دليل استقبال روزافزون از سوپرشارژرهاي الكتريكي چيست؟
«كاهش مصرف سوخت» و «افزايش قدرت خروجي پيشرانه» دو عامل مهم در طراحي پيشرانه‌ها است. همه‌ي خودروسازان در فرايند طراحي و ساخت محصولات جديد، به اين عوامل به‌عنوان برگ‌برنده درمقابل ساير رقبا نگاه مي‌كنند. توربوشارژرها با افزايش حجم و فشار هواي ورودي به محفظه‌ي سيلندر، فرايند احتراق را بهبود مي‌بخشند و درنتيجه، قدرت خروجي را افزايش و مصرف سوخت را كاهش مي‌دهند. به‌همين‌دليل در سال‌هاي اخير، استفاده از توربوشارژرها به امري معمول تبديل شده است و بيشتر خودروهاي امروزي همراه‌با توربوشارژر عرضه مي‌شوند.
كاهش سرعت كاركرد پيشرانه ازطريق كاهش دور موتور سبب به‌حداقل‌رسيدن تلفات اصطكاك و درنهايت، افزايش قدرت خروجي مي‌شود؛ اما اين امر ممكن است فشار خروجي اگزوز را كاهش دهد و سبب به‌دست‌آمدن نتيجه‌ي معكوس در خودروهاي مجهز به توربوشارژر معمولي شود. درحقيقت، توربوشارژرها بخشي از انرژي موردنياز توربين خود را از سرعت و فشار گازهاي خروجي اگزوز تأمين مي‌كنند و با كاهش اين فشار خروجي، توربوشارژر نمي‌تواند به‌خوبي عمل كند.
به‌دلايل ذكرشده، استفاده از توربوشارژرهاي معمولي كه قدرت خود را از پيشرانه تأمين مي‌كنند، اشكالاتي به‌همراه دارد كه ازجمله‌ي آن‌ها مي‌توان به تأخير در شتاب‌گيري اشاره كرد. در خودروهاي مجهز به توربوشارژرهاي معمولي، با فشردن ناگهاني پدال گاز فاصله‌اي زماني ميان پاسخ پيشرانه به افزايش شتاب وجود دارد كه در اصطلاح به توربولگ (Turbo lag) معروف است. در اين حالت، سرنشينان ضربه‌اي ناگهاني حس مي‌كنند كه ناشي از در مدار قرارگرفتن سوپرشارژر و افزايش ناگهاني قدرت پيشرانه است. براي رفع اين معضل و جلوگيري از ساير اشكالات ناشي از توربولگ، نسل جديدي از سوپرشارژرها معرفي شده است كه قدرت خود را از منابع الكتريكي تأمين مي‌كنند و مهم‌ترين مزيتشان حذف توربولگ و پاسخ‌گويي لحظه‌اي به افزايش شتاب است.
آئودي يكي از اولين خودروسازان عمده‌اي است كه به توليد و استفاده از نسل جديد سوپرشارژرهاي الكتريكي روي آورد. اين خودروساز آلماني در سال ۲۰۱۳، نمونه‌ي اوليه‌ي مدل A6 با پيشرانه‌ي مجهز به سوپرشارژر الكتريكي را رونمايي كرد. در اين خودرو، سوپرشارژر الكتريكي ميان توربوشارژر معمولي و پيشرانه قرار داشت و تنها زماني در مدار قرار مي‌گرفت كه سيستم مركزي مديريت موتور با تشخيص فشار پايين گازهاي خروجي اگزوز، دستور واردشدن سوپرشارژر الكتريكي به مدار را صادر مي‌كرد و تقريبا بلافاصله سوپرشارژر الكتريكي ۴۸ ولتي فشار مدانديشه متخصصين محفظه‌ي احتراق را تأمين مي‌كرد. آئودي با معرفي اين سيستم جديد، توجه ساير خودروسازان به اين فناوري را جلب كرد؛ به‌گونه‌اي كه در سال‌هاي اخير و با تكامل اين طرح انقلابي، امروزه خودروسازان بزرگي مانند مرسدس بنز و جگوار لندرور نيز به جمع توليدكنندگان و مصرف‌كنندگان سوپرشارژرهاي الكتريكي پيوسته‌اند.
در‌حال‌حاضر، تلاش‌ها براي استفاده از سوپرشارژرهاي الكتريكي در پيشرانه‌هاي كم‌حجم در كانون توجه قرار گرفته است و مهندسان تلاش‌هايي موفقيت‌آميز براي كسب قدرت خروجي بيشتر از پيشرانه‌هايي با حجم يك تا دو ليتر كرده‌اند. براي مثال، كنسرسيومي متشكل از مهندسان شركت ريكاردو و فورد از چند سال پيش با هدف كسب قدرت و گشتاور خروجي معادل پيشرانه‌ي معمولي دوليتري فورد از پيشرانه‌ي يك‌ليتري سوپرشارژر آغاز به كار كرد. در پروژه‌اي مشابه، مهندسان جگوار لندرور در همكاري با لوتوس توانستند از پيشرانه‌ي چهارسيلندر دوليتري معادل پيشرانه‌ي هشت‌سيلندر پنج‌ليتري خروجي بگيرند. در اين سيستم، مهندسان جگوار لندرور و لوتوس راه‌حلي خلاقانه براي توليد انرژي الكتريكي از حرارت گازهاي خروجي اگزوز و ذخيره‌ي آن در باتري براي استفاده‌ي سوپرشارژر الكتريكي بهره برده‌اند.
شاهكار ۱۴۰۰ اسب بخاري بي‌ام‌و
يكي از نمونه‌هاي برتر كسب خروجي حيرت‌انگيز از پيشرانه‌ي كوچك، مربوط به پيشرانه‌هاي ۵/۱ ليتري M12 و M13 بي‌ام‌و است. اين پيشرانه‌هاي فرمول يك در دهه‌ي ۱۹۸۰ ساخته و بهره‌برداري شد؛ دهه‌اي كه عصر ظهور توربوشارژرها در اين مسابقات بود. در اين پيشرانه‌ها، توربوشارژري عظيم فشار هواي ورودي به سيلندر را تا ۵/۵ بار افزايش مي‌داد و سبب مي‌شد قدرت خروجي پيشرانه به ۱۴۰۰ اسب‌بخار (معادل ۹۳۳ اسب‌بخار به ازاي هر ليتر ظرفيت سيلندر) برسد. بااين‌حال، اين اعداد خيره‌كننده سبب مي‌شد پيشرانه‌ها يادشده در وضعيت بحراني قرار بگيرند و درنهايت، يكي از اين پيشرانه‌ها در خودرو برابهام BT53 نلسون پيكه منفجر شد و مهندسان بي‌ام‌و بلوك سيلندر آن را به‌عنوان دستاوردي فراموش‌نشدني نزد خود نگه داشتند.
هم انديشي ها