در جستجوی قدرت، القای اجباری شما را فرا می‌خواند. سوپرشارژرها به این فراخوان پاسخ می‌دهند و با فشردن هوای اضافی به موتور شما، قدرت بیشتری به هر چرخه احتراق می‌بخشند. اما همه سوپرشارژرها یکسان ساخته نشده‌اند.
از کمپرسورهای دوپیچ تا دمنده‌های سانتریفیوژ، طراحی که انتخاب می‌کنید تعیین‌کننده تحویل قدرت است. ادامه دهید تا با انواع مختلف سوپرشارژرها و نحوه کار هر یک آشنا شوید.
سوپرشارژر چیست؟
سوپرشارژر یک دستگاه است که با استفاده از موتور (یا موتور الکتریکی) جریان هوای ورودی به موتور را افزایش می‌دهد و در نتیجه قدرت خروجی آن موتور را افزایش می‌دهد.
از مراحل اولیه توسعه موتور احتراق داخلی برای تأمین نیروی خودروها، کامیون‌ها و بله، هواپیماها، سوپرشارژرها بخشی از این داستان بوده‌اند.
دلیل این امر کاملاً واضح است. سوپرشارژ کردن یک روش نسبتاً ساده برای افزایش قابل توجه اسب بخار در تقریباً هر طراحی موتور احتراق داخلی است، چه دو زمانه باشد یا چهار زمانه، بنزینی یا دیزلی. کدام مهندس عملی یا مالک خودروی مشتاق می‌تواند در برابر چنین وسوسه‌ای مقاومت کند؟
بیایید نگاهی به انواع سوپرشارژرها بیندازیم، چگونگی پیدایش آنها و نحوه کارکردشان برای افزایش قابل توجه جریان هوا به موتور.
انواع سوپرشارژرها
1. وتس بلور
بیایید به تاریخ برگردیم به زمانی که وسایل نقلیه بیشتر مردم به اسب‌های بزرگ برای تولید اسب بخار نیاز داشتند. در سال ۱۸۶۰، برادران روتس یک دستگاه جابجایی هوای مکانیکی برای استفاده در کوره‌های انفجاری و چندین کاربرد دیگر طراحی و ثبت اختراع کردند. این یکی از اولین تلاش‌ها برای ساخت یک دمنده جابجایی مثبت نسبتاً کارآمد بود.
این دستگاه از دو پروانه سه‌پره‌ای که به صورت موازی بر روی شفت نصب شده بودند و با هم درگیر می‌شدند، استفاده می‌کرد. این دستگاه برای جابجایی حجم‌های بزرگ هوا بسیار مؤثر بود.
بلوئر روتس به سرعت پیشرفت کرد و اولین بار در طراحی موتوری که توسط گوتلیب دایملر در حدود سال ۱۸۸۵ ثبت اختراع شد، ظاهر شد. استفاده از آن در خودروهای تولیدی برای اولین بار در حدود سال ۱۹۲۱ با خودروهای لوکس آلمانی ساخته شده توسط مرسدس آغاز شد.
این سوپرشارژرهای اولیه توانستند با تغییرات کمی در موتورهای آن زمان، افزایش ۳۰ تا ۴۰ درصدی در قدرت اسب بخار موتور ایجاد کنند.
طراحی‌های دایملر به سرعت برای خودروهای خیابانی و مسابقه‌ای محبوب شدند. مرسدس، آلفا رومئو و بوگاتی به یاد می‌آیند که برای موفقیت‌های مسابقه‌ای از این فناوری استفاده کرده‌اند.
طراحی بلوور روتس توسط جنرال موتورز (دیترویت دیزل) در اوایل دهه ۱۹۳۰ عمدتاً برای موتورهای دیزل دو زمانه کامیون‌ها بهبود یافت. این دمنده‌ها بعدها اغلب بر روی موتورهای مسابقه‌ای اتومبیل‌ها استفاده می‌شدند.
این نوع کاربردها هنوز هم امروزه رایج هستند. در پیست درگ، به عنوان مثال، معمول است که درگسترها از سوپرشارژرهای نوع روتس که بر روی موتورهای بزرگ نشسته‌اند، استفاده کنند.
لاستیک خارجی لاستیک ایرانی2. کمپرسور اسکرو
پس از مسیر همواری که برادران روتس ایجاد کردند، در سال ۱۸۷۸، طراح آلمانی، هاینریش کریگار، کمپرسور نوع پیچ را ثبت اختراع کرد. مشابه دمنده روتس، این دستگاه از دو شفت موازی استفاده می‌کرد اما قادر بود افزایش فشار بسیار بیشتری را از طریق شکل پیچشی روتورهایش تولید کند.
با این حال، پیچیدگی‌های تولید، استفاده گسترده آن در صنعت و خودروسازی را برای چندین دهه به تأخیر انداخت.
یک مهندس سوئدی به نام آلف لیسولم، در اواسط دهه ۱۹۳۰ فناوری‌های تولیدی اساسی را معرفی کرد که هزینه طراحی پیچ را کاهش داد. این نوع کمپرسور به زودی در دنیای تهویه مطبوع و در صنایع دیگر که به خروجی‌های فشار بالا و بسیار کارآمد نیاز داشتند، جایگاه ویژه‌ای پیدا کرد.
در دنیای خودرو، کمپرسورهای نوع پیچ امروزه گاهی اوقات به عنوان سوپرشارژرهای دوپیچ نامیده می‌شوند.
3. سوپرشارژر سانتریفیوژ
سومین نوع سوپرشارژر، سانتریفیوژ است. در اوایل دهه ۱۹۰۰، طراح فرانسوی، لوئی رنو، اولین سوپرشارژر سانتریفیوژ را برای استفاده در خودروها ثبت اختراع کرد. در حدود سه سال بعد، سازنده خودروهای مسابقه‌ای آمریکایی، لی چدویک، طراحی رنو را گرفت، سه مرحله (سه روتور) را روی هم گذاشت و یک حرفه موفق در مسابقات خودروهای قدرتمند تپه‌نوردی آغاز کرد.
سوپرشارژرهای گریز از مرکز امروزی تنها از یک پروانه با تیغه‌های منحنی پیچیده استفاده می‌کنند که درون یک محفظه به شکل مارپیچ نصب شده‌اند. هوا نزدیک مرکز محفظه به پروانه وارد می‌شود. پره چرخان آن را به سمت گذرگاه خارجی محفظه پرتاب می‌کند و سرعت هوا را افزایش می‌دهد.
سپس هوا از طریق یک پخش‌کننده با قطر افزاینده عبور می‌کند که جریان را کند کرده و فشار را افزایش می‌دهد. این هوای با فشار بالا سپس از طریق سیستم القا به موتور منتقل می‌شود.
یک مزیت عمده این نوع سوپرشارژر سادگی نسبی آن است. در واقع، این نوع سوپرشارژر فقط یک قطعه متحرک دارد، پروانه. پره‌گردان درون یک محفظه با فاصله‌های نسبتاً زیاد می‌چرخد که باعث می‌شود هزینه تولید آن به طور معقولی پایین باشد.
همه این نوع سوپرشارژرها مستقیماً توسط موتور به حرکت درمی‌آیند. استفاده از سیستم گیربکس یا سیستم تسمه‌ای بسیار ساده‌تر اجازه می‌دهد تا سرعت سوپرشارژر و در نتیجه افزایش فشار به نسبت افزایش سرعت موتور افزایش یابد.
فشار خروجی به موتور می‌تواند بسته به نیاز راننده به قدرت از طریق استفاده از یک شیر بای‌پس که در صورت نیاز به تخلیه فشار اضافی باز می‌شود، تغییر کند. خروجی‌های جریان هوا از این سوپرشارژرها به همراه جریان پاشش سوخت توسط ماژول کنترل پیشرانه خودرو تنظیم می‌شوند. (PCM).
خودروهای تولیدی که از فناوری سوپرشارژر بهره‌مند شده‌اند شامل استودبیکرهای تاریخی در اوایل دهه پنجاه که از دمنده‌های پاکستون استفاده می‌کردند تا فورد شلبی ماستنگ‌ها و خودروهای محبوب دوج با موتور هِمی می‌شوند.
با استفاده از کمپرسورهای پیچ‌دار فشرده، برخی از خودروهای خیابانی دوج به راحتی بیش از ۸۰۰ اسب بخار تولید می‌کنند. پاهای راست محتاطانه‌ای برای هر یک از این ماشین‌های شگفت‌انگیز لازم است.
4. سوپرشارژر برقی
نوع چهارم سوپرشارژر که اکنون در حال ظهور است، الکتریکی-رانده است. هر یک از سه پیکربندی دمنده‌ای که در بالا بحث شد، می‌تواند توسط یک موتور DC (جریان مستقیم) با آهنربای دائمی بسیار کارآمد هدایت شود. این ترتیب اجازه می‌دهد تا سرعت سوپرشارژر به طور مداوم با نیاز موتور به هوا توسط PCM خودرو تنظیم شود.
یک موتور الکتریکی برای چرخاندن قطعات داخلی سوپرشارژر یک سیستم محرکه بسیار ساده‌تر از تسمه‌ها یا چرخ‌دنده‌های پیچیده‌ای است که در سیستم‌های مکانیکی استفاده می‌شوند. این می‌تواند به طور بالقوه کاهش هزینه و بهبود قابلیت اطمینان نسبت به سوپرشارژرهای مکانیکی قدیمی‌تر باشد.
چگونه سوپرشارژینگ به صنعت هواپیماسازی سود رساند
اگرچه جنگ‌ها از نظر مالی پرهزینه و از نظر انسانی فاجعه‌بار بوده‌اند، اما میدان‌های آزمایش بسیاری از پیشرفت‌های فناوری بوده‌اند. این موضوع در مورد سوپرشارژینگ نیز صدق می‌کند.
جنگ جهانی دوم نیاز به هواپیماهایی که بتوانند به ارتفاعات بالا دست یابند را به نمایش گذاشت. هواپیماهای پیستونی با مکش طبیعی نمی‌توانستند در هوای رقیق بالای ۲۰,۰۰۰ پا به طور مؤثر عمل کنند.
سوپرشارژرها در آن جنگنده‌ها و بمب‌افکن‌های جنگی رایج شدند و ارتفاعاتی تا ۵۰,۰۰۰ پا را ممکن ساختند. با چنین ارتفاعاتی، سرعت و برد هواپیما نیز به طرز قابل توجهی افزایش یافت.
موتورهای زیر ابرشارژرها
سوپرشارژر می‌تواند فشارهای احتراق و خروجی‌های قدرت بسیاری از انواع مختلف موتورهای احتراق داخلی را افزایش دهد. این افزایش‌های فشار و قدرت همیشه با دماهای بالاتر موتور و بارهای ساختاری داخلی به طور قابل توجهی همراه خواهند بود.
طراحان مجبور شده‌اند برای جبران این موضوع، سیستم‌های خنک‌کننده و روغن‌کاری موتور را بهبود دهند، متالورژی به‌روزتری برای بدنه و قطعات داخلی موتور استفاده کنند و از سوخت‌های با کیفیت بالاتر بهره ببرند. این پیشرفت‌های فناوری به خودروها و کامیون‌هایی که امروز می‌رانیم منتقل شده‌اند.
مجله رینگو را به طور منظم برای آخرین بررسی های خودرو و اخبار صنعت بررسی کنید!
در مجله رینگو بیشتر بخوانید :
- عملکرد بوق خودرو و روش های عیب یابی آن
- علت لرزش فرمان اتومبیل هنگام ترمزگیری
- قفل رینگ چیست و چه کاربردی دارد؟
- مشکلات بخاری در هوای سرد و راهنمای کامل حل آنها برای روزهای سرد و یخبندان
- دلایل روغن کم کردن ماشین چیست و علائم آن را چطور باید تشخیص داد؟
- نحوه تعویض سنسور اکسیژن | راهنمای گام‌به‌گام این کار
- یاتاقان چیست؟ همه چیز درباره این قطعه کاربردی!
- قالپاق چیست؟ | همه چیزهایی که باید درباره قالپاق ماشین و مراقبت از آن بدانید
- دیفرانسیل خودرو چیست؟
- کار کرد کیسه هوا چیست؟ | نجات‌دهنده لحظات مرگ‌وزندگی را بشناسید
- دلکو (Distributor) چیست و چه وظیفه‌ای در سیستم جرقه زنی (احتراق) خودرو بر عهده دارد؟
- دلایل خرابی ناگهانی بلندگو خودرو چیست؟
- علائم تسمه دینام خراب چیست؟
- باورهای غلط درباره استفاده از کولر خودرو و فوت و فن خنک نگه داشتن کولر خودرو
- جعبه فرمان خودرو در خودرو چیست؟ آشنایی با وظایف و انواع آن
- انواع دیسک ترمز
- نشانه هایی برای لزوم بازرسی ترمز خودرو
- سیستم ترمز ضد قفل یا ABS و هرآنچه درباره آن باید بدانید
- زوایای چرخ به چه معنا است؟ آشنایی با زوایا و تراز چرخ‌ها
- چرا چراغ چک خودرو روشن می‌شود؟
- تذکراتی در مورد باطری به باطری کردن ماشین
- پنج نشانه خرابی بلبرینگ های چرخ عقب و جلوی ماشین
- علل لرزش خودرو چیست؟
- نحوه تعویض وایر شمع خودرو
- بهترین و مناسب‌ترین لاستیک برای خودروی پژو ۲۰۷
- پمپ روغن چگونه کار می‌کند؟
- مشکلات و ایرادات پدال گاز خودرو و نحوه رفع آن
- چه چیزی باعث از کار افتادن ترمز دستی می شود؟
