توربوشارژر برقي تفاوت زيادي با سوپرشارژر برقي دارد و علاوه‌بر توربين و كمپرسور، از موتور الكتريكي براي كاهش تأخير پاسخ در دورهاي پايين استفاده مي‌كند كه باعث سازگاري با مقررات آلايندگي آينده خواهد شد.

در چند سال گذشته، درباره‌ي تقويت برق (e-boosting) پيشرانه‌هاي ديزلي شنيده‌ايم. تعدادي از برندهاي معروف هم‌اكنون از اين فناوري همراه‌با توربوشارژرهاي معمولي براي بهبود واكنش يا پاسخ پيشرانه در دورها و قدرت كم استفاده مي‌كنند؛ درحالي‌كه از توربوشارژر معمولي در دورهاي بالاتر به‌منظور پمپ‌كردن هواي كافي به داخل پيشرانه استفاده مي‌شود.

يكي از فناوري‌هاي جديد صنعت خودرو، توربوشارژر برقي (e-turbocharger) است كه به‌عنوان يكي از روش‌هاي كمك به پيشرانه براي سازگاري با قوانين آينده درباره‌ي انتشار گازهاي گلخانه‌اي شناخته مي‌شود. اين فناوري قبلا در فرمول يك استفاده شده است و مرسدس AMG به‌همراه گرت‌موشن (Garrett Motion)، سازنده معروف توربوشارژر، براي استفاده در خودروهاي جاده‌اي در حال توسعه‌ي آن هستند.

تقويت‌كننده‌هاي برقي (بوستر برقي يا سوپرشارژرهاي برقي) كاملا با توربوشارژرهاي برقي متفاوت هستند. توربوشارژر معمولي انرژي خود را از گازهاي خروجي اگزوز مي‌گيرد و از دو مؤلفه‌ي اصلي تشكيل شده است: يك توربين كه گازهاي خروجي آن را مي‌گرداند و يك كمپرسور كه درواقع هواي ورودي به پيشرانه را زيرفشار قرار مي‌دهد.

بوستر‌هاي برقي به‌جاي توربين از موتور الكتريكي ۴۸ ولت به‌عنوان جايگزين بهره مي‌برند؛ بنابراين، گازهاي خروجي در كار آن دخيل نيست. سوپرشارژر برقي مي‌تواند هنگامي كه انرژي گازهاي خروجي اگزوز بسيار كم است، باعث تقويت فشار شود و تأخير را از بين ببرد و همين امر باعث مي‌شود پاسخ سريعي به پدال گاز بدهد. ازبين‌بردن تأخير و پاسخ سريع سوپرشارژر برقي به‌عنوان يكي از مزيت‌هاي اصلي آن شناخته مي‌شود.

توربوشارژرهاي برقي نيز از توربين و كمپرسور بهره مي‌برند؛ اما موتور برقي براي تقويت پاسخ توربوشارژر به آن اضافه مي‌كنند كه با غلبه بر اينرسي توربين و كمپرسور باعث مي‌شود تا بستگي چنداني به سرعت پيشرانه نداشته باشند. اين موتور به واكنش توربوشارژر هنگام كم‌بودن انرژي گاز خروجي كمك و ازطريق معادل سيستم ترمز احياكننده در توربوشارژر، انرژي را بازيافت مي‌كند. هنگامي‌كه راننده پاي خود را از روي پدال گاز برمي‌دارد، هنوزهم در گازهاي خروجي اگزوز و قسمت‌هاي دوّار انرژي زيادي وجود دارد.

درواقع هنگامي‌كه به تقويت توربوشارژر نيازي نباشد، انرژي خود را حفظ مي‌كند و از آن براي استفاده در شرايط آينده بهره مي‌برد. به‌همين‌دليل تمام سيستم‌هاي توربو شير تخليه دارند تا جريان خروجي را از توربوشارژر منحرف كند و مستقيما به منيفولد خروجي انتقال دهد. علاوه‌بر‌اين، شير اطمينان وجود دارد كه فشار تقويت‌شده را از سمت ورودي پيشرانه آزاد مي‌كند. توربوشارژر الكتريكي از انرژي اضافي براي توليد برق بهره مي‌برد كه در باتري سيستم هيبريدي ذخيره مي‌شود.

توربوشارژر برقي مرسدس AMG و گرت‌موشن موتوري به ضخامت ۴۰ ميلي‌متر دارد كه بين توربين و محفظه كمپرسور توربوشارژر قرار مي‌گيرد. موتور قبل از اينكه گازهاي خروجي به توربين انرژي بدهند، كمپرسور توربوشارژر را مي‌چرخانند؛ ​​به‌طوري‌كه حتي در حالت دور آرام نيز پاسخ توربوشارژر آني است و باعث كاهش تأخير يا «زمان دستيابي به گشتاور آني» مي‌شود. زيبايي ايده مرسدس ‌بنز و گرت‌موشن اين است كه يك توربوشارژر به‌تنهايي مي‌تواند كار دو توربوشارژر كوچك و واكنش‌سريع را انجام دهد و معمولا يك توربوشارژر بزرگ‌تر براي پمپ‌كردن هواي كافي براي قدرت‌هاي زياد موردنياز است.

ايده‌ي گفته‌شده به اين معنا است كه توربوشارژر به‌قول گرت‌موشن مي‌تواند به‌اندازه‌ي مناسب براي هر كار توليد شود‌؛ يعني لازم نيست اندازه‌ي بزرگي داشته باشد و مي‌تواند در اندازه‌هاي كوچك نيز ساخته شود. اين موضوع به‌‌ويژه براي استراتژي‌هاي احتراق به‌منظور سازگاري با مقررات آتي توليد گازهاي گلخانه‌اي ضروري است.

مرسدس AMG در اين مرحله اعلام نكرد كه آيا تجربه‌ي فرمول يك را دنبال خواهد كرد يا از قابليت بازيابي انرژي الكتريكي بهره خواهد برد؛ اما گفته است كه از توربوشارژر برقي مي‌توان براي حفظ فشار تقويتي در دورهاي آرام (برداشتن پاي راننده از روي پدال گاز) استفاده كرد و سپس دوباره براي پاسخ سريع دريچه‌ي گاز آن را بازگرداند. 

شركت بورگ‌وارنر (BorgWarner) نيز فناوري مشابهي توسعه داده كه تاكنون فقط براي پيشرانه‌هاي كاميون دردسترس است؛ درحالي‌كه شركت BMTS Technology (شركت سابق Bosch Mahle Turbo Systems) آوريل گذشته برنامه‌اي براي توليد توربوشارژر برقي در نمايشگاه موتور شانگهاي اعلام كرد.

سوپرشارژرها هنوزهم در اطراف وجود دارند؛ اما به‌دليل بهره‌وري بيشتر و بهبود پاسخ توربوشارژرها، استفاده از آن‌ها در حال كاهش است. محرك مكانيكي دمنده به اين معني است كه به‌لطف فشار كم گازهاي خروجي اگزوز دچار تأخير نمي‌شود. ناگفته نماند جگوار، لندرور، لوتوس، ولوو و تعدادي از خودروهاي اسپرت آمريكايي هنوزهم از سوپرشارژرها استفاده مي‌كنند.


منبع autocar

از سراسر وب

  انديشه متخصصينات
كاراكتر باقي مانده

بيشتر بخوانيد