آموزشی
موتور تنفس طبیعی خودرو چیست؟
اسفند
پیشرانه، قلب و مهم‌ترین قسمت هر خودرویی است. خودروها بسته به کاربری، سایز، قیمت و کلاسی که دارند دارای موتورهای متنوعی هستند. این روزها در خودروهای جدید به خاطر دلایلی هم‌چون کاهش مصرف سوخت، کم‌کردن آلایندگی و افزایش راندمان موتورها، خودروسازان هر روز بیش‌ازپیش به سمت استفاده از موتورهای توربوشارژ پیش می‌روند و حتی برخی خودروسازان مانند بی ام و، کاملا موتورهای تنفس طبیعی را کنار گذاشته‌اند. با این وجود، هم‌چنان پرتعدادترین نوع موتور درون‌سوز که در خودروها یافت می‌شود، موتور تنفس طبیعی خودرو یا به‌اصطلاح انگلیسی Naturally Aspirated هستند.
موتورهای توربوشارژ این روزها طرف‌داران زیادی دارند؛ به‌خصوص گشتاور بالا و نسبت اسب‌بخار به حجم بالای آن‌ها، مورد توجه است. با تمام این اوصاف هنوز برای منقرض‌شدن موتورهای تنفس طبیعی زود است و این موتورها هم‌چنان پتانسیل کافی برای رشد و توسعه دارند. از سوی دیگر، موتور تنفس طبیعی دارای مزایا و نقاط قوتی است که نمی‌توان نادیده گرفت. در ادامه، نگاهی به کارکرد موتورهای تنفس طبیعی و مزایا و معایب آن‌ها خواهیم داشت.
عملکرد موتور تنفس طبیعی
موتورهای احتراق داخلی یا درون‌سوز که در خودروها استفاده می‌شوند، از نوع چهارزمانه هستند. ابتدا بگذارید مروری بر کارکرد و نحوه عملکرد موتور چهارزمانه داشته باشیم. در این موتورها، در اولین سیکل از کارکرد موتور، سیلندر به سمت پایین می‌رود و هوا و سوخت را مکش می‌کند؛ سپس سوپاپ‌ها همگی بسته می‌شوند و سیلندر برای متراکم‌کردن مخلوط سوخت و هوا به سمت بالا حرکت می‌کند. مخلوط هوا و سوخت هنگام رسیدن سیلندر به نقطه مرگ بالایی (TDC)، به متراکم‌ترین حالت خود می‌رسد و درست در همین نقطه است که شمع جرقه می‌زند و مخلوط را مشتعل می‌کند.
در سیکل احتراق، سیلندر با نیروی حاصل از انفجار پایین می‌آید. در آخرین سیکل نیز سوپاپ‌های دود باز می‌شوند و سیلندر با بالاآمدن، دود ناشی از احتراق را تخلیه می‌کند. سوخت برای احتراق، به اکسیژن وابستگی دارد و بدون این عامل، احتراق صورت نخواهد گرفت. در موتورهای تنفس طبیعی، اکسیژن در مانیفولد هوا تا پیش از ورود به موتور با فشار اتمسفر قرار دارد؛ ولی در موتورهای توربوشارژردار یا سوپرشارژردار که اصطلاحا به پرخوران معروف هستند، اکسیژن به صورت تحت‌فشار به درون موتور تزریق می‌شود و همین باعث می‌شود تا احتراق قدرت‌مندتری داشته باشیم.
از سوی دیگر، این وابسته‌بودن موتورهای تنفس طبیعی به فشار اتمسفر، سبب می‌شود تا این موتورها در صورت تغییر فشار هوا دچار تغییر عملکرد شوند. برای مثال، در مناطقی که ارتفاع از سطح دریای آن‌ها بالا است، فشار اتمسفر نیز پایین است و بالطبع همین مساله سبب کاهش قدرت موتور نیز می‌شود.
هیچ کسی به طور قاطع نمی‌تواند بگوید که موتورهای تنفس طبیعی بهتر هستند یا موتورهای توربو؛ چون هر کدام از این‌ها، دارای نقاط قوت و ضعف خود هستند. در ادامه، به بررسی برخی از این موارد خواهیم پرداخت و شاید در ادامه مقاله، بتوانید بهتر تصمیم بگیرید که کدام موتور، گزینه مناسب‌تری است.
حجم و قدرت
اولین تفاوت موتورهای توربو و تنفس طبیعی، در حجم این موتورها است؛ چون موتورهای توربو به دلیل راندمان بسیار بالایی که دارند، چندان وابسته به حجم موتور نیستند و مشاهده می‌کنید که گاهی یک موتور ۲ لیتری چهارسیلندر توربو قدرتی معادل یک موتور شش‌سیلندر با حجم ۴ لیتر دارد. برای مقایسه، می‌توان موتور ۲ لیتری رنجروور ولار با ۳۰۰ اسب‌بخار قدرت و ۴۰۰ نیوتن‌متر را مثال زد و آن را با موتور V6 تنفس ۴ لیتری تویوتا پرادو مقایسه کرد که ۲۷۰ اسب‌بخار قدرت و ۳۷۰ نیوتن‌متر گشتاور دارد.
مشتریان زیادی هم‌چنان در بازار خودرو وجود دارند که حجم موتور از نظر آن‌ها اهمیت زیادی دارد و همین امر، می‌تواند توجه این دسته از خریداران را به سمت موتورهای تنفس طبیعی جلب کند.
هم‌چنین نمودار تحویل گشتاور در موتورهای تنفس طبیعی با موتورهای توربو فرق دارد و همین باعث شده است تا این موتورها عملکردی نرم‌تر داشته باشند و عملکرد و واکنش آن‌ها نسبت به پدال گاز را بتوان بهتر پیش‌بینی کرد. این نکته را نیز باید در نظر داشت که با تمهیداتی می‌توان موتوری تنفس طبیعی ساخت که بتواند قدرتی مشابه با موتور توربو تولید کند؛ ولی این کار نیازمند فناوری، هزینه و علم بالایی است. برای مثال، می‌توان به فراری ۸۱۲ و پاگانی زوندا HP بارچتا اشاره کرد که قدرت موتور ۷۸۹ اسب‌بخاری آن‌ها، با موتورهای توربوی هم حجم برابری می‌کند.
عملکرد و رفتار
برتری دیگر موتورهای تنفس طبیعی، در نبود تاخیر در عملکرد آن‌ها است. در موتورهای توربو، لازم است تا ابتدا گازهای خروجی از اگزوز به پره‌های توربو برسند و آن‌ها را بچرخانند تا توربو فشار هوای کافی را تامین کند. این فاصله، سبب مقداری تاخیر در عملکرد توربوشارژر می‌شود و موتورهای توربو در ابتدای حرکت مقداری ضعیف عمل می‌کنند که در اصطلاح به آن، لگ توربو گفته می‌شود.
گرچه با فناوری‌های جدید مانند توربوهای دوقلو (Twin Turbo) و توربوهای دومجرایی (Twin Scroll)، خودروسازان توانسته‌اند این تاخیر را تا حد زیادی کاهش دهند؛ اما هم‌چنان این تاخیر به طور کامل رفع نشده است؛ تا جایی که خودروسازانی مانند مرسدس بنز برای رفع این مشکل به استفاده از موتور برقی کمکی در شروع حرکت روی آورده‌اند. در موتور تنفس طبیعی، تاخیر به هیچ وجه وجود ندارد؛ چون فشار اتمسفر همیشه حاضر است و برای تامین آن، نیازی به صرف زمان نیست.
هزینه، نگهداری و تعمیرات
دیگر مزیتی که موتورهای تنفس طبیعی دارند، به پیچیدگی فنی کم‌تر آن‌ها در برابر موتورهای توربوشارژ برمی‌گردد. موتورهای تنفس طبیعی، نه‌تنها قیمت کم‌تری در مقایسه با موتورهای توربو دارند، بلکه تعمیر و نگهداری آن‌ها نیز خیلی ساده‌تر از موتورهای توربو است. به دلیل پیچیدگی پایین‌تر، احتمال خرابی این موتورها نیز کم‌تر است؛ به طوری که می‌بینید، برخی از قابل‌اطمینان‌ترین خودروهای بازار مانند تویوتا کمری، تویوتا کرولا و نسل‌های قبلی هوندا آکورد و سیویک فاقد موتورهای توربوشارژ بوده‌اند. قطعاتی مانند اینترکولر، واحد کنترل الکترونیکی متفاوت، مانیفولدهای پیچیده‌تر و سنسورهای بیشتر، قیمت تمام‌شده یک موتور توربو را بالا می‌برند و به همان نسبت، هزینه نگهداری نیز بالاتر است.
در سمت مقابل، یک موتور تنفس طبیعی برای این‌که قدرتی مشابه با موتور توربوشارژ تولید کند، باید حجم بیشتری داشته باشد که این مساله، وزن، مصرف سوخت و آلایندگی خودرو را افزایش می‌دهد.
بالاخره کدام موتور؟ تنفس طبیعی یا توربو؟
جواب قطعی برای این سوال وجود ندارد و خریدار باید بسته به نیاز خود و انتظاراتی که از خودرو دارد، نوع موتور خودروی خود را انتخاب کند. اگر مصرف سوخت و آلایندگی چندان برای شما مهم نیست و در عوض موتوری نرم و کم‌دردسر می‌خواهید، بهتر است به سراغ خودروهای تنفس طبیعی بروید. در سمت مقابل، اگر خواهان موتوری قدرت‌مند، کم‌مصرف و مدرن هستید، موتورهای مجهز به سامانه توربوشارژ می‌توانند انتخاب بهتری برای شما باشند.
بیشتر بخوانید
- بررسی برندهای خودروسازی چینی موفق و ناموفق در بازار ایران
- از چه مکمل‌های سوخت برای خودرو خود استفاده کنیم؟
- همه چیز درباره اکتان بوستر و مکمل ها
- مهم‌ترین تفاوت بنزین سوپر و معمولی
- اصول نگهداری خودروهای توربو شارژ
- صفحه اینستاگرام آریزو 5 را دنبال کنید.
