توربوشارژر خودرو و نحوه عملکرد آن

دنیای سیستم‌های پرخوران (Forced Induction Systems) در جهان امروزی صنعت خودرو نمود بسیار بارزی پیدا کرده است. این در حالی است که استفاده از این سیستم‌ها به ابتدای دوران هوانوردی و بهبود بازده پیشرانه هواپیماهای جنگی بازمی‌گردد. از این رو سیستم‌های پرخوران به هیچ عنوان جدید و نوظهور نیست، اما استفاده از آن‌ها (به‌خصوص توربوشارژر خودرو) در صنعت خودروسازی امروز بسیار فراگیر و رایج شده است.

اما برای کسب درک صحیح از عملکرد این سیستم، دلیل وجودی و شیوه نگهداری آن‌، باید با جزئیات و قطعات تشکیل‌دهنده این سیستم آشنا باشیم.

توربو شارژ چیست؟

Turbocharges مانند یک دمنده قوی عمل می‌کند تا هوا را با فشار زیادی به داخل سیلندر کشیده و اهداف زیر را محقق سازد:

• فراهم کردن اکسیژن زیاد برای احتراق سوخت آسان
• خارج کردن دود موجود در پیشرانه
• کاهش انتشار آلاینده‌های مضر
• افزایش قدرت و شتاب موتور
• بهینه سازی عملکرد سیلندر
• افزایش راندمان موتور
• کاهش حجم پیشرانه
• افزایش دمای داخلی موتور

تمام موارد بالا، در زمره مزایای Turbocharges قرار می‌گیرند. در واقع وظیفه اصلی توربو شارژ، تزریق قدرت بیشتر به پیشرانه ماشین است. نگهداری از این قطعه در نحوه عملکرد آن بسیار موثر بوده و به گفته سازندگان آن، گاهی عوامل بیرونی سر منشا ایراداتی است که در آن به وجود می‌آید.

نحوه عملکرد توربوشارژ

پره‌های توربین Turbocharges هنگام احتراق سوخت و خروج گازها از سیلندر، شروع به چرخیدن کرده و از آن‌جایی که این قطعه با تیغه‌های کمپرسور در یک راستا قرار دارند؛ آن‌ها را هم وادار به چرخیدن می‌کنند.

سپس، توربو شارژ که منجر به مکش هوا به موتور شده؛ هوا را همراه سوخت به محفظه سیلندر وارد می‌کند. در نتیجه ورود هوای زیاد به پیشرانه، میزان اکسیژن در سیلندر افزایش پیدا کرده؛ بنزین با کیفیت بیشتری سوخته و انرژی بیشتری در سیستم آزاد می‌شود.

اجزای تشکیل دهنده

مهم‌ترین ویژگی که تمام قطعات موتور توربو شارژ خودرو باید داشته باشند؛ مقاومت آن‌ها در برابر دمای بسیار بالا است. در ادامه تک تک اجزای این قطعه را برای شما شرح می‌دهیم؛ توجه داشته باشید که خرابی هر کدام، عملکرد پیشرانه را تحت تاثیر قرار می‌دهد.

· هوزینگ

این قطعه در واقع به عنوان یه محفظه کامل برای پوشاندن قطعات موجود در Turbocharges استفاده می‌شود و نقش حفاظت از آن‌ها را برعهده دارد.

· تیغه‌های چرخان

تیغه‌ها یا همان پره‌های کمپرسور با هدف فشرده ساختن هوای ورودی به موتور با کمک گازهای خروجی بر روی توربو شارژ قرار گرفتند. پره‌ها باید کاملا با پیشرانه، همگام و سازگار باشند؛ در واقع ویژگی‌هایی مثل شیوه طراحی، اندازه و شکل تیغه‌ها، شدت تزریق هوا و میزان فشار همگی در افزایش کارکرد کمپرسور و قدرت توربین اثرگذار هستند.

· یاتاقان‌ها

این قطعات در محفظه توربو شارژ قرار می‌گیرند تا چرخش پره‌ها را راحت‌تر کنند. در بعضی از خودروها، تنها از بلبرینگ استفاده می‌شود و قطعه مورد بحث، نقشی در سیستم ندارد.

نکته مهم: یاتاقان باید با کمک روغن موجود در پیشرانه روان شود.

· بلبرینگ‌های محور اتصال دهنده

این قطعات، فشار نیروهای وارده به محور اتصال دهنده را به بار می‌کشند.

· محور اتصال دهنده

پره‌های کمپرسور و توربین که در بین یاتاقان‌ها و بلبرینگ‌ها قرار گرفته است؛ توسط این محور به هم متصل می‌شود.

· آب بند

این قطعه از نشت کردن روغن در کمپرسور و سایر تجهیزات موجود در توربو شارژ جلوگیری کرده و به عبارتی، سیستم را آب‌بندی می‌کند.

تعریف پرخوران

بر اساس قوانین ترمودینامیک و وجود همیشگی هدررفت انرژی، پیشرانه‌های احتراق داخلی هرگز نمی‌توانند تمامی سوخت دریافتی را به طور کامل احتراق کرده و به حرکت دورانی تبدیل کنند. در نتیجه درصد بالایی از سوخت مصرفی پیشرانه‌های درون‌سوز حتی در ایده‌آل‌ترین نسبت سوخت و هوا (AFR) به صورت حرارت و اصطکاک هدر می‌رود.

در نتیجه برای بهبود عملکرد موتور خودرو باید کاری کنیم که درصد بیشتری از سوخت مصرفی به توان احتراقی و حرکت مکانیکی میلنگ بدل شود. از این رو با فشرده‌سازی هوای ورودی به محفظه احتراق پیشرانه، باعث می‌شویم که سوخت مصرفی با حجم بیشتری از اکسیژن ترکیب شده و احتراق کامل‌تری را حاصل کند.

در ابتدای پیدایش سیستم‌های پرخوران در صنعت هوانوردی، هدف از آن، بهبود عملکرد و فرایند احتراق نبوده است. هواپیماها به دلیل پرواز در ارتفاعاتی که دارای جو رقیق (دارای درصد اکسیژن پایین‌تر) است، عملا از نظر عملکرد محدود می‌شدند. به عبارت دیگر با اوج‌گیری بیشتر هواپیماها، هوا از وجود اکسیژن رقیق‌تر شده و عملا پیشرانه احتراق داخلی قدیمی این هواپیماها به حداکثر ارتفاعی که میزان اکسیژن مورد نیاز برای عملکرد صحیح در آن وجود داشت، محدود می‌شد.

با پیدایش سیستم‌های پرخوران و در صدر آن سیستم سوپرشارژر (Supercharger)، پیشرانه هواپیماها با دریافت حجم فشرده‌شده‌ای از اکسیژن، از مشکل بسیار بزرگ کمبود اکسیژن برای عملکرد صحیح فارق شدند. با پیدایش سیستم‌های پرخوران در صنعت هوانوردی، حالا هوایپماها قادر بودند تا در اتفاعات به مراتب بالاتر از گذشته پرواز کنند، چراکه سیستم سوپرشارژر هوای رقیق موجود در ارتفاعات را به اندازه مورد نیاز برای عملکرد صحیح احتراق پیشرانه فشرده می‌کرد و در اختیار پیشرانه قرار می‌داد. در نتیجه عملکرد پیشرانه در ارتفاعات کم‌اکسیژن نیز همانند سطح زمین بود و می‌توانست توان مورد نیاز برای اوج‌گیری بیشتر هواپیما را فراهم کند.

در آن دوران فکر به کارگیری سیستم پرخوران در خودرو نیز به ذهن مهندسان رسید. در نتیجه با به کارگیری سیستم پرخوران برای پیشرانه خودروها، آن هم بر روی سطح زمین، درصد اکسیژن ورودی پیشرانه به شکل خیره‌کننده‌ای افزایش یافت و بر همین اساس توان تولیدی موتور خودرو نرخ رشد چشم‌گیری پیدا کرد.

فراگیر نشدن سوپرشارژر

سوپرشارژر سیستم بسیار سنگین و بزرگ بود. همچنین فرایند تولید آن نیازمند دقت بسیار بالا و متریال خاص بود که تولید انبوه آن برای گستردگی صنعت خودرو توجیه منطقی به همراه نداشت. اما با طراحی سیستم بسیار ساده‌تر و ارزان‌ قیمت‌تر توربوشارژر (Turbocharger)، موانعی نظیر دشواری و هزینه تولید از میان برداشته شد و این سیستم رفته رفته به صنعت خودرو راه پیدا کرد.

اولین خودرو توربو

اولدزمبیل از زیرشاخه‌های شرکت عظیم جنرال موتورز آمریکا، اولین خودروسازی بود که به صورت انبوه از تکنولوژی توربوشارژر در مدلی به نام F85 کاتلس جت‌فایر (Jetfire) در ابتدای دهه ۱۹۶۰ میلادی بهره گرفت. خروجی کار، تولید قدرت ۲۱۵ اسب بخار و گشتاور ۴۰۰ نیوتون.متر از یک پیشرانه V8 بسیار کوچک به حجم تنها ۳.۵ لیتر بود. این خروجی بهبود ۳۰ درصدی در گشتاور تولیدی در برابر نسخه غیر توربو را به نمایش گذاشت. این خودرو می‌توانست در کمتر از ۱۰ ثانیه به سرعت ۱۰۰ کیلومتر بر ساعت دست یابد که دو برابر سریع‌تر از ضعیف‌ترین نمونه تولید این برند در آن دوران بود.

مزایا و معایب توربو

توربوشارژر در خودرو مزایا و معایبی دارد.

مزایا

• بهبود عملکرد و افزایش راندمان پیشرانه
• امکان کاهش حجم پیشرانه به دلیل افزایش راندمان
• تقابل توان و گشتاور موتور با پیشرانه حجیم‌تر اتمسفریک (بدون توربو)
• عدم تاثیرپذیری از تغییرات جوی (تغییرات فصلی دما) و تغییرات ارتفاع
• کاهش نسبی مصرف سوخت در تناسب با راندمان نهایی

معایب

• پیچیدگی مهندسی به مراتب بیشتر
• افزایش قیمت تولید و دشواری‌های نگهداری
• حساسیت بیشتر مجموعه فنی و افزایش هزینه تعمیرات در صورت بروز خرابی
• قیمت زیاد توربو و هزینه‌بردار بودن جایگزینی آن

اجزا و عملکرد توربوشارژر

توربوشارژرهای امروزی مسیر بسیار طولانی را تا سطح امروزی خود طی کرده‌اند. در نتیجه داغ کردن و نیاز به ترکیب خنک‌کننده آب/الکل دیگر معضل امروزی این سیستم‌ها نیست. اما توربوشارژر چیست و چگونه کار می‌کند؟

توربوشارژر یک فشرده‌کننده یا کمپرسور هوا متشکل از یک هوزینگ (پوسته) دوبل شامل دو پروانه دورانی به نام‌های توربین و کمپرسور و یک شفت مرکزی است. این هوزینگ از سمت توربین بر روی منیفولد اگزوز پیشرانه در محل کلکتور (محل اتصال خروجی‌های منیفولد به یکدیگر) و در مسیر گازهای خروجی داغ و سریع اگزوز قرار می‌گیرد و بر اثر سرعت بسیار زیاد گازهای خروجی حاصل از احتراق پیشرانه، به سرعت دور می‌گیرد. این دوران به کمک شفت مرکزی به پروانه سمت دیگر یا همان کمپرسور منتقل شده و بر اساس نوع مهندسی و طراحی پره‌های آن، هوای پیرامون پیشرانه را به داخل خود مکش کرده و فشرده می‌کند. در اصطلاح فنی به این فشرده‌سازی بوست (Boost) گفته می‌شود که بر حسب واحد فشار Bar یا PSI یا kPa اندازه‌گیری می‌شود.

اما اینجا یک ایراد بسیار اساسی وجود دارد. نه تنها سیستم توربو به دلیل مجاورت با سیستم اگزوز به خودی خود بسیار داغ می‌شود، بلکه هوای محیط بر اثر فشردگی به شدت گرم می‌شود. هوایی که گرم شود، چگالی خود را از دست داده و رقیق می‌گردد. در نتیجه بخشی از عملکرد و هدف نهایی توربوشارژر با گرم شدن هوای فشرده‌شده زیر سوال می‌رود.

اینجا است که قطعه‌ای به نام مبدل حرارتی (Intercooler/اینترکولر) وارد مدار می‌شود تا هوای فشرده و گرم‌شده را پیش از ورود به محفظه احتراق خنک کند و چگالی آن را افزایش دهد. به این ترتیب هوای فشرده‌شده خنک با بالاترین غلظت اکسیژن وارد پیشرانه خودرو شده تا بهینه‌ترین احتراق ممکن را حاصل کند.

کنترل بوست

هر پیشرانه پرخوران با توجه به نوع مهندسی و کاربری و ستاپ نهایی، باید دارای فشار هوای ورودی (بوست) مشخص و مهندسی‌شده‌ای باشد. اما توربوشارژر یک وسیله آنالوگ و به ذات غیر قابل کنترل است که دور پروانه‌های آن با افزایش سرعت و شدت گازهای خروجی اگزوز (افزایش دور موتور) افزایش می‌یابد. افزایش دور پروانه‌های توربو نیز به معنای افزایش بوست در تناسب با دور موتور است.

در نتیجه توربو به سیستمی نیازمند است که تحت هر شرایطی، بوست خروجی را در حد معقول و مورد نیاز کنترل کند. اینجا پای قطعه‌ای به داستان باز می‌شود که دریچه تخلیه بوست مضاعف (Waste Gate) نام دارد. وظیفه این دریچه بازکردن یک حفره در پوسته کمپرسور توربو است تا فشار هوایی را که بنا به هر دلیل مورد نیاز نیست، در محیط تخلیه کند تا به پیشرانه آسیبی نرسد. زمان باز و بسته شدن این دریچه به کمک یک شیر مکانیکی (وکیومی) یا الکترونیکی (هوشمند) کنترل می‌شود که شیر تخلیه (Blow-Off Valve) نام دارد.

در نتیجه شیر تخلیه بر اساس دستوری که از کامپیوتر خودرو (در نمونه هوشمند الکترونیکی) یا از تغییر فشار منیفولد هوا (نمونه وکیومی) می‌گیرد، دریچه تخلیه بوست مضاعف را باز و بسته می‌کند تا فشار تولیدی توربو بر حسب نیاز پیشرانه تامین شده و از حد مجاز فراتر نرود. باز و بسته شدن این دریچه در توربوهای بزرگ خودروهای تقویت‌شده مسابقه‌ای با صدایی بخصوص همراه است که علاقه‌مندان به سیستم توربو عاشق آن هستند.

تاخیر توربو

توربو برای دور گرفتن و تامین بوست محتاج سرعت و شدت عبور گازهای خروجی از اگزوز است. از این رو پره‌های توربین که در کلکتور اگزوز نصب می‌شود، همانند یک سد در مسیر گازهای خروجی اگزوز ایفای نقش می‌کند و تا زمانی که به یک دور مطلوب در تناسب با دور موتور نرسد، جلوی خروج سریع گاز از اگزوز را می‌گیرد و پیشرانه را برای لحظه‌ای بسیار کوتاه خفه می‌کند. این موضوع برای هر بار دور گرفتن توربو (هر بار گاز دادن) یا هر بار ورود توربو به مدار بوست (برای پیشرانه‌هایی که از یک دور مشخص به بعد وارد مدار می‌شوند) اتفاق می‌افتد.

این حالت خفه کردن تا زمان دورگیری مطلوب پره‌های توربین با یک تاخیر کوتاه‌مدت اما محسوس همراه است که به آن پدیده توربو لَگ (Turbo Lag) یا تاخیر توربو می‌گویند. هرچقدر ابعاد توربو در مقایسه با حجم پیشرانه مورد نظر بزرگ‌تر یا میزان بوست مورد نیاز پیشرانه بالاتر باشد، این تاخیر محسوس‌تر و آزاردهنده‌تر است، چرا که این تاخیر به‌خصوص به هنگام شتاب‌گیری سریع، سبقت‌گیری ناگهانی، آغاز حرکت از حالت سکون در سربالایی‌های تند و به هنگام زیاد بودن وزن خودرو، زیر پای راننده به وضوح احساس شده و برای لحظه‌ای هرچند کوتاه، راننده را ناامید می‌کند.

کاهش تاخیر توربو

برای کاهش هرچه بیشتر تاخیر توربو در خودروهای گران‌قیمت، لوکس و اسپرت معمولا از تکنیک‌های بخصوصی استفاده می‌شود که الزاما در خودروهای اقتصادی تولید انبوه روزمره انجام نمی‌گیرد. به صورت کلی می‌توان این تکنیک‌ها را در گروه زیر دسته بندی کرد.

ابعاد مناسب توربو

پدیده تاخیر توربو، موضوعی غیر قابل اجتناب است، اما درصورتی که اندازه توربو در تناسب منطقی با توان نهایی مورد انتظار از پیشرانه انتخاب شود، پدیده تاخیر توربو به کم‌ترین میزان خود می‌رسد.

توربو موازی

زمانی که توربوشارژر پاسخگوی نیاز پیشرانه نیست، یکی از ساده‌ترین روش‌های تامین بوست مورد نیاز استفاده از تعداد بیشتر توربو با ابعاد کوچک‌تر است. به عنوان مثال پیشرانه W16 بوگاتی ویرون و شیرون، از چهار توربوشارژر مستقل کوچک‌تر (یک توربو برای هر چهار سیلندر از پیشرانه) بهره می‌گیرد. به این ستاپ و چیدمان توربو، ستاپ توربو موازی (Parallel Turbo) می‌گویند. در نتیجه در پیشرانه بوگاتی، فشار دورانی هر توربو به صورت مستقل بر عهده چهار سیلندر است.

توربو متوالی

در این ستاپ گاز خروجی اگزوز ابتدا وارد توربین توربو اول و سپس توربین توربو دوم می‌شود. در این روش تا زمانی که بوست تولیدی توربو دوم مورد نیاز نباشد، این توربو وارد مدار نخواهد شد. به این ستاپ توربو متوالی (Sequential Turbo) گفته می‌شود. در نتیجه پیشرانه در هر لحظه تنها با تاخیر یک توربو مواجه است و نه هردوی آن‌ها همزمان با هم.

توربو ترکیبی

ستاپ توربو ترکیبی (Compound Turbo) بسیار شبیه به توربو متوالی است. با این تفاوت که بوست تولیدی توربو اول به عنوان نیرو رانشی کمکی به ورودی کمپرسور توربو دوم وارد می‌شود. در نتیجه توربو دوم نه‌تنها از سمت توربین به کمک گازهای خروجی اگزوز در حال دوران است، بلکه ورودی سمت کمپرسور آن نیز از هوای پرفشار توربو اول تغذیه می‌شود. در این ستاپ هر دو توربو به صورت موازی در مدار فعال است. در حالی که در توربو متوالی، یکی از توربوها تا زمان نیاز به بوست بیشتر، وارد مدار نمی‌شود.

سیستم ضد تاخیر

سیستم دیگری که در مسیر کاهش تاخیر توربو به کار گرفته می‌شود، سیستم ضد تاخیر (Anti-Lag System) نام دارد. در این روش میزان کمی سوخت به کمک یک سیستم پاشش به پشت توربین توربو (بلافاصله بعد از توربو) تزریق می‌شود. این سوخت بر اثر حرارت بسیار زیاد مجموعه توربو و سیستم اگزوز منفجر می‌شود. از آنجایی که این انفجار هیچ راهی به جز خروج به سمت بیرون سیستم اگزوز ندارد، همانند دود معمولی به سمت انتهای اگزوز حرکت می‌کند. اما این خروجی دود حاصل از احتراق داخل پیشرانه نیست، بلکه خود انفجار است که به صورت مصنوعی و عمدی در فضای داخلی اگزوز ایجاد شده است.

در نتیجه فرار این انفجار از اگزوز با پدیده فشار منفی (وکیوم) شدید همراه است. این وکیوم باعث ایجاد مکش در توربین توربوشارژر شده و آن را به حرکت درمی‌آورد. زمانی که پاشش سوخت و احتراق داخل اگزوز به صورت متوالی و پیوسته انجام شود، پره‌های توربین توربو در دوران باقی می‌ماند که این دَوَران از مدت زمان مورد نیاز برای دورگیری توربوشارژر خودرو به هنگام گاز دادن می‌کاهد و تاخیر توربو را از بین می‌برد. این دقیقا همان سیستمی است که خودروهای توربو تقویت‌شده از آن بهره می‌گیرند و اعمال گاز خلاص در آن‌ها با عطسه شدید و انفجار خروجی سیستم اگزوز همراه است و بدون شک صحنه و صدایی بسیار جذاب تولید می‌کند.

اما در عین حال باید بدانید که سیستم ضد تاخیر توربو، فشار نامتعارف و غیراستاندارد بسیار زیادی به توربین توربو وارد می‌کند که به شدت از عمر مفید توربوشارژ خودرو می‌کاهد. به همین دلیل استفاده از این سیستم به هیچ عنوان در خودروهای روزمره و شهری و حتی خودروهای اسپرت تولید انبوه رایج نیست و فقط در خودروهای به‌شدت ارتقایافته نمایشی یا خودروهای مسابقه‌ای (نظیر ماشین‌های WRC) استفاده می‌شود.

توربو هندسه متغیر

مشکل تاخیر توربو از سرعت کم گازهای خروجی در هنگام دور آیدل (درجا) و نیاز ناگهانی به افزایش دور بر اثر افزایش دور موتور خودرو نشات می‌گیرد که در حقیقت لَختی مجموعه پروانه‌های توربو و دشواری فشرده‌سازی سیال هوا مانع آن می‌شود. توربوشارژر با سیستم هندسه متغیر یا VGT (Variable Geometry Turbo) دارای یک صفحه تنظیم‌شونده در بخش توربین است و در دور موتور پایین که سرعت گازهای خروجی اگزوز کم است، با بستن ورودی‌های این صفحه تنظیم‌شونده، بر فشار گازهای کم‌سرعت اگزوز می‌افزاید و موجب افزایش دور توربو می‌شود.

با بالاتر رفتن دور موتور و افزایش حجم و سرعت گازهای خروجی اگزوز، ورودی این صفحه تنظیم‌شونده باز و بازتر می‌شود تا به گازهای پرسرعت اگزوز اجازه عبور دهد. از این طریق دور پره‌های توربوشارژر حتی در دور موتور پایین نیز تا حد مناسبی بالا می‌رود و پدیده تاخیر به شدت کاهش می‌یابد.

توربو دو مجرا

نام توئین اسکرول توربو (Twin-Scroll Turbo) یا توئین پاور توربو (Twin-Power turbo) یکی از آن دست تکنولوژی‌هایی است که موجب سردرگمی و خطای علاقه‌مندان حوزه خودرو می‌شود. با وجود داشتن نام مشابه، به هیچ عنوان به معنای وجود دو عدد توربو مجزا نیست. بلکه کلمه توئین اسکرول (دو مجرا) به تعداد مجراهای تعبیه‌شده در بخش توربین توربوشارژر خودرو اشاره دارد و نه تعداد توربوها. پیشرانه خودرو می‌تواند از نوع دارای دو توربو (Twin Turbo) باشد، اما نوع توربوهای آن توئین اسکرول نباشد. در نتیجه تعداد توربوها را با تعداد مجرا توربوشارژ اشتباه نگیرید.

توربوشارژر خودرو از نوع توئین اسکرول در بخش توربین دارای دو مجرا مجزا است. هر یک از این دو مجرا به صورت مستقل به خروجی‌های اگزوز سیلندرهای مشخص متصل است. به این دلیل که گازهای خروجی اگزوز در تناسب با ترتیب احتراق (ترتیب انفجار هر سیلندر بر اساس طراحی پیشرانه)، پالس‌هایی نامناسب و ناموزون در سیستم اگزوز ایجاد می‌کند که می‌تواند عملکرد بهینه توربین توربو را با تداخل مواجه کند. با تقسیم‌بندی خروجی اگزوز، سیلندرهای هماهنگ با یکدیگر و اتصال آن‌ها به هر یک از دو مجرا توربو توئین اسکرول، هر مجرا از توربو با هماهنگی و پیوستگی بیشتر گازهای خروجی، توربوشارژر را تغذیه می‌کنند. نتیجه آن که افزایش دور توربین با سرعت بیشتر و به مراتب روان‌تر انجام می‌گیرد و به شکل چشم‌گیری از تاخیر توربو کاسته می‌شود.

شفت توربوشارژر

همان‌طور که گفته شد، حرکت دَوَرانی پره‌های توربین و کمپرسور از فشار و سرعت گازهای خروجی حاصل از احتراق پیشرانه تامین می‌شود. این سرعت دورانی در سرعت استاندارد موتور (دور آیدل یا دور درجا) در حدود ۷۰۰ تا ۹۰۰ دور در دقیقه، برای توربوشارژر حدود ۲۰ هزار دور در دقیقه است. زمانی که پیشرانه دور بیشتری می‌گیرد سرعت دَوَران توربوشارژ نیز با نرخ چشمگیری افزایش می‌یابد که در توربوهای کوچک این دور به ۳۰۰ هزار دور نیز می‌رسد. دقیقا به همین دلیل است که خودروهای توربو به هنگام دورگیری با صدای سوت همراه خواهد بود. این صدای سوت هم صدای دورگیری بسیار زیاد پره‌های توربین و کمپرسور توربو و هم سرعت بسیار زیاد هوای ورودی به داخل هوزینگ توربو است که سرعتی نزدیک به سرعت صوت (۳۴۰ کیلومتر بر ثانیه) دارد. این صدا نیز یکی دیگر از صداهای جذاب و منحصر به پیشرانه‌های توربوشارژ است که علاقه‌مندان این حوزه از آن لذت می‌برند. این صدا را می‌توانید در نزدیکی اتوبوس‌های شرکت واحد یا کامیون‌های سنگین در حال حرکت بشنوید.

این سرعت دورانی بسیار زیاد در کنار حرارت بالای توربو که در شرایط تحت فشار زیاد و پیوسته (مثلا در سربالایی طولانی با وزن زیاد خودرو) می‌تواند به دمای خیره‌کننده ۹۵۰ درجه سانتی‌گراد نیز برسد، باعث می‌شود شفت توربو که قطعه خیلی دقیق و حساسی است، بسیار آسیب‌پذیر باشد.

شفت مرکزی توربو در نمونه‌های مختلف بلبرینگی یا یاتاقانی طراحی و ساخته می‌شود که در هر دو نمونه به وسیله روغن موتور و فشار تامین‌شده از سوی پمپ روغن پیشرانه خودرو، روان‌کاری و خنک‌کاری می‌شود. به همین دلیل توربوشارژر خودرو به نوع روغن موتور استفاده‌شده و دوره تعویض روغن موتور بسیار حساس است. از این رو مالکان خودروهای مجهز به پیشرانه‌های توربوشارژ باید توجه بیشتری به نوع و کیفیت روغن استفاده‌شده و تعویض به موقع روغن موتور خودرو خود نشان دهند.

باید‌ها و نباید‌های توربو

وجود سیستم توربوشارژر با داشتن مهندسی بسیار حساس و نسبتا پیچیده و قیمت تولید قابل توجه، مالک را مستلزم به دانستن اصولی برای استفاده از این سیستم می‌کند. بسیاری از کسانی که امروزه خودروهای جدید مجهز به توربوشارژ بازار را خریداری می‌کنند، از شیوه عملکرد و نگهداری آن آگاه نیستند.

با توجه به تامین روغن شفت مرکزی توربو از سوی پمپ روغن پیشرانه، هنگام روشن کردن ابتدایی خودرو هرگز به ناگهان گاز ندهید. چرا که عدم رسیدن حجم مناسب روغن به شفت در ابتدای روشن شدن موتور و گاز دادن ناگهانی که با افزایش سریع دور توربو همراه است، می‌تواند به سرعت به سیستم توربوشارژر آسیب بزند. این موضوع در زمستان‌ها که روغن موتور سفت می‌شود، اهمیت بیشتری پیدا می‌کند.

در صورت تشخیص شرایطی که با توربو لگ مواجه می‌شوید، سعی کنید آن را یاد بگیرید، با آن کنار بیایید و به توربو فرصت دور گرفتن بدهید. فشار مضاعف بر پدال گاز و پیشرانه به امید کاهش تاخیر توربو، موجب آسیب فنی بیشتر در درازمدت خواهد بود.

هرگز پس از رانندگی پرفشار و پیوسته، پیشرانه توربو را ناگهان خاموش نکنید. پس از پارک خودرو حداقل یک دقیقه پیشرانه را در دور آیدل (درجا) به حال خود رها کنید تا کمی از دمای منیفولد اگزوز و توربو کاسته شده و دور توربین و کمپرسور به کم‌ترین حد خود برسد.

آنقدر که دوره‌های تعویض روغن و فیلتر روغن اهمیت دارد، برند و قیمت آن مهم نیست. در نتیجه همواره سعی کنید روغن و فیلتر روغن موتور خودرو را در بازه‌های کوتاه‌تر تعویض کنید تا روغن مصرفی توربوشارژر همواره تمیز و نو باشد.

در صورتی که پیشرانه ایرادهای جانبی چون روغن‌سوزی، ترکیب آب و روغن و کم کردن روغن دارد، سریع به آن رسیدگی کنید، چرا که آلوده شدن یا کاهش سطح روغن موتور برای سیستم توربو بسیار خطرناک است.

در پیشرانه مجهز به توربوشارژ همواره فیلتر هوای ورودی پیشرانه را تمیز نگهدارید و هرگز آن را حذف نکنید. با توجه به سرعت چرخش پره‌های کمپرسور توربو، ورود کوچک‌ترین جرم خارجی می‌تواند آسیب جدی به این سیستم حساس وارد کند.

نویسنده: شهاب انیسی