مرسدس AMG از توربوشارژر برقي در خودروهاي آينده استفاده مي‌كند

پس از معرفي خودروي الكتريكي SLS AMG Electric Drive در سال ۲۰۱۳، AMG به‌شدت روي برقي‌سازي محصولات خود كار مي‌كند. سري خودروهاي AMG 73 در آينده همگي از سيستم‌هاي محركه پلاگين هيبريدي با قدرت تقريبي ۸۰۰ اسب‌بخار بهره خواهند برد، درحالي‌كه AMG One با سيستم محركه برقي مشتق شده از فناوري فرمول يك، قادر است بيش از هزار اسب‌بخار قدرت توليد كند. به‌انديشه متخصصين مي‌رسد كه مهندسين AMG اين بار دستاورد جديدي دارند: توربوشارژر برقي.

راندن هواي اضافي تحت فشار به داخل محفظه احتراق پيشرانه، يكي از روش‌هاي صرفه‌جويي در مصرف سوخت براي افزايش قدرت و گشتاور به شمار مي‌رود. توربوشارژ كردن كه از انرژي گازهاي خروجي اگزوز پيشرانه براي چرخاندن توربين و فشرده‌سازي و به داخل راندن هوا استفاده مي‌كند، روشي مناسب و بسيار كارآمد براي انجام اين كار است. در مقايسه با سوپرشارژر كه از انرژي ميل‌لنگ براي چرخاندن توربين استفاده مي‌كند و تا حد زيادي قدرت پيشرانه را مي‌گيرد، توربوشارژرها بسيار كارآمدتر هستند. 

اشكال توربوشارژرها و به‌ويژه انواع بزرگ آن، مدت زماني است كه آن‌ها مي‌توانند به نياز راننده و فشار پاي او روي پدال پاسخ دهند. تأخير توربوشارژر يا توربو لگ (Turbo lag)‌ پديده‌اي شناخته‌شده است كه در توربوشارژرها اتفاق مي‌افتد. به‌عنوان مثال راننده‌اي را در انديشه متخصصين بگيريد كه با سرعت معمولي از خيابان عبور مي‌كند و ناگهان تصميم مي‌گيرد پاي خود را روي پدال گاز فشار دهد و از خودرويي سبقت بگيرد؛ در چنين شرايطي زمان زيادي طول مي‌كشد تا جريان گازهاي خروجي بتواند سرعت توربوشارژر را به اندازه كافي بالا ببرد و ميزان هواي ورودي و سوخت مصرفي پيشرانه به حد موردانتظار برسد و اين موجب تأخير آزاردهنده در تأمين توان خواهد شد كه اكثر خودروسازان از اين موضوع راضي نيستند. در عوض آن‌ها غالباً از توربوشارژرهاي كوچك‌تر و با واكنش‌پذيري بالا استفاده مي‌كنند كه قدرت و كارايي يكساني را ارائه نمي‌دهند، اما رانندگي خوشايندتري دارند.

شركت Garret Motion از سال ۱۹۵۴ تاكنون توربوشارژر توليد مي‌كند و در اين زمينه به تخصص فوق‌العاده و توانايي بالايي رسيده است. گرت در سال‌هاي اخير در زمينه فناوري توربوشارژر برقي سرمايه‌گذاري كرده است و به‌طور موثري از يك موتور الكتريكي براي چرخاندن سريع توربين كمپرسور استفاده مي‌كند. اين امر باعث كاهش تأخير توربوشارژر مي‌شود و به محض اينكه سرعت گازهاي خروجي به اندازه كافي زياد شود، مي‌توان سهم موتور الكتريكي را به صفر كاهش داد.

توربوشارژر برقي جديد گازهاي خروجي به اين منظور ساخته شده است تا تأخير توربوشارژر را از بين ببرد. e-turbo جديد كه توسط AMG و با همكاري Garret Motion مهندسي و ساخته شده، از دنياي هيجان‌انگيز فرمول يك اقتباس شده است و پاسخ سريع توربوشارژرهاي كوچك را با اوج عملكردي توربوشارژرهاي بزرگ تركيب مي‌كند.

e-turbo چگونه تأخير توربوشارژر را از بين مي‌برد؟ با نصب موتور الكتريكي كوچكي در شافت توربوشارژر، كه به‌طور خاص بين توربين در قسمت اگزوز و كمپرسور در قسمت ورودي هواي تازه قرار گرفته است، اين كار موتور الكتريكي با اندازه تقريبي ۴ سانتي‌متر، قبل از شروع جريان گازهاي خروجي، كمپرسور را راه‌اندازي مي‌كند.

با استفاده از اين روش، تأخير در پاسخ توربوشارژر معمولي از بين مي‌رود، بنابراين پيشرانه‌اي با واكنش سريع آني و در تمام دورها خواهيم داشت. مهندسين AMG مي‌گويند توربوشارژر برقي همچنين به پيشرانه احتراق داخلي كمك مي‌كند تا گشتاور بيشتري در سرعت‌هاي پايين داشته باشد، بنابراين عملكرد در مقايسه با پيشرانه توربوشارژ سنتي به‌طور قابل توجهي بهبود مي‌يابد. جريان بهينه هوا نيز توسط توربوشارژر برقي تضمين مي‌شود زيرا آن مي‌تواند به سرعت‌هاي چشمگير تا ۱۷۰،۰۰۰ دوربردقيقه دست يابد.

هنگامي كه راننده پاي خود را از روي پدال گاز بر مي‌دارد، توربوشارژر برقي Garrett همچنين مي‌تواند از فناوري ترمز احياكننده بهره بگيرد و از انرژي دوراني شفت توربوشارژر براي بازگشت انرژي به سيستم برقي ۴۸ ولت خودرو استفاده كند. اما مرسدس بنز احتمالاً تصميم گرفته است تا اين كار را به‌صورت ديگري انجام دهد. در بيانيه مطبوعاتي مرسدس بنز آمده است:

حتي وقتي راننده پاي خود را از روي پدال گاز بردارد يا ترمز بگيرد، توربوشارژر برقي قادر است فشار تقويتي را در همه زمان‌ها حفظ كند؛ به گونه‌اي كه امكان پاسخ مداوم و مستقيم را براي توربوشارژر فراهم مي‌كند.

صحبت‌هاي مسئولان اين شركت امكان عملكرد چندحالته توربوشارژر برقي را تقويت مي‌كند. شايد اين مجموعه بتواند سرعت دوران توربوشارژر را در حالت اسپرت بالا نگه دارد تا حداكثر پاسخگويي و بيشترين ميزان صرفه‌جويي در مصرف انرژي به دست آيد و دوباره در حالت رانندگي معمولي در خيابان، به كاركرد عادي خود بازگردد. البته اين‌ها همه حدس و گمان هستند و مسئولان مرسدس هيچ اشاره‌اي به آن نكرده‌اند.

مرسدس-AMG هنوز اعلام نكرده است كه كدام خودرو براي اولين‌بار از اين فناوري پيشرفته بهره خواهد برد، اما مي‌دانيم كه Garrett قصد دارد e-turbo را اوايل سال آينده در يك خودروي جاده‌اي نصب كند. آيا اين خودرو مي‌تواند AMG GT 73 يا يكي از مدل‌هاي Black Series باشد؟ گذشت زمان اين موضوع را روشن خواهد كرد، اما باتوجه‌به كنفرانس مطبوعاتي اين شركت‌ها مي‌دانيم كه از اين فناوري در ساخت خودروهاي آينده استفاده خواهد شد.

ما قبلا هرگز چيزي شبيه به اين كار را در يك پيشرانه انجام نداديم و استفاده از آن براي AMG، اولين‌بار است.

بااين‌حال هنوز مشخص است كه آيا مورس به e-turbo اشاره كرده يا فناوري ديگري را مد انديشه متخصصين دارد.

توبياس مورس، رئيس هيئت مديره مرسدس AMG گفت:

ما اهداف خود را براي آينده‌اي با خودروهاي برقي تعريف كرده‌ايم. براي دستيابي به اين اهداف، ما به قطعات و مجموعه‌هاي جداگانه و درعين‌حال خلاقانه متكي هستيم. با اين حركت ما به‌طور استراتژيك فناوري ماژولار خود را تكميل مي‌كنيم و آن را مطابق با نيازهاي عملكردي خود قرار مي‌دهيم. در مرحله اول اين حركت شامل توربوشارژر الكتريكي مي‌شود؛ نمونه‌اي از انتقال فناوري فرمول يك به خودروهاي جاده‌اي و چيزي كه ما با كمك آن پيشرانه‌هاي احتراق داخلي توربوشارژ را به سطح چابكي دست‌نيافتني خواهيم رساند. 

ممكن است آينده كاملا متعلق به خودروهاي برقي باشد، اما هنوز هم از سوخت‌هاي فسيلي زيادي استفاده مي‌شود و ابتكاراتي از اين دست مي‌تواند به كاهش مصرف سوخت كمك كند.