریچه دوم از نظر اندازه بزرگ‌تر بوده تا بتواند در برابر سرعت بالای جریان گاز اگزوز عملکرد بهتری داشته باشد.

توربوهایی با هندسه متغیر

یک روش پیچیده‌تر و با اطمینان کمتر که تأخیر توربو را کاهش می‌دهد استفاده از این نوع سیستم‌ها است. این سیستم از پره‌های دینامیکی در داخل توربین استفاده می‌کند که می‌توانند نسبت به زاویه‌ی شفت چرخشی مرکزی باز یا بسته شوند. از نظر تئوری سخن به این معنی است که پره‌ها می‌توانند به خاطر بهره بردن از مزیت سرعت‌های پایین پیشرانه بسته شوند و سپس به‌طور پیش‌رونده برای استفاده حداکثر از مساحت سطح پره بازشوند.

 

 

خطرات این تکنولوژی به ریسک باز نشدن پره‌ها با افزایش سرعت بازمی‌گردد. اگر پره‌ها بسته بمانند، توربوشارژر هوای بیشتری را به سیلندرها می‌فرستد و دور پیشرانه‌ی بالا به سادگی می‌تواند پیشرانه‌ها را از کار بیندازد.

نیتروژن

NOx برای ایجاد فشار داخل هر سیلندر بکار گرفته می‌شود. تا زمانی که این فشار به‌طور مستقیم با سرعت گاز اگزوز ارتباط دارد، ورود نیتروژن به فرایند احتراق برای افزایش فشار آنی صورت می‌پذیرد و این به معنی عملکرد بهتر توربو خواهد بود.

توربوهای سکونشئال

دو معمولاً بهتر از یک است و همین مورد در رابطه با توربو نیز صدق می‌کند. یک توربوی کوچک و یک توربوی بزرگ برای افزایش عملکرد پیشرانه در محدوده‌ی وسیع دور پیشرانه با یکدیگر کار می‌کنند که این امر منجر به کاهش تأخیر توربو می‌شود. توربوی کوچکتر به ورودی کمتری برای عمل کردن نیاز دارد و بنابراین در دورهای پایین پیشرانه کار می‌کند. با افزایش سرعت پیشرانه، توربوی بزرگ‌تر وارد مدار می‌شود و از پره‌های بزرگ‌تر برای افزایش فشار گاز اگزوز برای وارد شدن به محفظه احتراق استفاده می‌کند.

 

 

مزدا RX-7، نیسان GTR و پورشه 911 توربو از این ترکیب سود می‌برند. توئین توربوها می‌توانند کلیدی طلایی برای سطوح بالای گشتاور و قدرت باشند زیرا از مزیت انعطاف‌پذیری اندازه‌ی توربوها سود می‌برند.

توربوی هیبرید الکتریک

سیستم‌های الکتریکی تقریباً در همه‌ی جنبه‌های خودرویی نفوذ کرده‌اند و بنابراین توربوها نیز از این نفوذ در امان نبوده‌اند. با استفاده از یک پیشرانه‌ی الکتریکی بین ورودی و خروجی توربوشارژر، فشار از طریق شفت مرکزی توربو و به منظور در مدار نگه داشتن آن اعمال شده و برای فرایند چرخش پره‌ها آماده می‌گردد.

 

 

در این فناوری که ابتدا در فرمول 1 مورد استفاده قرار گرفته، قدرت پیشرانه به‌طور متناوب و حتی در زمانی که سرعت جریان گاز اگزوز پایین است با استفاده از توربو بهبود می‌یابد و تأخیر آن بسیار پایین می‌آید. آئودی SQ7 ادعا می‌کند اولین خودرویی است که از این فناوری استفاده می‌کند. با پایین آمدن هزینه‌های توربوی الکتریکی و قابل‌ابتیاع شدن آن انتظار می‌رود که این سیستم بر سایر سیستم‌های پرخوران غلبه نماید.

 

اما آیا این راه‌حل‌ها بهترین هستند؟

اگرچه که انتقال قدرت در پیشرانه‌های مجهز به توربوهای قوی می‌تواند چشمگیر باشد اما این سیستم در مقایسه با پاسخ فوری پدال گاز پیشرانه‌های تنفس طبیعی یا مجهز به سوپرشارژر عجیب‌وغریب است. خودروسازانی همچون ولوو حتی از دو سیستم توربوشارژر و سوپرشارژر برای به حداکثر رساندن قدرت و از بین بردن تأخیر استفاده می‌کنند.

 

 

اگرچه که این راه‌حل‌ها تقریباً تأخیر توربو را در خودروهایی چون پورشه 911 و مک لارن 570S از بین برده‌اند اما انتظار برای تغییری ناگهانی در قدرت خودرو می‌تواند شخصیت منحصربه‌فردی به آن بخشیده و خودروهای مجهز به توربوهای مدرن را غیرهیجانی و سست نشان دهد. شکی وجود ندارد که این راه‌حل‌ها خوب هستند اما گاهی اوقات برخی روش‌های قدیمی هم چیز بدی نیستند.

بالانس چرخ‌های خودرو یکی از الزامات اساسی خودرو در زمان سرویس دوره ای خودرو می‌باشد که همواره توسط سازنده خودرو نیز توصیه می‌شود. بالانس لاستیک‌ها, که بعضی اوقات با میزان فرمان اشتباه گرفته می شود, در افزایش طول عمر لاستیک و رسیدن به عملکرد بهینه لاستیک نقش بسیار مهمی را ایفا می کند.

 

بالانس چرخ‌ها, از طریق توزیع یکسان وزن لاستیک و خودرو, باعث سایش یکنواخت هر چهار لاستیک و یک سواری ملایم می شود. باید توجه داشته باشید که بالانس لاستیک ها با میزان فرمان دو مسئله کاملا متفاوت می باشند.

در طول زمان, سایش لاستیک خودرو و افتادن در دست اندازها و جاده های ناهموار باعث می شود که توزیع نیرو روی لاستیکهای خودرو دستخوش تغییر شود که در این حالت لاستیکهای خودرو از شرایط بالانس خارج می شود و این مسئله خود را از طریق ارتعاش و ضربه زدن فرمان خودرو در سرعتهای مختلف, بسته به میزان غیربالانسی, نشان می دهد.

باید توجه داشت که, بالانس نبودن چرخها هم برای لاستیکها و هم برای خودرو مضر می باشد. عدم بالانس, باعث سایش غیر یکنواخت لاستیکها می شود و باعث می شود که یکی از لاستیکها زودتر از دیگری به پایان عمر خود برسد. علاوه براین, بالانس نبودن چرخها باعث خراب شدن جلوبندی خودرو نیز می شود که این امر ممکن است مشکلات بیشتری را برای راننده خودرو بوجود بیاورد.

بطور کلی, بالانس دوره ای لاستیکهای خودرو در هر 8000 تا 9000 کیلومتر یا هر 6 ماه همواره به رانندگان توصیه می شود.

بالانس چرخها مخصوصا برای ماشینهای امروزی, که دارای وزن کمتری در مقایسه با خودروهای قدیمی می باشند, از اهمیت بسیار زیادی برخوردار می باشد و کوچکترین عدم بالانس در لاستیکها به راحتی خود را در خودروهای جدید نشان می دهد. در خودروهای قدیمی ارتعاش حاصل شده بواسطه عدم بالانس چرخهای خودرو به واسطه وزن زیاد خودرو از بین می رفت و راننده شاید اصلا متوجه عدم بالانس بودن لاستیکها نمی شد و زمانی متوجه این مسئله می شد که دیگر لاستیکها خراب شده بودند.

پایه بیش تر روغن های موتور که به آن‌ها، روغن‌های مینرال یا معدنی گفته می‌شود، نفت خام است که طی فرآیندهای پیچیده به محصول جهت مصرف نهایی در خودروها تبدیل می شود. البته روغن موتور در سال‌های اخیر به جز نوع مینرال، به دو نوع نیمه‌سنتتیک و تمام‌سنتتیک نیز تقسیم می‌شود که در حقیقت انواعی از روغن مهندسی‌شده هستند. وظایفی که روغن های روان‌کار در پیشرانه خودرو بر عهده دارند، به طور خلاصه عبارتند از:

 

الف- روان‌کاری: به حداقل رساندن اصطکاک و ساییدگی میان قطعات در حین کارکرد ب- انتقال حرارت: خارج ساختن حرارت ایجاد شده در موتور و خنک کردن قطعات متحرک ج- آب‌بندی: با تشکیل لایه‌ای از روغن میان پیستون و سیلندر در موتورهای درون‌سوز به منظور جلوگیری از فرار گازهای متراکم د- ضربه‌گیری: جذب بخشی از ارتعاشات و ضربات حین انجام اعمال مکانیکی روی قطعات هـ- انتقال مواد: انتقال ذرات ناشی از سایش قطعات و نیز ترکیبات حاصل از تجزیه روغن و سوخت

بخش عمده وظایف فوق را مواد افزودنی که به روغن پایه اضافه می شوند، انجام می‌دهند. این مواد در عین حال، رنگ روغن را کمی تیره می کنند، ولی از شفافیت آن نمی‌کاهند. برای آن که همیشه خودرویی سرحال داشته باشیم، بهتر است موارد زیر را مو به مو اجرا کنیم .

1- رنگ روغن به تنهایی ملاک مناسبی برای تشخیص کیفیت روغن موتور نیست و فقط افراد متخصص می توانند تا حدودی با بررسی ظاهری و نهایتا با انجام آزمایش های مربوطه، در مورد کیفیت روغن اظهار نظر کنند. مواد افزودنی مورد استفاده در روغن موتور، معمولا موجب تیره شدن رنگ آن می شوند. روغن موتورهای مرغوب در اثر جذب براده های فلزات ناشی از سایش قطعات روی یکدیگر، دوده ناشی از احتراق، گرد و غبار و سایر آلاینده ها، تیره‌تر می شوند. اما تفاوت روغن کارکرده و کارنکرده در شفافیت آن‌هاست، به طوری که روغن مناسب و دارای افزودنی های ویژه، شفاف و کمی تیره است. اما روغن کارکرده علاوه بر تیره بودن، کدر هم می باشد و این کدر (سیاه) شدن رنگ روغن موتور حین کارکرد، نشانه افت کیفیت روغن نبوده، بلکه نشانه عملکرد صحیح روغن در موتور و مصرف تدریجی افزودنی های روغن موتور است و لذا سیاه شدن رنگ روغن موتور نشانه فرا رسیدن زمان تعویض آن نبوده و تا کیلومتر پیمایش توصیه شده خودروساز و شرکت تولید کننده روغن موتور، کارایی لازم را خواهد داشت. بنابراین چنان‌چه رنگ روغن پس از مدتی کارکرد تغییر نکند، نشانه عدم توانایی انتقال مواد زائد و رسوبات از لابه لای قطعات و در نتیجه نامناسب بودن آن است.

2- نوع روغن موتور مصرفی باید با نوع موتور وسیله نقلیه متناسب باشد. در این مورد لازم است به دفترچه راهنمای خودرو مراجعه کرده و توصیه سازنده خودرو مد نظر قرار گیرد.

3- مصرف‌کننده روغن موتور، باید از استاندارد سطح کیفی و پیمایش واقعی روغن موتور شناخت کافی داشته باشد.

4- استفاده از روغن های مظروف تولیدشده توسط سازندگان معتبر که روی بسته‌بندی آن‌ها، مشخصات مربوطه شامل سطح کیفی و کیلومتر کارکرد مناسب درج شده است، مطمئن‌تر است.

5- تنظیم موتور به منظور جلوگیری از وارد شدن فشارهای اضافی روی قطعات آن و هم‌چنین بررسی وضعیت روغن موتور ضروری است.

6- شرایط عملیاتی کارکرد موتور از قبیل مدت زمان فعالیت، میزان بار وارده، دما، رطوبت و سایر عوامل محیطی، تاثیر مستقیم بر کارایی و کیفیت روغن موتور دارند.

7- تعویض به‌موقع فیلترهای هوا و روغن و نیز شست وشوی بدنه موتور، موجب افزایش عمر روغن می گردد.

8- کیفیت لاستیک و تنظیم باد آن، از وارد شدن بار اضافی بر موتور کاسته و زمان تعویض روغن موتور را به تاخیر می اندازد.

9- راکد ماندن روغن در داخل موتور دلیلی بر حفظ کیفیت آن نیست، بلکه باید پس از چهار تا شش ماه برای روغن های با سطح کیفی پایین و شش تا 12 ماه برای روغن های تولید شده با سطح کیفی بالا، روغن کارنکرده را تعویض کرد. برای تعیین زمان دقیق‌تر بایستی به توصیه‌های سازنده خودرو، توجه کرد.

10- سطح روغن نشان‌داده‌شده روی میله اندازه‌گیری یا همان گژ واقع در مخزن روغن، همواره باید بین دو علامت L و H باشد. به طور کلی اگر به خط پائینی یا L نزدیک تر باشد بهتر از این است که به H یا خط بالایی برسد.

11- در صورت کاهش میزان روغن، مقدار اضافه‌شده باید از همان نوع فبلی باشد.

12- داشتن گران‌روی یا ویسکوزیته مناسب از مشخصه‌های مهم روغن موتور است. استهلاک بیش‌تر، افزایش حرارت قطعات موتور، مصرف سوخت بالاتر و دیر روشن شدن در هوای سرد از معایب عدم انتخاب صحیح روغن متور با گران‌روی مناسب است.

13- به منظور حصول اطمینان از کارکرد مناسب، استفاده از روغن‌های چند درجه‌ای یا مالتی‌گرید که به آن‌ها چهارفصل هم گفته می‌شود بهتر است.

14- شرایطی نظیر رانندگی با سرعت بالا ویا طولانی مدت، دماهای بالا، نقاط با شیب تند، پیمودن مسافت های بسیار کوتاه، خاموش و روشن کردن متناوب موتور، حرکت در ترافیک های سنگین شهری و درصد بالای گوگرد سوخت (در موتورهای دیزلی) مصرف روغن موتور را افزایش داده، از کیفیت و عمر آن می کاهد.

یک خودرو از بخش‌های مختلفی تشکیل شده است اما دو بخش از خودرو‌ها همواره مورد توجه بیشتری قرار می‌گیرند طراحی بدنه و طراحی موتور دو بخش مهم در عملکرد خودرو به حساب می‌آیند.

 

هر چه این مشخصات پر هیجان تر باشند خودرو می‌تواند در رقابت با رقبای خود موفق تر عمل کند. خودروهای امروزی با موتورهای احتراق درونی که از سوی خودروسازان مختلف در سراسر دنیا تولید می‌شود عموما به دو حالت طراحی و ساخته می‌شوند که عمده ترین تفاوت آنها در نحوه قرار گرفتن سیلندرها در کنار هم است.

موتورهای مستقیم (یا خطی) و موتورهای V شکل یا خورجینی عمده ترین نوع موتورهایی است که می‌توان در خودروهای امروز آنها را رصد کرد. هر کدام از این نوع موتورها مزیت‌ها و محدودیت‌هایی دارند که ممکن است از سوی یک خودرو ساز انتخاب شوند. در رابطه با موتورهایی با ترتیب سیلندر مستقیم که ساده‌ترین نوع موتور از نظر چینش سیلندر هستند موتور لرزش کمتری دارد. در موتورهای خطی 6 سیلندر حجم موتورها بین 2 تا 5 لیتر هستند که بسیاری از خودروها در همین محدوده قرار می‌گیرند.

در رابطه با خودروهایی با موتورهای کوچک این نوع موتورها به نسبت هزینه و توانایی که ارائه می‌دهند کارآیی ندارند و ساخت چنین موتوری برای خودروهای کوچک اقتصادی هزینه‌های بالایی دارد که عموما خودروهای کوچک به سمت استفاده از این نوع چینش سیلندر نمی‌روند. فضایی که موتورهای خطی نیاز دارند نسبت به موتورهای وی شکل بسیار بیشتر است و اگر در فضای کاپوت محدودیت وجود داشته باشد این موتورها قابلیت استفاده نخواهند داشت. هر چند در طول تاریخ خودروها بسیار کوچک یا موتورسیکلت‌هایی از سیستم موتور خطی استفاده کرده‌اند اما تعداد آنها بسیار کم و محدود بوده است.

در رابطه با خودروهایی با موتور بزرگ هم این موضوع دیده شده است که برخی خودرو سازان مانند جگوار، فورد، شورولت، تویوتا از موتورهای خطی با حجم بالا و البته تعداد سیلندر زیاد استفاده کرده‌اند که نشان می‌دهد این خودرو سازان مطرح به مزیت‌های این نوع چینش سیلندرها آگاه بوده‌اند و در برخی مدل‌های خود از این موضوع استفاده کرده‌اند.

به دلیل بالانس بالایی که در این موتورها وجود دارد خودروهای سنگین و موتورهایی که در شناورهای دریایی غول پیکر استفاده می‌شوند از این نوع چینش بهره برده‌اند که عموما از نوع دیزل هستند. موتورهای 6 سیلندر یکی از محبوب‌ترین موتورهایی است که در هر نوع خودرویی می‌تواند استفاده شود که تنوع بالا در خودروها نشان از قابلیت این تعداد سیلندر دارد که توانسته‌اند به زیر کاپوت خودروهای سدان و لوکس، تراک‌ها و شاسی‌بلندهای پر قدرت بروند.

اگر بخواهیم به بازار خودروهای روز توجه کنیم به راحتی درخواهیم یافت که اکثر خودروها از سیستم موتورهای وی شکل استفاده می‌کنند و سیستم خطی قدیمی تر از خورجینی به حساب می‌آید و اولین خودروهایی که با موتورهای احتراق درونی ساخته شدند از نوع خطی و مستقیم بودند. در سیستم وی شکل تعداد سیلندر‌ها به دو بخش تقسیم می‌شوند و پیستون‌ها با زاویه‌ای 60 یا 90 درجه نسبت به ردیف مقابل قرار می‌گیرند و از این طریق فضای طولی موتور کاهش پیدا می‌کند و موتور فشرده تر به نظر می‌رسد.

این نوع آرایش موتورها مزیت‌های زیادی را به همراه دارد و باعث می‌شود خودروها با موتورهای پر تعداد از نظر سیلندر به فضای کمتری در درون کاپوت نیازداشته باشند و باعث می‌شود نقطه مرکز ثقل پایین بیاید و در مجموع باعث کاهش وزن موتور خواهد شد که این موضوع یکی از دغدغه‌های خودرو سازان است. در مقابل موتورهای وی شکل ما موتورهای خطی را داریم که طرفدارانش بالانس بهتر و تعمیر و نگهداری راحت از این نوع موتورها را از مزیت‌های آن بر می‌شمارند که کاملا درست و منطقی است و در رابطه با یک کشتی یا خودروهای سنگین معدن که تعمیر و نگهداری از موتور کار راحتی نیست سیستم خطی می‌تواند کاملا مناسب باشد.

همان‌طور که گفته شد موتورهای خطی به فضای طولی زیادی نیاز دارند و این موضوع محدودیت‌هایی را ایجاد می‌کند به‌طوری‌که در موتورهای وی شکل به دلیل انعطاف‌پذیری بالا و تراکم بیشتر تجهیزات موتور فرآیند توسعه و افزودن تجهیزات بیشتر به خودرو راحت‌تر امکان‌پذیر است و می‌توان از یک موتور برای مدت بیشتری در مدل‌های مختلف استفاده کرد.

اولین موتور وی شکل در سال 1889 از سوی دایلمر ساخته شد و به تدریج در قایق‌های مسابقه‌ای در سال 1903 استفاده شد و با اثبات قابلیت‌های این نوع طراحی موتور به تدریج به کاپوت خودروهای زیادی راه پیدا کرد. اگر اهل این هستید که با موتور خودروی خود بازی کنید و مدام دست‌های خود را روغنی کنید موتورهای وی شکل برای شما مناسب نیستند؛ چرا‌که پیچیدگی‌های بیشتری دارند و ممکن است هیجان دستکاری موتور را از دست بدهید.