آیا مصرف کمتر پیشرانه های توربو یک دروغ بزرگ است

منحنی قدرت و گشتاور

پیشرانه های تنفس طبیعی از عملکرد مشخص و ساده ای برخوردار هستند .در حقیقت  این پیشرانه های کاملا ساده و تکراری عمل می کنند بطوریکه با بالا رفتن درو موتور قدرت نیز افزایش یافته و تا زمانی که به حداکثر قدرت برسد این منحنی روبه بالا حرکت می کند.مشخصا زمانی که دور موتور افزایش می باید پیشرانه نیازمند هوای بیشتری است چرا که هوا بیشتر منجر به اشتعال بیشتر می گردد. در پیشرانه های توربو وظیفه انتقال هوای بیشتر بر عهده سیستم توربوشارژر نهاده شده تا با افزایش حجم هوای ورودی به سیلندر  فرایند احتراق را بهبود ببخشد.اما این عمل هم زمان بر است و هم همیشه فعال نیست.

همین عدم فعالیت توربو در همه حال باعث می گردد پیشرانه های توربو بر خلاف پیشرانه های توربو دارای دو منحنی قدرت می باشند که یکی به زمان عدم فعالیت سیسم توربو باز خواهد گشت و منحنی دوم زمان بوست کردن توربو یا همان فعال شدن آن می باشد.به عبارتی زمانی که دور موتور پایین بوده و خودرو نیازی به قدرت بیشتر ندارد ،سیستم توربو فعال نمی گردد. در این حالت پیشرانه با میزان هوای عبوری به فعالیت خود ادامه داده و بدون توربو فرایند احتراق را پیش می برد که منجر به مصرف حداکثری سوخت می گردد.شورولت کروز مجهز به پیشرانه 1.4 لیتری توربو در این حالت دقیقا از مصرف بنزینی برابر با پیشرانه 1.4 تنفس طبیعی بهره می برد.

اما زمانی که دور موتور بالا رفته سیستم توربو وارد مدار خواهد شد و حجم هوای ورودی به سیلندر را افزایش می دهد.اینجاست که توربو در حداکثر سرعت گردش خود قرار دارد و حداکثر قدرت و گشتاور را تولید می نماید خوب مشخصا هوا یک ضلع مثلث احتراق است و سوخت ضلع دیگر ،در نتیجه هوای بیشتر نیاز به سوخت بیشتر هم دارد.در حقیقت حسگر های تعبیه شده در محل ورودی هوا به سیلندر، میزان حجم ورودی هوا را تشخیص داده و به سیستم سوخت رسانی اطلاع داده تا میزان سوخت ارسالی را با توجه به هوای ورودی افزایش دهد.در زمانی که توربو فعال است سیستم سوخت رسانی برای تولید حداکر قدرت و گشتاور سوخت بیشتری را ارسال می نماید.

مصرف سوخت بالاتر برابر است با راندامان نامناسب تر. مهم نیست که موتور به چه میزان کوچک یا بزرگ باشد چرا که در زمان فعالیت توربو به میزان پیشرانه بزرگتر از خود سوخت مصرف می کند.کاملا هوشمندانه است چرا که یک پیشرانه با رفتار شبیه به دو نوع پیشرانه کاملا متفاوت خواهیم داشت. اما خودروسازان از آن کمال استفاده را می کنند و در تست های ناقص امروز ،قوانین را دور بزنند.اما سئوال این است چگونه می توان تست های بروز جهان را دور زد برای جواب این سئوال باید با نحوه تست های بین الملی آشنا شویم:

تست مصرف سوخت چگونه انجام می گیرد

تست های آلایندگی و مصرف سوخت در آمریکا بسیار منظم تر از اروپا بروز می شود.این تست ها در سه مرحله و در محیط آزمایشگاهی و بدون متغیر های خاص نظیر آب و هوا صورت می پذیرد. فاز اول این تست که UDDS نام دارد مربوط به اندازه گیری سوخت در محیط شهری می باشد.این تست که از نام دیگر LA4 برخوردار است برای اولین بار در سال 1972 بصورت یک ساعت رانندگی در شهر لس آنجلس انجام گرفت. در آن زمان مشخصا شهر بسیار خلوت تر و خودروهای و پیشرانه هایشان کاملا متفاوت بود.

این تست در حدود 31 دقیقه زمان و با سرعت حداکثر 90 کیلومتر در ساعت انجام می شود و تست فوق شامل 23 بار توقف و میانگین سرعت 32 کیلومتر در ساعت است هر چند شتابگیری های متعدد نظیر شتاب گیری 12 ثانیه از حالت سکون تا سرعت 32 کیلومتر بر ساعت  باعث نزدیکی تست به واقعیت خواهد شد.همچنین توقف های پی در پی به منظور شبیه سازی ترافیک در این تست در نظر گرفته شده است.

فازو دوم تست با نام HWFET جهت سنجش مصرف سوخت در حالت رانندگی در بزرگراه های طراحی شده است.در این قسمت موتور خودرو از قبل گرم شده و برخلاف فاز یک دیگر توقفی در کار نیست. میانگین سرعت در این تست برابر با 77 کیلومتر و حداکثر سرعت 96 کیلومتر بر ساعت تعیین شده است.میزان مسافت طی شده هم 16 کیلومتر خواهد بود.

سپس اعداد استخراج شده است تست های فوق با درصد های از پیش تعیین شده 10 درصد برای رانندگی شهری و 22 برای رانندگی بزرگراهی مطابقت داده می شوند. قابل ذکر است این درصد های در سال 1984 تنظیم شده است که کاملا قدیمی است به عبارتی حدود 30 سال است که این اعداد تغییری نکرده است.در سال 2008 موسسه EPA فاز سومی هم با نام SFTP برای افزایش دقت در نظر گرفت .این فاز سوم خود شامل سه سیکل مختلف است. سیکل اول شامل مسافت 12.8 کیلومتری و متوسط سرعت 77 کیلومتر بر ساعتی خواهد بود.درسیکل اول حداکثر سرعت برابر با 127 کیلومتر معین شده است.این تست به منظور شبیه سازی شرایط پر سرعت و شتابگیری های ناگهانی است که بر روی  منحنی دوم قدرت و زمان که خودرو به سوخت بیشتر نیاز دارد تمرکز می کند.

سیکل دوم شامل مسافت 5.2 کیلومتری به همراه کولر روشن و سیکل سوم رانندگی شهری در دما های پایین شهری را شامل می شود.تست SFTP شرایط نزدیکتری را به رانندگی واقعی فراهم می آورد اما بازهم نتایج به دست آمده تحت تأثیر تست‌های دیگر قرار دارد.البته این همه ماجرا نیست و یک مشکل دیگر نیز وجود دارد.

ظرفیت محدود تست

موسسه EPA برای تست انبوه خودرو ظرفیت ندارد بطوریکه در سال 2010 تنها 200 الی 250 خودرو را مورد بررسی قرار داد.این عدد تنها 15 درصد خودروی های جدید در آن سال بود چرا که خودروهای متنوعی وجود دارد که هر کدام در تریم های مختلف با رینگ و لاستیک های گوناگونی و پیشرانه های مختلفی عرضه می شوند.EPA به  همین دلیل بیشتر از اطلاعات ارائه شده توسط خودروسازان استفاده می کند و برای سنجش میزان صحت صداقت این اطلاعات ،تست های تصادقی را انجام می دهد.

نهایتا باید گفت که تست های فوق با توجه به عدم دقت در فاکتورهای اساسی نتایجی غیر قابل اعتماد را به ما می دهند چرا که علاوه بر اتکا بر استاندارد های 30 الی 40 سال پیش ،پیشرانه های خودرو تحت فشار قرار نمی گیرند تا حداکثر مصرف سوخت را به نمایش بگذارند. 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.

در حقیقت هیچ راننده شبیه به EPA خودرو خود را نمی راند و یا هیچ کس با چراغ خاموش ،بدون کولر و رادیو رانندگی نخواهد کرد.وضعیت خیابان های کاملا دگرگون شده و امروزه دیگر خبری از خیایان های سال 1982 لس آنجلس نیست.پس چرا باید به اعداد و ارقام ارائه شده توسط این تست ها اطمینان کرد.مطمئنا تا زمانی تست های واقعی برای سنجش مصرف سوخت پیشرانه‌های توربو انجام نشود ،مصرف پایین پیشرانه های توربو یک دروغ بزرگ است.