انواع سیستم طراحی توربو شارژ

همه توربوشارها برای کار یکسانی ساخته شده‌اند اما، برای چرخاندن توربین از سه روش مختلف استفاده می‌کنند که نام انواع توربوشارژ برگرفته از آن است.

1. سیستم تویین توربوی موازی

این چیدمان ساده‌ترین و پرکاربردترین نوع تویین توربو است و اکثر خودروهای تویین توربوی موجود در بازار از این روش استفاده می‌کنند. در این چیدمان روی هر بلوک از پیشرانه‌ی وی شکل یا باکسر، یک عدد توربوشارژر قرار می‌گیرد و از مانیفولد دود همان بلوک تغذیه می‌شود. مثال چنین پیشرانه‌هایی، پیشرانه‌ی مورد استفاده در مرسدس بنز S500 است.

اما شرکت بی‌ام‌و در سیستم تویین توربوی خود از چیدمان خاصی استفاده کرده است؛ پیشرانه‌ی N54 و N55 این شرکت که در خودروهایی چون 335i و X635i استفاده شده است، نمونه‌ی شش سیلندر خطی است که سیلندرهای آن در امتداد یکدیگر قرار دارند. در این پیشرانه  به ازای هر سه سیلندر یک عدد توربوشارژر قرار داده شده است.

در گذشته از توربوشارژرهای دوتایی با دومرحله نیز استفاده می‌شد و در آن سیستم توربوشارژر دوم در دورهای بالا و در زمان نیاز وارد مدار شده و در دورهای پایین تنها یکی از توربوشارژرها عمل می کرد.

اما با پیشرفت علم و بهبود بخش الکترونیکی پیشرانه‌ها، امکان کنترل بهتر روی توربوشارژرها فراهم شده و دیگر سیستم دو مرحله ای کنار گذاشته شد. خودروهایی مانند نسل آخر تویوتا سوپرا و مزدا RX-7 از توربوشارژرهای دومرحله‌ای استفاده می‌کردند.

2. توربوشارژرهای Twin-scroll

مشهورترین خودروی بازار ایران که از این نوع توربوشارژر استفاده می کند بی‌ام‌و های 328i و 528i هستند. خودروسازانی چون میتسوبیشی، رنو، پژو سیتروئن، جنرال موتورز و بی‌ام‌و همگی نسبت به استفاده از این نوع توربوشارژرها تمایل زیادی نشان داده و در مدل‌های مختلفی از محصولات خود از این سیستم استفاده کرده‌اند، اما دلیل آن چیست؟

پاسخ را باید در سرعت عمل و تاخیر بسیار کم و راندمان بالای این نوع توربوشارژرها چیست.

در یک توربوشارژر ساده گازهای خروجی از تمامی سیلندرها از طریق یک مجرای مشترک وارد توربوشارژر می‌شوند. از آنجایی که زمان خروج دود از هر سیلندر متفاوت با دیگر سیلندرها است، تداخل این گازها با یکدیگر می‌تواند سبب کاهش انرژی آن‌ها شده و در نتیجه کارایی توربوشارژر را نیز کاهش دهد.

در سیستم تویین اسکرول (گاها تویین پاور نیز نامیده می‌شود) دو مجرای جداگانه برای ورود دود به توربوشارژر تعبیه شده است. بطوری که برای مثال در پیشرانه‌ی بی‌ام‌و در سیستم تویین اسکرول دو مجرای جداگانه برای ورود دود به توربوشارژر تعبیه شده است.

بطوری که برای مثال در پیشرانه‌ی بی‌ام‌و 328i سیلندرهای 1 و 4 دارای یک مجرا و سیلندرهای 2 و 3 نیز دارای مجرای دیگری هستند.

با چنین تدبیری نه تنها کارایی توربوشارژر افزایش پیدا می‌کند بلکه تاخیر آن نیز کاهش چشمگیری پیدا می‌کند.

همچنین این دو مجرای مختلف در داخل توربین نیز عملکردی متفاوت دارند بطوری که دود موجود در مجرا با لبه‌ی بیرونی پره‌های توربین تماس پیدا کرده و دور توربوشارژر را افزایش می‌دهد و دود موجود در مجرای کوچک‌تر نیز با لبه‌ی داخلی پره‌های توربین برخورد کرده و باعث چرخش سریع‌تر توربوشارژر در ابتدای حرکت می شود تا تاخیر را از بین ببرد.

نگاهی به مشخصات پیشرانه‌ی N20 بی‌ام‌و نشان خواهد داد که این پیشرانه از عملکرد بالایی برخوردار است.

این پیشرانه‌ی دو لیتری چهار سیلندر دارای توان تولید 245 اسب بخار در 5 هزار دور بر دقیقه و 350 نیوتون‌متر گشتاور را در بازه‌ی 1250 تا 4800 دور بر دقیقه داراست. پیشرانه‌ی شش سیلندر 3 لیتری N53 که N20 جایگزین آن شد تنها دارای 270 اسب بخار قدرت در 6700 دور بر دقیقه و گشتاور 320 نیوتون‌متر در دور موتور 2750 تا 3 هزار دور است.

همانطور که آمار نشان می‌دهند، پیشرانه‌ی شش سیلندر توربوشارژر نه تنها گشتاور بیشتری دارد بلکه گشتاور آن در بازه‌ی بیشتری از دور موتور و آن هم از دور پایین تری در دسترس است.

موتور توربوشارژر ملی در گذر زمان:

پروژه تولید مدل توربوشارژر از موتور ملی یه سال‌ها قبل باز می‌گردد، اولین نمونه‌های این موتور با همکاری یک شرکت آلمانی در سال 87 رونمایی شد، اما پس از عرضه اولین نمونه‌های سمند موتور ملی در سال 89 و تشدید تحریم‌ها در سال‌های بعد، تولید انبوه موتور توربوشارژر به تعویق افتاد.

در اواخر سال 94 بالاخره شاهد عرضه سمند با موتور مجهز به توربوشارژر بودیم که با مدل 95 به متقاضیان واگذار شد، اما این پروژه پس از تولید به خاطر اشکالات فراوان در سیستم توربوشارژر مانند از بین رفتن تیغه‌های کمپرسور یا ذوب سر سیلندر به علت دمای بالا عملا شکست خورده محسوب می‌شود و تولید آن در حال حاضر توسط ایران خودرو محدود شده‌است.

در 27 آبان 96 شرکت ایران خودرو اعلام کرد پیش فروش خودرو دنا پلاس توربوشارژر را از 29 آبان آغاز خواهد کرد و تحویل اولین سری دعوتنامه آن در 24 دی 96 با مدل 97 دقیقا به مانند سمند سورن توربوشارژر آغاز شد.