فهرست مطالب
این روزها می‌بینیم که بسیاری از خودروهای تولیدی و وارداتی در کشورمان با موتورهای پرخوران‌شده با توربوشارژر و همچنین بهره‌مند از سیستم تزریق سوخت GDI عرضه می‌شوند. قانون حجم موتور باعث شده است تا خودروهای وارداتی به کشور با موتورهای کم‌حجم توربوشارژ عرضه شوند. این اتفاق باعث شده است تا اهمیت کیفیت بنزین خودرو، بیش از قبل خود را نشان دهد. این روزها صحبت‌های زیادی درباره کارکرد و اهمیت بنزین سوپر، مکمل‌های سوخت و تفاوت بنزین سوپر و معمولی در خودروها خصوصا خودروهای توربو و با سیستم سوخت رسان GDI می‌شنویم. برای اینکه بهترین استفاده را از خودروهای مجهز به توربو داشته باشیم، باید بدانیم که بنزین سوپر و معمولی چه تاثیری بر عمکلرد این دست پیشرانه‌ها دارند.
اهمیت کیفیت سوخت در خودروهای امروزی
امروزه بسیاری از خودروهای تولیدی در سطح دنیا با توربوشارژر و با درصد کمتری از سوپرشارژر برای تقویت پیشرانه و افزایش راندمان آنها تولید می‌شوند. خودروسازان به سمت پیشرانه‌های کوچک‌تر و البته پرخوران‌شده حرکت می‌کنند تا بتوانند با حجم کمتر پیشرانه، قدرت و گشتاور بالایی به دست آوردند که این حجم کمتر، به معنی کاهش مصرف سوخت و پایین آمدن آلاینده‌ها نیز خواهد بود.
اما کار به همین سادگی نیست. چرا که برای یک موتور کم‌حجم که قرار است تا قدرت بالایی تولید کند، ضریب تراکم بالایی نیز در نظر گرفته می‌شود. این ضریب تراکم بالا باعث پدیده احتراق پیش از موعد یا همان ضربه و ناک زدن ماشین (Knock) خواهد شد. ضمن اینکه به طور عادی نیز، پرخوران باعث افزایش شدید دمای هوای ورودی به موتور نیز می‌شود که این عامل هم احتمال پدیده ناک را بالاتر می‌برد. البته که معمولا در خودروهای پرخوران‌شده، خصوصا با توربوشارژر، از اینترکولر یا افترکولر برای کاهش دمای هوای ورودی به موتور استفاده خواهد شد؛ اما باز هم دمای هوا در این موتورها، بالاتر از دمای هوای جو است.
از طرفی این واقعیت را می‌دانیم که هرچه سوخت مورد استفاده از استاندارد و کیفیت بالاتری برخوردار باشد، انرژی آزادشده از آن نیز بیشتر است و از طرفی مصرف سوخت کاهش پیدا کرده و آلایندگی نیز پایین می‌آید. همچنین برای دورشدن از پدیده ضربه نیز به دنبال یک سوخت باکیفیت و با اکتان بالا مثل بنزین سوپر باید برویم. این در حالی است که حتی پیشرانه‌های قدیمی مثل Xu7 نیز برای رسیدن به کارکرد ایده‌آل و بهینه خود، با بنزین با اکتان بالای ۹۵ طراحی شده‌اند که اهمیت استفاده از بنزین‌های باکیفیت را در خودروهای امروزی با ضریب تراکم بالاتر و با داشتن سیستم تزریق مستقیم سوخت و پرخوران، دوچندان می‌کند.
مفهوم ضریب تراکم و کارکرد آن در خودرو
بهتر است در ابتدا نگاهی به مفهوم ضریب تراکم یا همان نسبت تراکم و یا ضریب کمپرس بیندازیم. پیشرانه‌های قدیمی دارای ضریب تراکم پایین‌تری نسبت به نمونه‌های مدرن فعلی هستند. در حالی که پیشرانه‌های قدیمی معمولا ضریب تراکمی در حدود زیر ۹ به یک دارند، پیشرانه‌های امروزی بالای ۱۰ به یک بوده و این رقم ممکن است به بالای عدد ۱۲ نیز برسد. هر چه ضریب تراکم بیشتر باشد، انفجار درون سیلندر قوی‌تر بوده و انرژی آزاد شده نیز بالاتر خواهد بود.
سیلندر پیشرانه دارای دو نقطه به نام‌های مرگ بالا و مرگ پایین هست. مرگ بالا یعنی بالاترین جایی که پیستون می‌تواند درون سیلندر بالا بیاید و مرگ پایین نیز به معنی پایین‌ترین نقطه‌ای است که پیستون درون سیلندر قرار می‌گیرد. به فاصله این دو نقطه که پیستون در حین کارکرد پیشرانه طی می‌کند، کورس پیستون گفته می‌شود. هم چنین درون سرسیلندر در قسمتی که سوپاپ‌ها قرار دارند، مقداری فضا وجود دارد که به این قسمت کاسه احتراق گفته می‌شود. پیستون در واقع مخلوط سوخت و هوا را درون سیلندر جارو کرده و همه آن را درون کاسه احتراق فشرده می‌کند. به عدد به دست آمده از تقسیم حجم کاسه احتراق به اضافه حجم سیلندر از نقطه مرگ پایین تا نقطه مرگ بالا، به حجم کاسه احتراق، ضریب تراکم و فشرده‌سازی موتور گفته می‌شود. یعنی در واقع اگر حجم یک سیلندر را با کاسه احتراق آن سیلندر جمع کنیم و به حجم کاسه احتراق تقسیم کنیم، به عدد به‌دست‌آمده ضریب تراکم می‌گویند.
هرچه ضریب تراکم بیشتر باشد، قدرت تولیدی و راندمان حرارتی نیز بالاتر می‌رود. تراکم بالا ممکن است منجر به ایجاد گرمای بسیار زیادی درون محفظه احتراق و بروز حالت اشتعال خودبه‌خودی سوخت شود که در این حالت استفاده از سوخت با اکتان بالاتر برای کاهش احتمال این اتفاق، ضروری است.
مفهوم عدد اکتان و بنزین سوپر
همان‌طور که گفته شد، بالاتر بودن این تراکم‌پذیری باعث می‌شود تا دمای مخلوط سوخت و هوا به شدت بالا رود که حتی ممکن است منجر به انفجار پیش از موعد نیز شود که به آن ضربه می‌گویند. ضربه برای سلامت موتور بسیار خطرناک است. در این زمان نیاز است تا به منظور دوری از این اتفاق، از بنزین با عدد اکتان بالاتر استفاده شود تا از انفجار پیش از موعد مخلوط سوخت و هوا خودداری شود. عدد اکتان در سوخت، هرچه بالاتر رود، تمایل سوخت به پیش سوزی کمتر شده و قادر است تا تراکم‌پذیری بالاتری را تحمل نماید. در واقع به همین خاطر بوده که لازم است تا در خودرو های امروزی که پیشرانه آنها دارای ضریب تراکم بالاتری است، از بنزین با اکتان بالاتر مثل بنزین سوپر استفاده شود.
سوختی که ما از آن به عنوان بنزین یاد می‌کنیم، درصدی از ترکیب ایزو اکتان و نرمال هپتان است. به ایزو اکتان عدد ۱۰۰ و به نرمال هپتان عدد صفر می‌دهند و به درصد ترکیب این دو، عدد اکتان گفته می‌شود. یعنی وقتی گفته می‌شود بنزینی دارای عدد اکتان ۹۳ است، به این معنی است که این بنزین، مخلوطی از ۹۳ درصد ایزو اکتان و ۷ درصد نرمال هپتان است. بنزین معمولی دارای اکتان ۸۷ و بنزین سوپر نیز دارای اکتان ۹۳ تا ۹۵ است.
اما بنزینی که در کشور ما چند سالی است عرضه می‌شود و از آن به عنوان سوخت پاک‌تر از بنزین معمولی یاد می‌شود، بنزین یورو۴ است. بنزین یورو 4 از سال ۲۰۰۵ در اروپا روی کار آمد و برای همه خودروها عرضه شد. در بنزین یورو ۴ ترکیبات گوگردی و بنزنی بیشتری حذف شده است و در واقع بنزین خالص‌تری به دست می‌آید. این اتفاق باعث می‌شود تا در سوخت‌وساز بنزین درون پیشرانه، آلایندگی کمتری تولید شود. ضمن این که همان طور که گفته شد، بنزین یورو 4 دارای اکتان بالاتری است و این عدد بین ۹۱ تا ۹۵ است.
بنزین سوپر در واقع دارای اکتانی بالاتر از بنزین معمولی است و ناخالصی‌های کمتری در آن وجود دارد. اکتان بنزین سوپر در حدود 93 تا 95 است. استفاده از بنزین سوپر در خودرو های توربوشارژ شده امروزی، لازم و ضروری است.
مکمل های بنزین
این روزها با حضور هرچه بیشتر خودروهای دارای توربوشارژر و همچنین موتورهایی که از سیستم تزریق مستقیم سوخت استفاده می‌کنند، بازار افزودنی‌هایی مثل اکتان، شوینده‌های سیستم سوخت‌رسانی و… نیز داغ‌تر می‌شود. بهتر است بدانیم بسیاری از این افزودنی‌ها کارایی و کیفیت لازم را نداشته و حتی دیده شده است که در نمونه‌های بی‌کیفیت از این محصولات، از تینر و حتی بنزین به جای اکتان بوستر و شوینده‌ها استفاده می‌شود.
گاهی مواقع ریختن این افزودنی‌ها نه تنها اثر و کارایی ندارد؛ بلکه با جداکردن لایه‌های آلودگی موجود در باک، باعث گرفتگی مسیر سوخت‌رسانی و فیلتر بنزین خواهد شد. ضمن اینکه در برخی مواقع این افزودنی باعث خرابی نشت‌بندها و اورینگ‌های موجود شده و باعث نشتی سوخت از این قسمت‌ها می‌شود. همچنین کاهش اکتان بنزین نیز در صورت استفاده از مکمل‌های بی‌کیفیت نیز دیده شده است. از این رو بهتر است تا قبل از استفاده از این محصولات درباره کیفیت کارایی آنها کاملاً آگاه باشیم تا آسیبی به پیشرانه و بخش‌های فنی آن وارد نکنیم.
توربوشارژر چیست و چه کارکردی دارد؟
استفاده از توربوشارژرخودرو در گذشته فقط محدود به ماشین‌های تقویت شده می‌شد و خودروسازان برای کاهش استهلاک موتورهای خود و همچنین سادگی آنها، از موتورهای تنفس طبیعی استفاده می‌کردند. اما به مرور و با افزایش بحث‌های کاهش مصرف سوخت و کاهش آلاینده‌ها و البته به لطف افزایش کیفیت سوخت در بسیاری از نقاط دنیا، خودروسازان نیز به سمت استفاده از پرخوران‌ها خصوصاً توربوشارژر رفتند. به طور ساده، توربوشارژر باعث افزایش توان تولیدی موتور و کاهش مصرف سوخت آن می‌شود و می‌توان از یک حجم موتور ثابت به کمک این قطعه، قدرت و گشتاور بالاتری تولید کرد. البته باید در نظر داشت که در بسیاری از مواقع و با نصب غیراصولی این قطعه، مشکلات زیادی برای موتور خودرو پیش خواهد آمد؛ اما ما در اینجا صحبت از نصب استاندارد و فابریک توربوشارژر توسط کمپانی خودروساز می‌کنیم.
به طور ساده می‌توان گفت که توربوشارژر وظیفه دارد تا هوای ورودی به سیلندرها را تا حد بسیار زیادی فشرده کند. این فشردگی باعث افزایش تعداد مولکول‌های اکسیژن شده و در نتیجه منجر به بهسوزی سوخت و آزادشدن قدرت بیشتری از بنزین و یا گازوئیل خواهد شد. این کار توربوشارژر را می‌توان با دمنده‌های باد در کوره‌های قدیمی آهنگری مقایسه کرد که باعث افزایش دمای آتش به خاطر دمیدن هوای فشرده به آن می‌شدند.
آزادشدن بهتر و بیشتر انرژی سوخت منجر به افزایش توان موتور می‌شود و در نهایت چون راننده برای گرفتن قدرت بیشتر، نیاز کمتری به فشردن پدال گاز دارد، کاهش مصرف سوخت را نیز در پی خواهد داشت. ضمن اینکه با کمک توربوشارژر می‌توان از یک حجم موتور کمتر، قدرت بیشتری به دست آورد که باز هم باعث کوچک‌شدن موتورها و در نهایت، کاهش مصرف سوخت می‌شود. این کاهش مصرف سوخت، کاهش آلایندگی را نیز در پی دارد. پس می‌بینیم که با یک توربوشارژر، امتیازات زیادی می‌توان به دست آورد. اما همه این موارد به شرطی خواهد بود که سوخت مورد استفاده نیز، کیفیت مطلوب و قابل‌قبول خود را داشته باشد.
ضرورت استفاده از بنزین سوپر در خودروهای توربو
هر خودرویی لازم است تا متناسب با نوع پیشرانه، سوخت مناسب خود را دریافت کند. پس پر کردن باک سوخت از بنزین سوپر در خودرویی که دارای تکنولوژی قدیمی است، می‌تواند تا حد زیادی بی‌تأثیر باشد. در مقابل، ریختن بنزین معمولی در یک خودرو که تکنولوژی موتوری آن متناسب با بنزین سوپر و با اکتان بالا طراحی شده است، باعث کاهش قدرت و افزایش مصرف سوخت و آلاینده‌های خروجی شده و استهلاک کاری موتور را بالا می‌برد.
خودروسازان امروزی با تکیه بر سوخت باکیفیتی که در بسیاری از کشورهای دنیا وجود دارد، سعی در گرفتن قدرت بیشتر از یک موتور با حجم پایین دارند تا از این نظر بتوانند در کنار نمایش و به رخ کشیدن دانش و تکنولوژی خود در ساخت موتورهای قوی از یک حجم موتور پایین، کاهش مصرف سوخت را هم دنبال کنند. به همین خاطر در خودروهای امروزی از موتورهایی با ضریب تراکم بالا استفاده می‌شود تا به کمک توربوشارژر، شاهد یک خروجی عالی از یک موتور کم‌حجم برای یک رانندگی شهری باشیم.
پیشرانه خودروهای توربو دارای ضریب تراکم بالایی هستند. این قضیه باعث می‌شود تا سوخت در این موتورها تا حد بسیار زیادی داغ شود تا جایی که ممکن است یک سوخت بی‌کیفیت دچار احتراق خودبه‌خودی و پیش از موعد نیز شود. از طرفی گرمای هوای فشرده شده توسط توربوشارژر نیز بسیار بالاست و حتی با وجود خنک شدن هوای فرستاده شده به موتور توسط افترکولر یا اینترکولر، بازهم این هوا داغ‌تر از هوای آزاد است که البته این به شرط تمیز بودن و کارکرد بسیار خوب اینترکولر است و در صورت عملکرد نادرست این قطعه، دمای هوای ورودی به موتور می‌تواند بیشتر نیز باشد. ضمن اینکه در زمانی که خودرو به زیر فشار می‌رود و دور موتور افزایش پیدا می‌کند، دمای هوای ورودی به موتور باز هم داغ‌تر خواهد شد. در نتیجه احتمال احتراق پیش از موعد، بیشتر از قبل بالا می‌رود.
در این وضعیت به یک سوخت باکیفیت نیاز است تا بتواند این گرمای بالای موتورهای توربو را تحمل کرده و بدون احتراق خودبه‌خودی، متراکم شود. در اینجا به اهمیت وجود یک سوخت باکیفیت پی می‌بریم. چرا که احتراق خودبه‌خودی و همان ناک‌زدن، می‌تواند آسیب زیادی به قطعات داخلی موتور از جمله رینگ و پیستون وارد کند.
اما سوخت بی‌کیفیت از جهاتی دیگر نیز برای تمام خودروها خصوصا خودروهای توربو، معضل به شمار می‌آید. کثیفی شدید در اطراف سنسور اکسیژن در اثر سوختن ناقص سوخت و همچنین گرفتگی کاتالیزور، از دیگر آسیب‌هایی است که سوخت بی‌کیفیت، خصوصا در موتورهای توربو پیش می‌آید.
همان طور که گفته شد، اکتان معیاری برای نمایش مقاومت بنزین در برابر پدیده ناخوشایند احتراق خودبه‌خودی و پیش از موعد در پیشرانه یا همان ضربه و ناک است. به این صورت که هر چه بنزین عدد اکتان بالاتری داشته باشد، می‌تواند درون سیلندرها فشرده‌تر شود بدون آن که قبل از جرقه شمع، در اثر این فشردگی زیاد خودبه‌خود منفجر شود.
کاهش قدرت موتور از دیگر معایب سوخت بی‌کیفیت خصوصاً در موتورهای امروزی است که اکثرا دارای توربوشارژر هستند. استفاده از یک سوخت بی‌کیفیت و با اکتان پایین در خودرویی که موتور توربوشارژر دارد، باعث پدیده ناک خواهد شد. در این وضعیت، سنسور ناک با تشخیص این اتفاق، به کامپیوتر خودرو اطلاعاتی ارسال می‌کند و کامپیوتر خودرو نیز برای رهاشدن موتور از احتراق پیش از موعد، تغییراتی در سوخت‌وساز پیشرانه اعمال خواهد کرد. نتیجه این کار، کاهش قدرت موتور و افت چشمگیر توان پیشرانه خواهد بود. به نحوی که در بسیاری از خودروهای امروزی که از موتورهای تزریق مستقیم سوخت با توربوشارژر استفاده می‌کنند، نیاز به تغییر در برنامه‌ریزی کامپیوتر خودرو یا همان اصطلاحا ریمپ احساس می‌شود تا بتوان کارکرد موتور را با بنزین‌های موجود که کیفیت و اکتان پایینی دارند، سازگارتر کرد. در این وضعیت می‌توان با اضافه‌کردن اکتان بوستر باکیفیت به بنزین خودرو در کنار تغییر در برنامه کامپیوتر ماشین، تا حد بسیار زیادی از ناک زدن موتور جلوگیری کرد.
از دیگر آسیب‌هایی که بنزین با اکتان پایین و کیفیت اندک به ماشین وارد می‌کند، در بخش اگزوز خودرو است. آلودگی‌های این بنزین‌ها که در یک احتراق ناقص در خودروهای توربو تولید شده است، می‌تواند روی سنسور اکسیژن نشسته و باعث اختلال کارکرد آن شود. همچنین گرفتگی کاتالیزور این خودروها نیز از دیگر معایب استفاده از سوخت بی‌کیفیت در این خودروهاست.
نتیجه گیری
اگر درب باک بسیاری از خودروهای قدیمی تولیدی در کشورمان را باز کنیم، با نوشته‌ای روی درب باک آنها روبرو می‌شویم که از بنزین با اکتان حداقل ۹۵ استفاده شود. این در حالی است که بنزین‌های معمولی با اکتان زیر ۹۰ عرضه می‌شوند و بنزین با اکتان بالای ۹۰ یا سوپر که گفته می‌شود، از نوع اکتان 95 است، بسیار کمیاب بوده و حتی در برهه‌ای از زمان، عرضه نمی‌شد. از این رو بسیاری از دارندگان خودروهای روز و خصوصا آنها که موتور خودرویشان از نوع توربوشارژ شده هست، باید به دنبال مکمل‌های سوخت بروند تا از آسیب دیدن موتور خودرو در اثر ناک های پی در پی، جلوگیری کنند.
از این رو در خودروهای توربو باید از سوخت باکیفیت استفاده کرد که حداقل اکتان بالای ۹۵ داشته باشد و یا از مکمل‌های سوخت استاندارد و باکیفیت استفاده کرد که بتوان به کمک آنها، اکتان سوخت را ارتقا داد. البته باید در نظر داشت که متأسفانه بسیاری از اکتان‌های موجود در بازار نیز تقلبی و غیراستاندارد هستند که نتیجه استفاده از آنها، آسیب‌دیدگی بیشتر موجود و قطعاتی مثل سنسور اکسیژن و کاتالیزور خودرو است.
نویسنده: علیرضا داودی
سؤالات متداول
- چرا باید در خودروهایی که موتور توربو دارند از بنزین سوپر و با اکتان بالا استفاده کرد؟
موتورهای توربو دارای ضریب تراکم بالایی هستند. از طرفی این موتورها به خاطر داشتن توربوشارژ، هوای داغ‌تری به داخل سیلندرها ارسال می‌کنند. این دو پدیده می‌تواند باعث ناک زدن موتور یا همان احتراق پیش از موعد شود که این وضعیت، یک سوخت باکیفیت و با اکتان بالا مثل بنزین سوپر را می‌طلبد. - اتفاق ناک و ضربه‌زدن در موتور خودرو به چه عواملی بستگی دارد؟
این اتفاق می‌تواند به دلایل مختلفی رخ دهد. اما یکی از شایع‌ترین این دلایل، سوخت بی‌کیفیت است که توانایی فشرده‌شدن زیاد را در موتورهایی که تراکم بالایی دارند و یا دارای توربوشارژر هستند را ندارد. - آیا بنزین سوپر در مقدار قدرت تولیدی در موتور خودرو نیز مؤثر است؟
وقتی موتور خودرو به خاطر یک سوخت بی‌کیفیت به ناک‌زدن می‌افتد، سنسور ناک این پدیده را به کامپیوتر خودرو اطلاع می‌دهد و ecu هم در برنامه سوخت‌رسانی و جرقه‌زنی تغییراتی اعمال می‌کند که در نهایت باعث کاهش قدرت تولیدی موتور می‌شود. ضمن اینکه سوخت بی‌کیفیت چون باعث پدیده ناک می‌شود، نمی‌تواند در زمان مناسب انرژی خود را آزاد کند و شاهد کاهش محسوس در عملکرد موتور خودرو خواهیم بود.
