دلیل استقبال روزافزون از سوپرشارژرهای الکتریکی چیست؟
زوميت/ توربوشارژرها باعث افزايش قدرت خروجي پيشرانه و کاهش مصرف سوخت ميشوند؛ اما نمونههاي معمولي آنها مشکلاتي دارد که در نسل جديد سوپرشارژرهاي الکتريکي رفع شده است. «کاهش 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 ميکنند. 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 کاهش ميدهند. بههميندليل در سالهاي اخير، استفاده از توربوشارژرها به امري معمول تبديل شده است و بيشتر خودروهاي امروزي همراهبا توربوشارژر عرضه ميشوند. کاهش سرعت کارکرد پيشرانه ازطريق کاهش دور موتور سبب بهحداقلرسيدن تلفات اصطکاک و درنهايت، افزايش قدرت خروجي ميشود؛ اما اين امر ممکن است فشار خروجي اگزوز را کاهش دهد و سبب بهدستآمدن نتيجهي معکوس در خودروهاي مجهز به توربوشارژر معمولي شود. درحقيقت، توربوشارژرها بخشي از انرژي موردنياز توربين خود را از سرعت و فشار گازهاي خروجي اگزوز تأمين ميکنند و با کاهش اين فشار خروجي، توربوشارژر نميتواند بهخوبي عمل کند. توربوشارژر بهدلايل ذکرشده، استفاده از توربوشارژرهاي معمولي که قدرت خود را از پيشرانه تأمين ميکنند، مشکلاتي بههمراه دارد که ازجملهي آنها ميتوان به تأخير در شتابگيري اشاره کرد. در خودروهاي مجهز به توربوشارژرهاي معمولي، با فشردن ناگهاني پدال گاز فاصلهاي زماني ميان پاسخ پيشرانه به افزايش شتاب وجود دارد که در اصطلاح به توربولگ (Turbo lag) معروف است. در اين حالت، سرنشينان ضربهاي ناگهاني حس ميکنند که ناشي از در مدار قرارگرفتن سوپرشارژر و افزايش ناگهاني قدرت پيشرانه است. براي رفع اين معضل و جلوگيري از ساير مشکلات ناشي از توربولگ، نسل جديدي از سوپرشارژرها معرفي شده است که قدرت خود را از منابع الکتريکي تأمين ميکنند و مهمترين مزيتشان حذف توربولگ و پاسخگويي لحظهاي به افزايش شتاب است. آئودي يکي از اولين خودروسازان عمدهاي است که به توليد و استفاده از نسل جديد سوپرشارژرهاي الکتريکي روي آورد. اين خودروساز آلماني در سال ۲۰۱۳، نمونهي اوليهي مدل A6 با پيشرانهي مجهز به سوپرشارژر الکتريکي را رونمايي کرد. در اين خودرو، سوپرشارژر الکتريکي ميان توربوشارژر معمولي و پيشرانه قرار داشت و تنها زماني در مدار قرار ميگرفت که سيستم مرکزي مديريت موتور با تشخيص فشار پايين گازهاي خروجي اگزوز، دستور واردشدن سوپرشارژر الکتريکي به مدار را صادر ميکرد و تقريبا بلافاصله سوپرشارژر الکتريکي ۴۸ ولتي فشار مدنظر محفظهي احتراق را تأمين ميکرد. آئودي با معرفي اين سيستم جديد، توجه ساير خودروسازان به اين فناوري را جلب کرد؛ بهگونهاي که در سالهاي اخير و با تکامل اين طرح انقلابي، امروزه خودروسازان بزرگي مانند مرسدس بنز و جگوار لندرور نيز به جمع توليدکنندگان و مصرفکنندگان سوپرشارژرهاي الکتريکي پيوستهاند. پيشرانه مجهز به توربوشارژر درحالحاضر، تلاشها براي استفاده از سوپرشارژرهاي الکتريکي در پيشرانههاي کمحجم در کانون توجه قرار گرفته است و مهندسان تلاشهايي موفقيتآميز براي کسب قدرت خروجي بيشتر از پيشرانههايي با حجم يک تا دو ليتر کردهاند. براي مثال، کنسرسيومي متشکل از مهندسان شرکت ريکاردو و فورد از چند سال پيش با هدف کسب قدرت و گشتاور خروجي معادل پيشرانهي معمولي دوليتري فورد از پيشرانهي يکليتري سوپرشارژر آغاز به کار کرد. در پروژهاي مشابه، مهندسان جگوار لندرور در همکاري 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 الکتريکي از حرارت گازهاي خروجي اگزوز و ذخيرهي آن در باتري براي استفادهي سوپرشارژر الکتريکي بهره بردهاند. شاهکار ۱۴۰۰ اسب بخاري بيامو يکي از نمونههاي برتر کسب خروجي حيرتانگيز از پيشرانهي کوچک، مربوط به پيشرانههاي ۵/۱ ليتري M12 و M13 بيامو است. اين پيشرانههاي فرمول يک در دههي ۱۹۸۰ ساخته و بهرهبرداري شد؛ دههاي که 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 خيرهکننده سبب ميشد پيشرانهها يادشده در وضعيت بحراني قرار بگيرند و درنهايت، يکي از اين پيشرانهها در خودرو برابهام BT53 نلسون پيکه منفجر شد و مهندسان بيامو بلوک سيلندر آن را بهعنوان دستاوردي فراموشنشدني نزد خود نگه داشتند.