چگونه اسب بخار تولیدی موتور خودرو بهبود داده میشه ؟

اسب بخاراز حاصل ضرب گشتاور در دور موتور به دست میاد .

برای اینکه با یک خودرو از یک نقطه با سرعت بیشتر به نقطه دوم برسیم نیاز به قدرت یا همون اسب بخار بیشتر داریم و باید دور موتور یا گشتاور یا هردو بالاتر ببریم .

به زبان ساده تر برای اینکه سرعت و قدرت بیشتری در اختیارمون باشه یا باید موتور و گیربکس بزرگتر و قویتری در اختیار داشته باشیم یا با افزایش دور موتور و تغییر ساختار و فشار آوردن به موتور کوچکتر به اسب بخار لازمه دست پیدا کنیم .

اما راههائی عملی افزایش دادن اسب بخار تولیدی یک موتور بدون تغییر اندازه و ساختار داخلی اون چیه و چه کارهائی از دست ما ساخته است ؟

 

1-خنک کردن هرچه بیشتر هوای ورودی به موتور و نصب فیلترهای هوای حرفه ای موتور که در مقابل عبور هوا به موتور کمترمقاومت ایجاد میکنند.

2-نصب اگزوزهای High Performance و بزرگتر با امکان تخلیه بهتر گازهای خروجی از موتور و استفاده از میل سوپاپهای با کارائی بالاتر VVT.

3-نصب کیتهای Nitros یا Water Injection در کنار توربوشاژر یا سوپر شارژر بمنظور تامین هوای بیشتر برای موتور و خنک کردن هوای ورودی به سیلندرها .

4- تغییردر برنامه ای سی یو موتور یا  Reflash کامپیوتر خودرو و دستکاری داده ها بمنظور بالابردن گشتاور و اسب بخار و مسافت پیموده شده.

5-استفاده از بهترین نوع بنزین در دسترس و تعویض بموقع فیلترها و شمعها و استفاده از بهترین روغن موتور و روغن گیربکس در دسترس مطابق نیازهای خودرو بمنظور روانکاری بهتر و کاهش اصطکاک.

6-بکاربردن تایرهای حرفه ای بمنظور چسبندگی بهتر به جاده و کاهش وزن خودرو.

کنترل بوست توربو

با توجه به بروز برخی مشکلات در زمینه افت توان موتور و از کار افتادن توربو برای دوستانی که موتور ماشینشون مجهز به توربو شارژه وظیفه خودم دونستم چند نکته کلیدی رودر مورد کنترل بوست توربو بصورت مختصر و مفید براتون بنویسم .

توربوشارژر از یک بخش توربین که توسط گازهای خروجی اگزوز به گردش در میاد و عملا نیروی چرخش توربو رو فراهم میکنه و یک بخش متصله کناری به نام کمپرسور که وظیفه فشرده سازی هوا برای ارسال به موتور و در نتیجه افزایش توان رو بعهده داره تشکیل شده .(نیروی تولید شده در نتیجه چرخش توربین توسط گازهای اگزوز توسط میله مرکزی یا شفت توربو به کمپرسور منتقل میشه و اونو به گردش در میاره).

نکته بسیار مهم : توربوشارژر با سرعت بسیار بالا (بالای 100000 دور در دقیقه) میچرخه اما همین دستگاه نمیتونه فشار و سرعتهای خیلی خیلی بالاتر از توانش رو تحمل کنه و نیازمند یک مکانیزم کنترلیه که سرعت چرخش توربین و در نتیجه دور چرخش از یک محدوده امن بالاتر نره و گرنه توربو منفجر میشه !!!

به فرایند فشار کاری توربو Boost و به شیر برقی - مکانیکی کنترلی تنظیم کننده بوست  Turbocharger Boost control valve

میگن. در حقیقت کاهش فشار لازم در بخش توربین باعث افت توان خودرو و افزایش بی رویه اون باعث خسارت به توربو میشه.

شیر برقی کنترل بوست توربو بصورت پالسی عمل کرده و با سنسورهای خاصی تحت کنترل ECU خودروست . اگر فشار در بخش کمپرسور از یک حدی بیشتر بشه دریچه شیربرقی کنترل بوست توربو با فرمان ECU  بیشتر باز میشه و در نتیجه قطعه ای مکانیکی به نام Actuator دریچه مجرای فرعی تخلیه گازهای اگزوز WasteGate  رو باز میکنه تا بوست یعنی شدت چرخش توربین پائین بیاد و بالعکس ....  (با این روش فشار در بخش توربین و کمپرسور در محدوده امن نگه داشته میشه) .

توجه : در صورتی که در لوله های متصل به شیر برقی کنترل بوست توربو نشتی اتفاق بیفته یا شیر برقی کنترل بوست خراب باشه یا سنسورها فرامین اشتباهی به ECU ارسال کنن چون توربوشارژر نمیتونه کاهش فشار رو تشخیص بده و مدیریت کنه دریچه تخلیه گازهای اگزوز در بخش توربین باز میمونه و در نتیجه افت توان شدید اتفاق میفته و چون موتورهای مجهز به توربو برخلاف تنفس طبیعی ها به تامین هوا از طریق کمپرسور توربو وابسته اند , دچار نفس تنگی شدید میشن !!!

 

افت توان توربو حین رانندگی و شتابگیری  خصوصا حین سبقت گرفتن پدیده بسیار خطرناکیه که باعث سرگشتگی راننده و حالت عدم کنترل در جاده در لحظه وقوع مشکل میشه ، پس در صورتی که با این نقص فنی روبرو شدید هر چه سریعتر نسبت به رفع اون اقدام کنید.

اسب بخار تولید شده توسط موتور و اسب بخارعملی منتقل شده به چرخها

همونطوریکه میدونید اسب بخار تولیدی موتوردر آزمایشگاه یا کارخانه مستقیما از خروجی فلایویل موتوراندازه گیری میشه در صورتی که اسب بخار منتقل شده به چرخهای خودرو میزانی است که از روی محور چرخها سنجیده خواهد شد!!!

تعجب نکنید .... اسب بخارعملی که روی چرخها اندازه گیری میشه همیشه از مقدار اندازه گیری شده روی موتور کمتره چون قطعات فیمابین موتور و چرخها بعنوان عوامل کاهش دهنده نیروعمل میکنند مثل : سیستم فرمان هیدرولیک – سیستم تهویه – دینام – واتر پمپ یا  کلاچ یا در مدل گیربکس اتومات تورک کانورتر – خود جعبه دنده ها – دیفرانسیل و اکسل شفتها (پلوسها) هستند .

نکته مهم :

در خودروهای دوچرخ متحرک جلو یا دوچرخ متحرک عقب تقریبا 10 تا 15 درصد اسب بخار تولیدی موتور در مسیر انتقال به چرخها ازبین میره . و در خودروهای 4WD یا AWD چهارچرخ متحرک یا تمام چرخها متحرک خیلی بیشتر یعنی حدود 20 تا 25 درصد نیروی اسب بخار تولیدی موتور قبل از رسیدن به چرخها مستهلک میشه .

جالبه بدونید که گیربکسهای دستی در مقایسه با گیربکسهای اتومات کارائی بهتری دارند و مقدار اسب بخار بیشتری رو با استهلاک قدرت کمتر به چرخها منتقل میکنند .

در مقاله بعدی سعی میکنم راههای علمی و عملی افزایش اسب بخار موتور و منتقل شده به چرخها رو مورد بررسی قرار بدم . در حقیقت اسب بخار بیشتر یعنی امکان رسیدن به سرعتهای بالاتر .

 

سرویس و نگهداری توربوشارژر

یکی از مسائل مهم در هنگام سرویس و نگهداری و تعمیرات توربوشارژر ، مراقبت و چک کردن کامل اون از لحاظ وجود نشتی هوا وعملکرد صحیح سوپاپ های کنترلی اونه؛ چرا که در صورت بروز نشتی در لوله ها ورادیاتوراینترکولر ، فشار هوای ورودی به موتور در مانیفولد هوا کاهش و در نتیجه قدرت پیشرانه نیز کاهش محسوسی پیدا می‌کنه (ممکنه با شنیدن صدای فس فس هم همراه بشه).

ضمنا توربوشارژر توسط دو سوپاپ اطمینان یکی به نام wastegate در طرف توربین (گازهای داغ خروجی موتور) و یکی به نام Blow off در طرف کمپرسور(فشرده ساز هوای تمیز) حفاظت میشه . این سوپاپهای اطمینان در صورتی که فشار توربوشارژر بیش از حد نیاز باشد بازشده و جلوی آسیب رو میگیرند . مثلا زمانی که راننده پا را از روی پدال گاز برمی‌داره، دریچه‌ی گاز بسته و انتقال هوا به داخل سیلندرها متوقف می‌شه. این در حالیه که توربوشارژ دقیقا در لحظه‌ی رهاسازی پدال گاز از مدار خارج نمی‌شه و بخاطر گردش توربین فشار زیادی تولید میکنه؛ در نتیجه بخشی از فشار تولیدی توسط توربو پشت دریچه‌ی گاز باقی میمونه. این فشار اضافی آن‌قدر زیاد هست که به مجموعه‌ی توربو و حتی دریچه‌ی گاز آسیب بزنه بنا براین باید حتما از سوپاپ Blow off تخلیه بشه .

نکته بسیار مهم : اگر مکانیزم توربوشارژ نشتی داشته باشه یا عملکرد هر یک از سوپاپهای اطمینان توربوشارژ مختل بشه یعنی سوپاپ باز بمونه و بسته نشه و بالعکس ... توربوشارژ دیگه درست فعالیت نمیکنه و آسیب میبینه ضمنا با تست دیاگ براحتی میشه این نقیصه رو عیب یابی و نشتی در سیستم رو با تعمیرو نگهداری رفع کرد.

درسته که توربوشارژر‌ قدرت و گشتاور بیشتر را در کنار مصرف سوخت کمتر در اختیار شما قرار می‌ده اما این قابلیت‌ها هزینه‌هایی به جز قیمت بالاتر ماشین داره که همون مسئله‌ی نیاز توربوشارژ به سرویس و نگهداری دائمه.

 

دمای حاصل از چرخش سریع توربین و گازهای خروجی که خود به تنهایی داغ هستند و باید توسط مکانیزمهائی مثل رادیاتور اینترکولر و گردش روغن موتور در مجاری توربو خنک بشن .این دمای بالا شاید به موتور آسیب نزنه ولی قطعا کارایی موتور رو پایین میاره. افزایش حرارت، ترکیب از پیش تعیین‌شده‌ی هوا و سوخت را با اختلال روبه‌رو می‌کنه افزایش دما چگالی آن را کاهش میده و اونو رقیق میکنه که این به معنای افت عملکرد موتور است و دوم اینکه دمای بالا می‌تونه سبب افزایش دمای مخلوط هوا و سوخت نیز بشود که خود سبب پدیده‌های مخربی به اسم ناک میشه .ناک یا انفجار خارج از کنترل و زودهنگام، نه‌تنها افت توان موتور را به همراه دارد بلکه می‌تونه آثار مخربی نیز روی اون داشته باشه.

نشستن پشت فرمون خودرویی که موتورش توربو شارژر داره شاید در ظاهر هیجان‌انگیز باشه ولی در عین حال محدودیت‌های خاص خود را نیز در پی داره. موتورهایی که توسط توربو شارژر تقویت شده‌اند، ساختار و نیازهای متفاوتی نسبت به موتورهای تنفس طبیعی دارند. در موتورهای توربوشارژ کیفیت بالای روغن موتور و سوخت مصرفی بسیار اهمیت دارند. استفاده از روغن موتور بی کیفیت یا سوخت با عدد اکتان پایین یا آسیب دیدن یا کثیف شدن رادیاتور اینترکولر باعث افزایش احتمال داغ شدن و ناک در موتور و آسیب می‌شه. پس :  از بهترین روغن موتور و سوخت موجود برای خودرو توربوشارژ استفاده کنید و ترجیحا از مکمل‌های رایج در بازار شدیدا پرهیز کنید. از رادیاتور اینترکولر که جلوی رادیاتور اصلی خودرو قرار داره در مقابل برخورد اجسام و فشار آب بالا موقع شستشو و کثیف شدن توسط گل و لای و حشرات حفاظت کنید .

گرم کردن خودرو قبل از شروع حرکت warm up

گرم کردن خودرو قبل از شروع حرکت Warm Up یه کار بسیار ضروری در همه خودروها خصوصا در مدلهای مجهز به توربوشارژه تا روغن موتور به دمای عملیاتی برسه و روانکاری درست صورت بگیره و از استهلاک پیشگیری بشه.

بسته به سرمای هوا گرم کردن موتور خودرو بیشتر طول میکشه و بهترین نشونه اینکه موتور آماده حرکته پایین اومدن دور موتوره .(در استارت اولیه با موتور سرد توسط فرامین ECU اندکی سوخت اضافه به سیلندر تزریق میشه و دور موتور بالا میره تا هم استارت سرد بهتر صورت بگیره و هم موتور کمی با دور موتور بالاتر کارکنه و زودتر گرم بشه).

در مورد توقف با موتور روشن چیزی که برخی رو نگران میکنه داغ شدن بیش از حد موتور و گیربکس و اگزوزه که البته سیستم خنک کننده ماشینها طوری طراحی شده که حرارت تولیدی رو دفع کنه و موتور مشکلی از بابت کارکرد درجا حتی برای ساعتها کار درجا نداشته باشه و حتی فاصله اگزوز تا شاسی هم عایق بندی شده و نگرانی از این بابت هم وجود نداره .

پس از warm up اولیه موتور بهتره یکی دو کیلومتر آرام رانندگی کرد تا روغن دنده  گیربکس هم گرم بشه و به دمای مطلوب عملیاتی برسه خصوصا در خودروهای دنده اتومات که فرایند تعویض دنده اونا هیدرولیکی و وابسته به روغنه و اگر روغن دنده سرد باشه ممکنه گیربکس درست عمل نکنه یا تقه بزنه و در نهایت آسیب ببینه .

گرم کردن اولیه موتور در مناطق معتدل و گرمسیر و فصول گرم سال ممکنه به 30 ثانیه زمان نیاز داشته باشه اما در مناطق سردسیر و زمستان های سرد (دمای زیر صفر) این زمان بسته به دمای محیط باید حتما افزایش پیدا کنه .

نکته بسیار مهمی که همه باید بدونن اینه که با موتور سرد حین و پس از استارت اولیه به هیچ عنوان نباید گاز داد چون ضمن تزریق سوخت زیاد توسط انژکتور به موتور در حالتی که امکان سوزاندن همه این سوخت وجود نداره پدیده ورود سوخت به داخل کارتر و روغن موتور همراه کمپرسهای اولیه و خراب شدن روغن موتور پیش میاد.

ضمنا اگه به موتور سرد گاز اضافه داده بشه چون بدنه موتور سرده و مقداری رطوبت در هوای کمپرس شده به محفظه داخلی موتور (کارتر) وجود داره رطوبت این هوا تبدیل به مایع (آب) میشه و ترکیب آب با روغن هم مثل ترکیب بنزین با روغن باعث خرابی روغن و تولید لجن در کارتر زیر موتور میشه (روغن موتور به لجن مبدل میشه) .

مشخصه که چنین پدیده هائی با خراب کردن روغن موتور چقدر استهلاک موتور رو بالا خواهد برد !!!