موتور تنفس طبیعی خودرو چیست؟

پیشرانه، قلب و مهم‌ترین قسمت هر خودرویی است. خودروها بسته به کاربری، سایز، قیمت و کلاسی که دارند دارای موتورهای متنوعی هستند. این روزها در خودروهای جدید به خاطر دلایلی هم‌چون کاهش مصرف سوخت، کم‌کردن آلایندگی و افزایش راندمان موتورها، خودروسازان هر روز بیش‌ازپیش به سمت استفاده از موتورهای توربوشارژ پیش می‌روند و حتی برخی خودروسازان مانند بی ام و، کاملا موتورهای تنفس طبیعی را کنار گذاشته‌اند. با این وجود، هم‌چنان پرتعدادترین نوع موتور درون‌سوز که در خودروها یافت می‌شود، موتور تنفس طبیعی خودرو یا به‌اصطلاح انگلیسی Naturally Aspirated هستند.

این روزا موتورهای توربوشارژ حسابی طرفدار پیدا کردن؛ مخصوصاً بخاطر گشتاور بالا و نسبت اسب بخار به حجمشون که خیلی به چشم میاد. اما با همه این حرفا، هنوز وقتش نرسیده که موتورهای تنفس طبیعی رو منقرض شده بدونیم. این موتورها هنوزم جای کار دارن و میتونن پیشرفت کنن. از اون طرف، موتور تنفس طبیعی یه سری مزایا و نقاط قوت داره که نمیشه ازشون گذشت. تو این مطلب میخوایم ببینیم موتورهای تنفس طبیعی چطور کار میکنن و چه خوبی‌ها و بدی‌هایی دارن.

موتور تنفس طبیعی چیست؟

البته، در ادامه متن بازنویسی شده به صورت عامیانه و دوستانه آورده شده:

موتور تنفس طبیعی که بهش می‌گن NA، یعنی موتوری که برای کشیدن هوا به داخل سیلندراش فقط به فشار هوای معمولی محیط وابسته‌ست. اسم “تنفس طبیعی” هم دقیقاً همینه؛ یعنی این موتورها هیچ جور سیستم اضافه‌ای مثل توربو یا سوپرشارژر ندارن که هوا رو بفشرن و به زور بفرستن توی سیلندر.

عملکرد موتور تنفس طبیعی

موتورهای احتراق داخلی یا درون‌سوز که در خودروها استفاده می‌شوند، 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 می‌رود و هوا و سوخت را مکش می‌کند؛ سپس سوپاپ‌ها همگی بسته‌ می‌شوند و سیلندر برای متراکم‌کردن مخلوط سوخت و هوا به سمت بالا حرکت می‌کند. مخلوط هوا و سوخت هنگام رسیدن سیلندر به نقطه مرگ بالایی (TDC)، به متراکم‌ترین حالت خود می‌رسد و درست در همین نقطه است که شمع جرقه می‌زند و مخلوط را مشتعل می‌کند.

در سیکل احتراق، سیلندر با نیروی حاصل از انفجار پایین می‌آید. در آخرین سیکل نیز سوپاپ‌های دود باز می‌شوند و سیلندر با بالاآمدن، دود ناشی از احتراق را تخلیه می‌کند. 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 تحت‌فشار به درون موتور تزریق می‌شود و همین باعث می‌شود تا احتراق قدرت‌مندتری داشته باشیم.

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

هیچکس نمی‌تونه با قاطعیت بگه که موتورهای تنفس طبیعی بهترن یا موتورهای توربو؛ چون هر کدومشون خوبی‌ها و بدی‌های خودشون رو دارن. تو ادامه، می‌خوایم یه نگاهی به این موارد بندازیم و شاید توی ادامه مطلب بتونید راحت‌تر تصمیم بگیرید که کدوم موتور براتون مناسب‌تره.

حجم و قدرت

اولین فرقی که بین موتورهای توربو و تنفس طبیعی هست، تو حجمشونه. چون موتورهای توربو به خاطر راندمان خیلی بالاشون، زیاد به حجم موتور وابسته نیستن. می‌بینی که بعضی وقتا یه موتور ۲ لیتری چهارسیلندر توربو، قدرتی داره که با یه موتور شش‌سیلندر ۴ لیتری برابری می‌کنه. برای مقایسه، می‌تونیم موتور ۲ لیتری رنجروور ولار رو مثال بزنیم که ۳۰۰ اسب بخار قدرت و ۴۰۰ نیوتن‌متر گشتاور داره، و بذاریمش کنار موتور V6 تنفس طبیعی ۴ لیتری تویوتا پرادو که ۲۷۰ اسب بخار قدرت و ۳۷۰ نیوتن‌متر گشتاور تولید می‌کنه.

خب، هنوزم خیلی از مشتری‌ها تو بازار ماشین هستن که به حجم موتور خیلی اهمیت می‌دن و این موضوع باعث میشه که این دسته از خریدارا بیشتر به سمت موتورهای تنفس طبیعی کشیده بشن.

از طرف دیگه، نحوه تحویل گشتاور تو موتورهای تنفس طبیعی با موتورهای توربو فرق داره. همین تفاوت باعث شده که این موتورها نرم‌تر کار کنن و بشه راحت‌تر حدس زد که با هر بار فشار دادن پدال گاز، چه واکنشی نشون می‌دن. یه نکته دیگه هم که نباید ازش غافل شد اینه که با یه سری راهکارهای خاص میشه یه موتور تنفس طبیعی ساخت که قدرت‌ش به پای یه موتور توربو برسه؛ ولی این کار به تکنولوژی بالا، هزینه زیاد و دانش فنی پیشرفته نیاز داره. مثلاً می‌تونیم به فراری ۸۱۲ و پاگانی زوندا HP بارچتا اشاره کنیم که موتور ۷۸۹ اسب‌بخاری‌شون با موتورهای توربوی هم‌حجم برابری می‌کنه.

عملکرد و رفتار

یکی از مزایای دیگه موتورهای تنفس طبیعی اینه که هیچ تأخیری تو کارشون ندارن. تو موتورهای توربو، اول باید گازهای خروجی از اگزوز برسه به پره‌های توربو و اون‌ها رو بچرخونه تا توربو بتونه فشار هوای کافی رو تأمین کنه. این فاصله باعث یه مقدار تأخیر تو عملکرد توربوشارژر میشه و موتورهای توربو تو شروع حرکت یه خورده ضعیف عمل می‌کنن که بهش می‌گن لگ توربو.

حالا با اینکه تکنولوژی‌های جدید مثل توربوهای دوقلو (Twin Turbo) و توربوهای دومجرایی (Twin Scroll) اومدن، خودروسازها تونستن این تأخیر رو خیلی کم کنن، ولی هنوزم کامل از بین نرفته. حتی بعضی شرکت‌ها مثل مرسدس بنز برای حل این مشکل، تو شروع حرکت از یه موتور برقی کمکی استفاده می‌کنن. اما تو موتور تنفس طبیعی، اصلاً تأخیری وجود نداره؛ چون فشار هوا همیشه حاضر و آماده‌ست و نیازی به صرف وقت برای تأمینش نیست.

هزینه، نگه‌داری و تعمیرات

یکی دیگه از خوبی‌های موتورهای تنفس طبیعی اینه که از نظر فنی خیلی ساده‌تر از موتورهای توربوشارژ هستن. این موتورها هم قیمتشون پایین‌تر از موتورهای توربوئه، هم تعمیر و نگهداریشون خیلی راحت‌تره. به خاطر همین سادگی، کمتر هم خراب می‌شن؛ برای همین می‌بینیم که بعضی از معروف‌ترین و خوش‌نام‌ترین ماشین‌های بازار، مثل تویوتا کمری، تویوتا کرولا و نسل‌های قدیمی‌تر هوندا آکورد و سیویک، موتور توربو ندارن. قطعاتی مثل اینترکولر، یک واحد کنترل الکترونیکی خاص، مانیفولدهای پیچیده‌تر و سنسورهای بیشتر، باعث می‌شن قیمت موتور توربو بره بالا و در نتیجه هزینه نگهداریش هم بیشتر بشه.

از طرف دیگه، یه موتور تنفس طبیعی برای اینکه بتونه قدرتی مثل موتور توربو داشته باشه، باید حجمش بزرگ‌تر باشه؛ اینم باعث می‌شه ماشین سنگین‌تر بشه، مصرف سوختش بره بالا و آلایندگیش هم زیاد بشه.

بالاخره کدام موتور؟ تنفس طبیعی یا توربو؟

خب راستش جواب دقیق و مشخصی برای این سوال نیست. هر کس باید بسته به نیاز خودش و توقعی که از ماشینش داره، موتور مناسب رو انتخاب کنه. اگه برات مصرف سوخت و آلودگی هوا خیلی مهم نیست و یه موتور نرم و بی‌دردسر می‌خوای، برو سراغ ماشین‌های تنفس طبیعی. از اون ور، اگه موتور پر قدرت، کم‌مصرف و به‌روز می‌خوای، موتورهای توربوشارژ می‌تونن انتخاب بهتری واست باشن.
بیشتر بخوانید

پدیده آب‌ سواری یعنی چی؟
چطور رنگ شدگی بدنه ماشین کارکرده رو تشخیص بدیم؟
عواقب جبران‌ناپذیر رانندگی با باک خالی
نکات ضروری درباره صندلی کودک توی ماشین
راهنمای خرید لنت ترمز؛ کی باید لنت ترمز رو عوض کنیم؟
علائم خرابی سنسور اکسیژن چیه؟