چرا مصرف کمتر پیشرانه‌های توربو دروغ است؟!

پیشرانه‌های توربو چند سالی است که سر و صدای زیادی به پا کرده‌اند. شورولت پیشرانه‌های 1.4 لیتری اکوتکی را عرضه می‌کند که قدرت 153 اسب بخاری داشته و محصولات فیات-کرایسلر هم از پیشرانه‌هایی استفاده می‌کنند که معمولاً نیازمند قوای محرکه‌ی 2 یا 2.4 لیتری بوده‌اند. حتی می‌توانیم ببینیم که پیشرانه‌های بزرگ‌تری همچون 4 سیلندر 2.5 لیتری توربو در مزدا CX-9 جایگزین پیشرانه‌های 6 سیلندر با همان میزان قدرت شده‌اند.


اما تمامی این تغییرات به خاطر مصرف سوخت کمتر پیشرانه‌های کم‌حجم‌تر توربو در مقایسه با نسخه‌های تنفس طبیعی حجیم‌تر صورت گرفته است؛ اما چگونه؟ آیا این مصرف کمتر یک جادو است؟ نه! این یک دروغ است، یک دست‌کاری هوشمندانه‌ی صنعت خودرو برای دور زدن قوانین سخت‌گیرانه آلایندگی در بازارهایی کلیدی همچون آمریکا و اروپا؛ اما برای دانستن ساز و کار این دروغ بزرگ ما نگاهی به طرز کار پیشرانه‌ی توربو و چگونگی اندازه‌گیری مصرف سوخت آن داشته‌ایم.

  • محنی‌های قدرت و گشتاور


یک پیشرانه‌ی تنفس طبیعی نرمال عملکرد نسبتاً ساده‌ای دارد. قدرت این پیشرانه به حالت ساده و تکراری‌ای ارائه می‌شود. منحنی قدرت معمولاً از پایین شروع شده و با بالا رفتن دور پیشرانه به نزدیک ردلاین می‌رسد. از آنجایی که دور پیشرانه افزایش می‌یابد بنابراین جریان هوای بیشتری هم به آن می‌رسد و همه می‌دانیم که اگر خواهان شعله‌ی بیشتری باشید باید هوای بیشتری هم داشته باشید. توربوشارژرها این فرایند را پشتیبانی می‌کنند و فرایند احتراق را به هوای فشرده بهبود می‌بخشند؛ اما این فرایند زمان‌بر بوده و همیشه هم فعال نیست.

به همین خاطر پیشرانه‌های توربو دو منحنی قدرت متفاوت دارند که یکی در زمان بوست توربو و دیگری در زمان عدم بوست است. منحنی عدم بوست نشان دهنده‌ی چگونگی رفتار پیشرانه در دورهای پایین است، زمان‌هایی که پدال گاز به آرامی فشرده می‌شود و سیستم‌های مدیریت پیشرانه نیازی به حداکثر قدرت ندارند. در این شرایط توربو اصلاً فعال نیست و پیشرانه نیز به جریان هوای معمولی اتکا می‌کند و حداکثر مصرف سوخت را دارد. در خودروهایی همچون شورولت کروز مجهز به پیشرانه 1.4 لیتری توربو، مصرف سوخت مشابه یک مدل 1.4 لیتری تنفس طبیعی خواهد بود.


اما در منحنی قدرت بوست شما حداکثر قدرت را دارید و توربو در حداکثر گردش خود بوده و حداکثر هوای ممکن برای فرایند احتراق تأمین می‌شود. اینجاست که حداکثر و قدرت گشتاور (در کروز 153 اسب بخار و 239 نیوتون متر گشتاور) ارائه می‌شود؛ اما با تأمین هوای بیشتر شما سوخت بیشتری هم نیاز خواهید داشت. حسگرهای جریان هوای داخل ورودی هوای پیشرانه میزان هوای ورودی را تشخیص داده و به سیستم سوخت‌رسانی می‌گوید که میزان تأمین سوخت را تنظیم نماید. در زمانی که توربو فعال است پیشرانه برای تولید حداکثر قدرت و گشتاور سوخت بیشتری را می‌فرستد.

سوخت بیشتر برابر است با راندمان سوخت بدتر. مهم نیست که پیشرانه چقدر کوچک یا بزرگ است زیرا در زمانی که توربو فعال است و قدرت بیشتری تولید می‌شود، پیشرانه‌ی توربو همانند یک واحد بزرگ‌تر سوخت را خواهد بلعید. هوشمندانه است! یک پیشرانه با توانایی رفتار همانند دو پیشرانه‌ی کاملاً متفاوت؛ اما خودروسازان از مزیت آن استفاده کرده و اکثر تست‌های مصرف سوخت را به‌صورت ناقص انجام می‌دهند.

  • تست‌های مصرف سوخت چگونه انجام می‌شوند؟


تست‌ها در آمریکا منظم‌تر از اروپا به‌روز می‌شود هرچند این تست‌ها هم هنوز قدیمی می‌باشند. تست‌های مورد بحث از سه فاز تشکیل شده که همگی در محیط آزمایشگاهی و بدون هرگونه متغیر دیگر انجام می‌شود. همچنین آیتم‌هایی همچون شرایط آب و هوایی در نظر گرفته نمی‌شوند. اولین فاز تست شهری UDDS است که مصرف سوخت در محیط‌های شهری را اندازه‌گیری می‌کند. این تست که LA4 هم نامیده می‌شود برای اولین بار در سال 1972 انجام گرفت و حدود یک ساعت رانندگی در لس‌آنجلس بود. در آن زمان خودروهای بسیار کمتری در خیابان‌ها تردد می‌کردند و خودروها و پیشرانه‌ها نیز نسبت به امروز بسیار متفاوت بودند.

تست UDDS حدود 31 دقیقه بوده و با حداکثر سرعت 90 کیلومتر در ساعت انجام می‌شود. این تست شامل 23 بار توقف و سرعت متوسط 32 کیلومتر در ساعت بوده اما شتاب گیری‌های چندباره باعث می‌شوند این تست واقع‌بینانه‌تر باشد. برای مثال شاهد شتاب گیری 12 ثانیه از سکون تا سرعت 36 کیلومتر در ساعت هستیم. همچنین چندین بار توقف برای شبیه‌سازی ترافیک انجام می‌شود.

فاز دوم تست‌ها که HWFET نام دارد مصرف سوخت بزرگراهی را اندازه می‌گیرد. در اینجا از پیشرانه‌ای که قبلاً گرم شده استفاده می‌شود و توقفی هم نیست. سرعت متوسط خودرو 77 کیلومتر در ساعت بوده و حداکثر سرعت به 96 کیلومتر در ساعت می‌رسد. این تست نیز یک سفر 16 کیلومتری را شبیه‌سازی می‌کند.

سپس اعداد مربوط به مصرف سوخت با درصدهای پیش بینی شده (10 درصد برای شهر و 22 درصد برای بزرگراه) و بر پایه‌ی محاسبات سال 1984 تنظیم می‌شوند. این اعداد بیش از 30 سال است که تغییری نکرده‌اند. از سال 2008 به بعد EPA تست سومی را نیز برای شبیه‌سازی بهتر شرایط واقعی انجام داد. تست SFTP دارای سه سیکل است. اولین آن‌ها 10 دقیقه طول کشیده و مسافت 12.8 کیلومتری را شامل شده و سرعت متوسط خودرو نیز 77 کیلومتر در ساعت است. حداکثر سرعت خودرو در این سیکل به 128.7 کیلومتر در ساعت می‌رسد. این تست شرایط پرسرعت و مهم‌تر از آن شتاب گیری‌های سریع را شبیه‌سازی می‌کند. این جزئیات حیاتی نشان دهنده‌ی فشار بیشتر بر پیشرانه و نشان دهنده‌ی همان منحنی قدرتی هستند که نیازمند سوخت بیشتر می‌باشد.

سیکل دوم مسافت 5.3 کیلومتری را شامل شده و با کولر روشن انجام می‌شود. نهایتاً در سیکل آخری هم حالت تردد شهری در دماهای پایین تست می‌شود. اگرچه SFTP مصرف سوخت واقعی‌تر و دقیق‌تری را تخمین می‌زند اما بازهم نتایج به دست آمده تحت تأثیر تست‌های دیگر قرار داشته و رفتار دنیای واقعی را نشان نمی‌دهند. البته یک مشکل کلیدی دیگر هم وجود دارد…

  • تست محدود – حداکثر اعتماد


EPA ظرفیت تست محدودی داشته و در سال 2010 تنها حدود 200 تا 250 خودرو را تست کرده است. این رقم در آن سال تنها حدود 15 درصد خودروهای جدید در حال فروش را شامل می‌شد چراکه هر خودرو دارای تریم ها و نسخه‌های گوناگون بوده و پیشرانه‌ها و رینگ و لاستیک‌های متفاوتی برای مدل‌ها در دسترس بوده است. EPA اکثر اوقات از داده‌های خودروسازان استفاده کرده و تست‌های تصادفی برای سنجش صداقت خودروسازان انجام می‌دهد. این موضوع مخصوصاً در زمانی که شکایاتی از مصرف‌کنندگان به دست EPA می‌رسد پررنگ‌تر می‌شود.

نهایتاً باید گفت فاکتورهای کلیدی در تخمین مصرف سوخت ناقص هستند. اعتماد به خودروسازانی که تلاش دارند بهترین عملکرد خود را نشان دهند یک روش با ریسک بالا بوده اما زمانی که خود تست‌ها بر مبنای داده‌های 30 یا 40 سال پیش انجام می‌شوند و پیشرانه‌ها را هم خیلی تحت‌فشار نمی‌گذارند بنابراین این موضوع ساده را نادیده می‌گیرند که تمامی پیشرانه‌های توربو در زمان بوست بالا هوای زیادی را به محفظه‌های احتراق می‌فرستند و همین زمان سوخت زیادی نیز فرستاده می‌شود تا قدرت خودرو در بالاترین حد ممکن باشد.


هیچ‌کسی همانند تست‌های EPA خودرو را نمی‌راند. هیچ‌کسی خودروی خود را بدون رادیو، کولر و یا بدون روشن کردن چراغ‌های جلو نمی‌راند. هیچ‌کسی دیگر خودروی خود را در خیابان‌های لس‌آنجلس 1972 نمی‌راند بنابراین چرا باید به اعداد اعلامی توسط این تست‌ها اعتماد کرد؟ تا زمانی که تست‌های واقعی برای سنجش مصرف سوخت پیشرانه‌های توربو انجام نشوند، مصرف سوخت کم پیشرانه‌های توربو را همچنان یک دروغ بزرگ خواهیم دانست…

منبع: carbuzz

درباره نویسنده

شاهین احمدزاده، نویسنده و مترجم مطالب مربوط به دنیای خودرو در سایت پدال

مطالب مرتبط

13 دیدگاه

  1. Mopar or No Car
    سوابق: (1086 دیدگاه) ,

    همیشه گفتم و خواهم گفت زنده باد تنفس طبیعی. حتی هیبریدی و الکتریکی هم اگه آلایندگی ناشی از تواید برق و باتری رو در نظر بگیریم تفاوت چندانی با درون سوز ندارند.

    پاسخ
    1. محمد
      سوابق: (551 دیدگاه) ,

      مشخصه که خودروهای توربو در حالی که رانندگی ملایمی داشته باشید مصرفشون کمه
      نه رانندگی سرحال
      که اونجا هم بعضی موتورها لگ دارن
      خودروهای تنفس طبیعی هم اگه ملایم رانندگی کنید مصرف بالایی ندارن
      .
      اما اروپا و آمریکا بخاطر رانندگی بیشتر در ترافیک
      و حتی در حالت عادی رانندگی ملایم در صورتی که ۲۰٪ هم مصرف سوخت کم بشه، ترجیح میدن خودروهای توربو رو قبول کنن
      و عدد و رقمهایی رو اعلام کنن که خریداران به سمتشون جذب بشن

      پاسخ
      1. الهی
        سوابق: (596 دیدگاه) ,

        شاید یکی دیگر از مزایایای موتور توربو … استفاده از فضای کمتر.. صدای کمتر .. و نمیدونم اینا ولی شاید هزینه تعمیر خودروی چهار سیلندر توربو از هشت سیلندر تنفس طبیعی کمتر باشه…
        شاید بازم هم برای خریدار و هم برا سازنده یه جاهایی استفاده از توربو با حجم کم موتور به صرفه تر باشه..

        پاسخ
    2. مرتضی مقدم
      سوابق: (76 دیدگاه) ,

      توربو از لحاظ نظری مصرف سوخت رو کاهش میده.ی موتور تنفس طبیعی هر چقد هم عالی طراحی شده باشه و ورودی های هوا بهینه و آیرودیناممیک هم باشن باز هم مقدار کمی از حجم موتور ها نمیتونه از هوای هم فشار جو پر بشه یعنی بازده حجمی موتور در بهترین حالت 90 درصده.توی منحنی های اتو یا دیزل فشار نهایی به مقدار بسیار بالا با فشار اولیه در ارتباطه یعنی فشار اولیه بالا موجب افزایش فشار ثانویه یعنی فشار در نقطه اختراق میشه بنابراین توربو علاوه بر افزایش راندمان حجمی مموتور به صد و پنجاه تا دویست درصد و حتی بالاتر موجب افزایش بازده حرارتی موتور میشه این یعنی ینکه شما از یک گرم سوخت توان بیشتری بدست میارین.اما یه مطلب رو هم باید در نظر گرفت و اون اینکه هر چی حجم موتور بیشتر باشه به دلیل بزرگتر شدن شاتون ها بازوی مولد گشتاور به ذاته افزایش پیدا میکنه و این یعنی اینکه شما با موتور حجیم تر با دور موتور کمتری بطور عمومی رانندگی میکنید اما موتور توربو اینجوری نیست در دور کمتر هم کمبود گشتاور داره به دلیل حجم کم و هم توربو در مدار نیست پس راننده برای اینکه پا به پای موتور معمولی بره مجبوره با موتور توربو پرفشارتر برونه.با توین توربو این مشکل هم مرتفع شده

      پاسخ
    3. یاشار کزیلو
      سوابق: (2 دیدگاه) ,

      تنها مزیت الکتریکی ها و هیبریدی ها کاهش آلایندگی شهری است که خود مسئله بسیار مهمی است ولی در کل با در نظر گرفتن الایندگی تولید برق و ذرات معلق ناشی از لاستیک خودرو تفاوت زیادی میان الکتریکی و تنفس طبیعی نیست مگر اینکه برق از منابعی چون باد یا خورشید یا نیروگاه هسته ای تامین شده باشد.

      پاسخ
  2. Sajjad
    سوابق: (1359 دیدگاه) ,

    توربو در زمانی کارآمد خواهد بود که آلیاژ و قطعات موتور توانایی تحمل گرما و استهلاک به شدت زیاد رو داشته باشن
    به توربو علاقه ندارم
    قبول دارم گاهی لازمه اما خوشم نمیاد از توربو
    (بیشتر بخاطر تاخیرش و در مرحله بعد بخاطر استهلاکش)

    پاسخ
  3. NAVID۰۰۹۸
    سوابق: (912 دیدگاه) ,

    بخاطر اینکه بیشتر رانندگان نمیتوانند مثل شرایط استاندارد کاتالوگ و کارخانه رانندگی کنند ، و برای همین مصرف بیشتر از حد استاندارد اعلامی هست .

    البته خیلی شرایط دیگر مثل ارتفاع یا کیفیت بنزین هم ملاک هست .

    پاسخ
  4. بیژن
    سوابق: (208 دیدگاه) ,

    من یه خودرو آلمانی توربودار دارم. تجربه شخصیم اینه که واقعا مصرف سوخت، پایین تر هست، اما نه اونطور که مردم توو ذهنشون هست و دوم اینکه اصولا مصرف کمش بخاطرکم حجم بودن این موتورها نسبت به موتورهای تنفس طبیعی میباشد.
    تا حدودی با دیدگاه این مقاله موافقم. اما یادمون نره حجم موتور کمتر مساوی وزن کمتر و مصرف سوخت کمتر و استهلاک کمتر….
    درضمن من تاخیر در عملکرد توربو در ماشینم حس نکردم. تجربه خودروهای توربو چینی رو ندارم…

    پاسخ
    1. علی
      سوابق: (34 دیدگاه) ,

      من با نظر شما موافق هستم. من یک مدتی BMW528i داشتم و واقعاً مصرف پایین این ماشین رو تحصین میکردم. مصرف متوسط ماشین من حدود 5.5 بود و همچنین مادرم ماشین النترا با حجم 1800cc داشتن و مصرف متوسطش روی 7 بود با اینکه هم حجم موتورش از ماشین من پایین تر بود و هم وزن ماشین کمتر از ماشین من بود، ولی با این حال مصرف ماشین من خیلی پایین تر از ماشین مادرم بود. برای همین بنظر من توربو تأثیر داره توی کاهش مصرف سوخت.
      ممنون از توجه دوستان.

      پاسخ
  5. عطا
    سوابق: (13 دیدگاه) ,

    موتور تنفس طبیعی و موتور توربو،هر دوشون روی نیمکت آزمایش قدرت و مصرف سوخت برابر دارن،ولی از اون جایی که توی وسایل نقله موتور هم بخشی از وزن خودرو هست،موجب مصرف کمتر سوخت میشه، نهایتا ده درصد!!!ضمنا وزن کمتر موتور باعث بهبود هندلینگ و ترمز گیری میشه!!البته تو دنیای امروز صرفه نداره خرید موتور توربو!!قیمت بسیار بیشتر،حتی تا سی درصد نسبت به مدل پایه!!!!!!تویوتا،هنوزم روی خوش نداده به توربو،،،موتور عادی قابل اطمینان تره

    پاسخ
  6. Roham
    سوابق: (343 دیدگاه) ,

    یادمه تو کتاب های مکانیک خودرو ترجمه های قدیم گاهی از سیستم هایی مثل توربو شارژر ، سوپر شارژر ، اینترکولر به عنوان سیستم های پرخوران یاد میشد که خب به نظرم پر بی راه نیست این اسم و واسه خودم هم عجیب بود وقتی اولین بار برای بازاریابی از یه نمایندگی شنیدم که: “ این ماشین مصرف سوختش پایینه چون به جای حجم موتور بالا از توربو شارژر استفاده می کنه!!!“
    شما مصرف سوخت موتور ۴۰۰۰ سی سی رو با موتور ۱۴۰۰ سی سی توربو مقایسه می کنید و می گید “ ببین این توربو چقدر مصرف رو پایین میاره !!!“
    خب معلومه ، اون موتور ۱۴۰۰ کلا توی سیلندر این یکی جا میشه ولی آیا هزینه استهلاک ، تعمیر ، سرویس و نگهداری رو هم در نظر می گیرید؟!
    در ضمن هیچ وقت توربو شارژ و … به اندازه حجم موتور بالا قابل اعتماد نبوده و نخواهد بود ، چرا که این سیستم ها به خاطر نسبت تراکم نسبتا بالای موتور و سیلندر نیاز به سوخت با کیفیت برای جلوگیری از خودسوزی و احتراق ناقص دارند و خب می دونید که همه جای دنیا بنزین با عدد اکتان ۹۵ به راحتی پیدا نمیشه!
    نمونش همین ایران خودمون که سوختمون در حد نفت خام بی کیفیته!
    گرچه چند سال اخیر یه کم بهتر شده ولی هنوز هم جوابگوی امثال توربو شارژر نیست.

    پاسخ
  7. mahdy
    سوابق: (1502 دیدگاه) ,

    به نظرم استفاده از توربو برای کاهش سوخت یه حقس یه مثال میزنم که تو یه مقاله نوشته بودم :
    خروجی یک موتور شش سیلندر3 لیتری در حالت تنفس طبیعی 300 اسب بخار است. و مصرف سوخت آن به ازای هر صد کیلومتر 8 لیتر بنزین است.
    شرکت ها میخواهند قدرت این موتور (300 اسب بخار) ثابت بماند . حجم موتور را به 2 لیتر کاهش داده و موتور را مجهز به توربو شارژر میکنند. قدرت موتور ثابت مانده اما مصرف سوخت به 7 لیتر در هر صد کیلومتر میرسد. این موتور 2 لیتری توربو به اندازه یک موتور 2.5 لیتری تنفس طبیعی (که باز هم کمتر از 3 لیتر اولیه است) سوخت مصرف میکند و این یعنی مصرف سوخت نه تنها کاهش نیافته بلکه مقداری نیز به آن افزوده میشود. اما مقدار کاهش حجم موتور تاثیر بیشتری نسبت به افزایش مصرف سوخت توسط توربو شارژر بر روی مصرف بنزین داشته.

    پاسخ
  8. امیر
    سوابق: (337 دیدگاه) ,

    فقط تنفس طبیعی نهایتا یه سوپر شارژر
    خیلی واضحه ک استهلاک تنفس طبیعی کمتره و اختلاف مصرف سوختش هم نباید زیاد باشه با توربو(با حجم یکسان)!

    پاسخ

دیدگاه شما چیست؟

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

لطفاً از نوشتن به‌صورت پینگلیش، اجتناب نمایید. نظرات حاوی توهین، عبارات غیراخلاقی، سیاسی، مطالب غیر مرتبط، اسپم، ترول و تبلیغاتی پذیرفته نمی‌شوند. برای تغییر آواتار خود می‌توانید از سایت گراواتار استفاده نمایید.