مرسدس AMG از توربوشارژر برقی در خودروهای آینده استفاده می‌کند

پس از معرفی خودروی الکتریکی SLS AMG Electric Drive در سال ۲۰۱۳، AMG به‌شدت روی برقی‌سازی محصولات خود کار می‌کند. سری خودروهای AMG 73 در آینده همگی از سیستم‌های محرکه پلاگین هیبریدی با قدرت تقریبی ۸۰۰ اسب‌بخار بهره خواهند برد، درحالی‌که AMG One با سیستم محرکه برقی مشتق شده از فناوری فرمول یک، قادر است بیش از هزار اسب‌بخار قدرت تولید کند. به‌نظر می‌رسد که مهندسین AMG این بار دستاورد جدیدی دارند: توربوشارژر برقی.

راندن هوای اضافی تحت فشار به داخل محفظه احتراق پیشرانه، یکی از روش‌های صرفه‌جویی در مصرف سوخت برای افزایش قدرت و گشتاور به شمار می‌رود. توربوشارژ کردن که از انرژی گازهای خروجی اگزوز پیشرانه برای چرخاندن توربین و فشرده‌سازی و به داخل راندن هوا استفاده می‌کند، روشی مناسب و بسیار کارآمد برای انجام این کار است. در مقایسه با سوپرشارژر که از انرژی میل‌لنگ برای چرخاندن توربین استفاده می‌کند و تا حد زیادی قدرت پیشرانه را می‌گیرد، توربوشارژرها بسیار کارآمدتر هستند. 

مشکل توربوشارژرها و به‌ویژه انواع بزرگ آن، مدت زمانی است که آن‌ها می‌توانند به نیاز راننده و فشار پای او روی پدال پاسخ دهند. تأخیر توربوشارژر یا توربو لگ (Turbo lag)‌ پدیده‌ای شناخته‌شده است که در توربوشارژرها اتفاق می‌افتد. به‌عنوان مثال راننده‌ای را در نظر بگیرید که با سرعت معمولی از خیابان عبور می‌کند و ناگهان تصمیم می‌گیرد پای خود را روی پدال گاز فشار دهد و از خودرویی سبقت بگیرد؛ در چنین شرایطی زمان زیادی طول می‌کشد تا جریان گازهای خروجی بتواند سرعت توربوشارژر را به اندازه کافی بالا ببرد و میزان هوای ورودی و سوخت مصرفی پیشرانه به حد موردانتظار برسد و این موجب تأخیر آزاردهنده در تأمین توان خواهد شد که اکثر خودروسازان از این موضوع راضی نیستند. در عوض آن‌ها غالباً از توربوشارژرهای کوچک‌تر و با واکنش‌پذیری بالا استفاده می‌کنند که قدرت و کارایی یکسانی را ارائه نمی‌دهند، اما رانندگی خوشایندتری دارند.

شرکت Garret Motion از سال ۱۹۵۴ تاکنون توربوشارژر تولید می‌کند و در این زمینه به تخصص فوق‌العاده و توانایی بالایی رسیده است. گرت در سال‌های اخیر در زمینه فناوری توربوشارژر برقی سرمایه‌گذاری کرده است و به‌طور موثری از یک موتور الکتریکی برای چرخاندن سریع توربین کمپرسور استفاده می‌کند. این امر باعث کاهش تأخیر توربوشارژر می‌شود و به محض اینکه سرعت گازهای خروجی به اندازه کافی زیاد شود، می‌توان سهم موتور الکتریکی را به صفر کاهش داد.

توربوشارژر برقی جدید گازهای خروجی به این منظور ساخته شده است تا تأخیر توربوشارژر را از بین ببرد. e-turbo جدید که توسط AMG و با همکاری Garret Motion مهندسی و ساخته شده، از دنیای هیجان‌انگیز فرمول یک اقتباس شده است و پاسخ سریع توربوشارژرهای کوچک را با اوج عملکردی توربوشارژرهای بزرگ ترکیب می‌کند.

e-turbo چگونه تأخیر توربوشارژر را از بین می‌برد؟ با نصب موتور الکتریکی کوچکی در شافت توربوشارژر، که به‌طور خاص بین توربین در قسمت اگزوز و کمپرسور در قسمت ورودی هوای تازه قرار گرفته است، این کار انجام می‌شود. موتور الکتریکی با اندازه تقریبی ۴ سانتی‌متر، قبل از شروع جریان گازهای خروجی، کمپرسور را راه‌اندازی می‌کند.

با استفاده از این روش، تأخیر در پاسخ توربوشارژر معمولی از بین می‌رود، بنابراین پیشرانه‌ای با واکنش سریع آنی و در تمام دورها خواهیم داشت. مهندسین AMG می‌گویند توربوشارژر برقی همچنین به پیشرانه احتراق داخلی کمک می‌کند تا گشتاور بیشتری در سرعت‌های پایین داشته باشد، بنابراین عملکرد در مقایسه با پیشرانه توربوشارژ سنتی به‌طور قابل توجهی بهبود می‌یابد. جریان بهینه هوا نیز توسط توربوشارژر برقی تضمین می‌شود زیرا آن می‌تواند به سرعت‌های چشمگیر تا ۱۷۰،۰۰۰ دوربردقیقه دست یابد.

هنگامی که راننده پای خود را از روی پدال گاز بر می‌دارد، توربوشارژر برقی Garrett همچنین می‌تواند از فناوری ترمز احیاکننده بهره بگیرد و از انرژی دورانی شفت توربوشارژر برای بازگشت انرژی به سیستم برقی ۴۸ ولت خودرو استفاده کند. اما مرسدس بنز احتمالاً تصمیم گرفته است تا این کار را به‌صورت دیگری انجام دهد. در بیانیه مطبوعاتی مرسدس بنز آمده است:

حتی وقتی راننده پای خود را از روی پدال گاز بردارد یا ترمز بگیرد، توربوشارژر برقی قادر است فشار تقویتی را در همه زمان‌ها حفظ کند؛ به گونه‌ای که امکان پاسخ مداوم و مستقیم را برای توربوشارژر فراهم می‌کند.

صحبت‌های مسئولان این شرکت امکان عملکرد چندحالته توربوشارژر برقی را تقویت می‌کند. شاید این مجموعه بتواند سرعت دوران توربوشارژر را در حالت اسپرت بالا نگه دارد تا حداکثر پاسخگویی و بیشترین میزان صرفه‌جویی در مصرف انرژی به دست آید و دوباره در حالت رانندگی معمولی در خیابان، به کارکرد عادی خود بازگردد. البته این‌ها همه حدس و گمان هستند و مسئولان مرسدس هیچ اشاره‌ای به آن نکرده‌اند.

مرسدس-AMG هنوز اعلام نکرده است که کدام خودرو برای اولین‌بار از این فناوری پیشرفته بهره خواهد برد، اما می‌دانیم که Garrett قصد دارد e-turbo را اوایل سال آینده در یک خودروی جاده‌ای نصب کند. آیا این خودرو می‌تواند AMG GT 73 یا یکی از مدل‌های Black Series باشد؟ گذشت زمان این موضوع را روشن خواهد کرد، اما باتوجه‌به کنفرانس مطبوعاتی این شرکت‌ها می‌دانیم که از این فناوری در ساخت خودروهای آینده استفاده خواهد شد.

ما قبلا هرگز چیزی شبیه به این کار را در یک پیشرانه انجام ندادیم و استفاده از آن برای AMG، اولین‌بار است.

بااین‌حال هنوز مشخص است که آیا مورس به e-turbo اشاره کرده یا فناوری دیگری را مد نظر دارد.

توبیاس مورس، رئیس هیئت مدیره مرسدس AMG گفت:

ما اهداف خود را برای آینده‌ای با خودروهای برقی تعریف کرده‌ایم. برای دستیابی به این اهداف، ما به قطعات و مجموعه‌های جداگانه و درعین‌حال خلاقانه متکی هستیم. با این حرکت ما به‌طور استراتژیک فناوری ماژولار خود را تکمیل می‌کنیم و آن را مطابق با نیازهای عملکردی خود قرار می‌دهیم. در مرحله اول این حرکت شامل توربوشارژر الکتریکی می‌شود؛ نمونه‌ای از انتقال فناوری فرمول یک به خودروهای جاده‌ای و چیزی که ما با کمک آن پیشرانه‌های احتراق داخلی توربوشارژ را به سطح چابکی دست‌نیافتنی خواهیم رساند. 

ممکن است آینده کاملا متعلق به خودروهای برقی باشد، اما هنوز هم از سوخت‌های فسیلی زیادی استفاده می‌شود و ابتکاراتی از این دست می‌تواند به کاهش مصرف سوخت کمک کند.