مزایا و معایب موتورهای تنفس طبیعی 

به گزارش سایت خبری ساعد نیوز، موتور تنفس طبیعی طبیعی به گونه ای از موتور خودروها گفته می شود که در حالت احتراق، هوا را با فشار اتمسفر مکش می کند. اکثر خودروهای تولیدی عادی که در گروه خودروهای اسپورت یا تقویت شده نیستند، از این سامانه بهره می گیرند.

در ادامه، نگاهی به کارکرد موتورهای تنفس طبیعی و مزایا و معایب آن ها خواهیم داشت.

موتورهای احتراق داخلی یا درون سوز که در خودروها استفاده می شوند، 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 می رود و هوا و سوخت را مکش می کند؛ سپس سوپاپ ها همگی بسته می شوند و سیلندر برای متراکم کردن مخلوط سوخت و هوا به سمت بالا حرکت می کند. مخلوط هوا و سوخت هنگام رسیدن سیلندر به نقطه مرگ بالایی (TDC)، به متراکم ترین حالت خود می رسد و درست در همین نقطه است که شمع جرقه می زند و مخلوط را مشتعل می کند.

در سیکل احتراق، سیلندر با نیروی حاصل از انفجار پایین می آید. در آخرین سیکل نیز سوپاپ های دود باز می شوند و سیلندر با بالاآمدن، دود ناشی از احتراق را تخلیه می کند. 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 تحت فشار به درون موتور تزریق می شود و همین باعث می شود تا احتراق قدرت مندتری داشته باشیم.

از سوی دیگر، این وابسته بودن موتورهای تنفس طبیعی به فشار اتمسفر، سبب می شود تا این موتورها در صورت تغییر فشار هوا دچار تغییر عملکرد شوند. برای مثال، در مناطقی که ارتفاع از سطح دریای آن ها بالا است، فشار اتمسفر نیز پایین است و بالطبع همین مساله سبب کاهش قدرت موتور نیز می شود.

هیچ کسی به طور قاطع نمی تواند بگوید که موتورهای تنفس طبیعی بهتر هستند یا موتورهای توربو؛ چون هر کدام از این ها، 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 مناسب تری 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 می کنید که گاهی یک موتور ۲ لیتری چهارسیلندر توربو قدرتی معادل یک موتور شش سیلندر با حجم ۴ لیتر دارد. برای مقایسه، می توان موتور ۲ لیتری رنجروور ولار با ۳۰۰ اسب بخار قدرت و ۴۰۰ نیوتن متر را مثال زد و آن را با موتور V6 تنفس ۴ لیتری تویوتا پرادو مقایسه کرد که ۲۷۰ اسب بخار قدرت و ۳۷۰ نیوتن متر گشتاور دارد.

مشتریان زیادی هم چنان در بازار خودرو وجود دارند که حجم موتور از نظر آن ها اهمیت زیادی دارد و همین امر، می تواند توجه این دسته از خریداران را به سمت موتورهای تنفس طبیعی جلب کند.

هم چنین نمودار تحویل گشتاور در موتورهای تنفس طبیعی با موتورهای توربو فرق دارد و همین باعث شده است تا این موتورها عملکردی نرم تر داشته باشند و عملکرد و واکنش آن ها نسبت به پدال گاز را بتوان بهتر پیش بینی کرد. این نکته را نیز باید در نظر داشت که با تمهیداتی می توان 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، می توان به فراری ۸۱۲ و پاگانی زوندا HP بارچتا اشاره کرد که قدرت موتور ۷۸۹ اسب بخاری آن ها، با موتورهای توربوی هم حجم برابری می کند.

عملکرد و رفتار

برتری دیگر موتورهای تنفس طبیعی، در نبود تاخیر در عملکرد آن ها است. در موتورهای توربو، لازم است تا ابتدا گازهای خروجی از اگزوز به پره های توربو برسند و آن ها را بچرخانند تا توربو فشار هوای کافی را تامین کند. این فاصله، سبب مقداری تاخیر در عملکرد توربوشارژر می شود و موتورهای توربو در ابتدای حرکت مقداری ضعیف عمل می کنند که در اصطلاح به آن، لگ توربو گفته می شود.

گرچه با فناوری های جدید مانند توربوهای دوقلو (Twin Turbo) و توربوهای دومجرایی (Twin Scroll)، خودروسازان توانسته اند این تاخیر را تا حد زیادی کاهش دهند؛ اما هم چنان 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 آورده اند. 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، نگه داری و تعمیرات

دیگر مزیتی که موتورهای تنفس طبیعی دارند، به پیچیدگی فنی کم تر آن ها در برابر موتورهای توربوشارژ برمی گردد. موتورهای تنفس طبیعی، نه تنها قیمت کم تری در مقایسه با موتورهای توربو دارند، بلکه تعمیر و نگه داری آن ها نیز خیلی ساده تر از موتورهای توربو است. به دلیل پیچیدگی پایین تر، احتمال خرابی این موتورها نیز کم تر است؛ به طوری که می بینید، برخی از قابل اطمینان ترین خودروهای بازار مانند تویوتا کمری، تویوتا کرولا و نسل های قبلی هوندا آکورد و سیویک فاقد موتورهای توربوشارژ بوده اند. قطعاتی مانند اینترکولر، واحد کنترل الکترونیکی متفاوت، مانیفولدهای پیچیده تر و سنسورهای بیشتر، قیمت تمام شده یک موتور توربو را بالا می برند و به همان نسبت، هزینه نگه داری نیز بالاتر است.

در سمت مقابل، یک موتور تنفس طبیعی برای این که قدرتی مشابه با موتور توربوشارژ تولید کند، باید حجم بیشتری داشته باشد که این مساله، وزن، مصرف سوخت و آلایندگی خودرو را افزایش می دهد.