تفاوت‌های سوپرشارژ و توربوشارژ
از آنجایی که قوانین دولت‌ها و نگرانی‌های زیست محیطی باعث دورشدن از موتورهای تنفس طبیعی بزرگ به سمت پیشرانه های ریزتر و کوچکتر می شود، سازندگان خودرو به طور فزآینده ای از توربوشارژها و سوپرشارژها استفاده می کنند تا انرژی بیشتری از سوخت کمتر تولید کنند. هر دوی این دستگاه‌ها می‌توانند انرژی یک موتور با حجم بالا را در یک موتور کوچک تولید کنند تا در هنگام برخورد پای راننده با پدال گاز قدرت تولید شده بیشتر باشد.
در واقع می‌توان گفت که عملکرد کلی توربروشارژها و سوپرشارژها به یک صورت است اما علیرغم شباهت‌های بین این دو، تفاوت های اساسی در مورد استفاده از آنها در وسایل نقلیه وجود دارد. هر دو فناوری در گروه سیستم‌های القایی اجباری قرار می‌گیرند که موتور خودرو را قادر می سازد تا انرژی بیشتری نسبت به موتور “تنفس طبیعی” در شرایط برابر تولید کند. این امر با فشرده سازی چگالی هوا در مخلوط سوخت/هوا، قبل از احتراق در سیلندرهای موتور حاصل می شود. این فرآیند افزایش قابل توجهی در انرژی تولید شده به‌وجود می‌آورد که میتواند تا 50٪ نیروی بیشتری در موتور ایجاد کند.
اگرچه هر‌دو آنها از یک مفهوم القا اجباری مشترک برخوردارند، اما نحوه عملکرد اجزای فشرده سازی هوا تفاوت اصلی این دو است. سوپرشارژرها توسط میلگرد، شفت یا زنجیر از میل‌لنگ موتور چرخانده میشوند در حالیکه توربوشارژرها قدرت خود را از یک توربین به دست می آورند که انرژی خود را از گازهای خروجی موتور جمع می کند.
نحوه عملکرد توربوشارژ
به زبان ساده، توربو یک پمپ هوا است که امکان اینکه هوای بیشتری با فشار بالاتر به موتور پمپ شود را فراهم میکند. توربو از دو بخش مجزا تشکیل شده است، انتهای کمپرسور و انتهای توربین. انتهای کمپرسور (یا انتهای سرد) غالباً از آلومینیوم ساخته شده و دمای تا 70 درجه سانتیگراد را تجربه میکند. هوای محیط به داخل محفظه کمپرسور کشیده میشود و چرخ کمپرسور، هوا را فشرده می کند و آن را با سرعت بسیار به سمت موتور روانه میکند.
انتهای توربین (یا انتهای گرم) از چدن یا فولاد ضد زنگ ساخته شده است و می تواند تا 960 درجه سانتیگراد برسد، زیرا گازهای خروجی حرارت بالایی دارد و چرخ توربین را با سرعت حداکثر 280،000 دور در دقیقه می چرخانند. محفظه توربین گازهای خروجی موتور را به سمت پره های چرخ توربین هدایت می کند و آن را به چرخش در می‌آورند. پس از عبور از چرخ توربین، گاز مانند سیستم های تنفس طبیعی از سیستم اگزوز خارج می شود.
پس از شروع فرآیند احتراق، یک چرخه مداوم ایجاد میشود و توربو از انرژی اتلاف شده گازهای خروجی استفاده میکند، ورود هوای بیشتر و همچنین جریان سوخت بیشتری را به داخل سیلندر امکان پذیر میکند و بنابراین انرژی بیشتری را به دست می آورد.
نحوه عملکرد سوپرشارژ
همانطور که در بالا ذکر شد، یک سوپرشارژر به صورت مکانیکی توسط موتور چرخانده می شود و با فشرده سازی هوا بالاتر از فشار اتمسفر، مقدار هوای ورودی به سیلندر‌ها را افزایش می دهد. این امر باعث وارد آمدن هوای بیشتر به موتور شده و سبب تقویت نیرو می شود و باعث میشود سوخت بیشتری به سوپرشارژر اضافه شود و بنابراین قدرت موتور را افزایش می‌دهد. سوپرشارژرها دو نوع اصلی دارند، سوپرشارژرهای جابجایی مثبت که میزان فشار ثابتی را ایجاد می کنند و با افزایش دور موتور تغییر زیادی در فشار آنها ایجاد نمی‌شود. سوپرشارژرهای دینامیکی که همانطور که از نام آنها پیداست با افزایش دور موتور فشار بیشتری ایجاد می کنند.
مقایسه توربوشارژ و سوپرشارژ
علاوه بر نحوه کارکرد این دو دستگاه که قبلا عنوان شد، تفاوت اصلی دیگر این است که در حالی که یک سوپرشارژر برای کار کردن به موتور نیاز دارد، یک توربوشارژر با گازهای خروجی از موتور شروع که کار میکند. این بدان معنی است که توربوشارژرها با بهره‌وری بالاتر، با استفاده از انرژی اگزوز که معمولاً در موتورهای تنفس طبیعی و سوپرشارژ از بین می رود، کار میکنند.
توربوشارژرها به میزان قابل توجه توان خروجی (اسب بخار) برای موتورها فراهم می كنند، به ویژه به موتورهای كوچک‌تر اجازه می دهند تا در مقایسه با اندازه خود، انرژی بسیار بیشتری تولید كنند، و در عین حال مصرف سوخت بهتری دارند. از طرف دیگر، توربوشارژرها در دور موتور پایینتر قدرت کمتری را برای موتور فراهم میکنند زیرا گازهای خروجی برای چرخاندن توربین توربوشارژر و تولید فشار لازمه نیاز به زمان دارند که به این پدیده اصطلاحاً تاخیر توربو می‌گویند.
سوپرشارژرها همچنین توان خروجی (اسب بخار) موتور را افزایش میدهند و از آنجاییکه توسط میل لنگ موتور چرخانده می شوند، قدرت خوبی را در دور موتور پایین و بدون هیچ تأخیری تأمین می کنند. با توجه به اینکه سوپرشارژرها از قدرت موتور برای تولید نیروی موتور استفاده میکنند، این معامله باعث کاهش کارایی میشود.
دلیل استفاده بیشتر توربوشارژرها در اروپا کوچک بودن موتورها و استاندارد بودن چهار سیلندر است. سوپرشارژرها می توانند در دورهای پایینتر از یک توربوشارژر عمل تقویت را انجام دهند، در حالیکه توربوشارژر در دور موتور بالا بهترین عملکرد را دارد. توربوشارژرها ساکت‌تر و سوپرشارژرها قابل اطمینان‌ترند همچنین نگهداری سوپرشارژرها نسبت به توربوشارژر راحت تر است.
در نتیجه، وقتی سوپرشارژرها را با توربوشارژها مقایسه می‌کنید، برنده مشخصی وجود ندارد. اینکه کدام گزینه بهتر است به خود وسیله نقلیه و نحوه استفاده معمول آن بستگی دارد.
