همه چیز درباره تراتل سیستم هوارسانی خودرو

در موتور خودرو برای انجام احتراق به سه عامل هوا، سوخت و جرقه نیاز داریم. منظور از هوا در واقع اکسیژن موجود در هواست که نقش بسیار مهمی در انجام عملیات احتراق دارد. سیستم ورود هوا در خودرو از چند بخش مختلف تشکیل میشود که شامل لوله‌ های هواکش، جعبه هوا، فیلتر هوا، دریچه گاز، منیفولد هوا، مخزن رزونانس و سنسورها میشود. در تیونینگ خودرو یکی از راه‌های افزایش توان، تغییرات در سیستم ورودی هوا است که از عوامل پر بازده به حساب می‌آید. در ادامه به چگونگی کار هر یک از قطعات سیستم ورود هوا و چگونگی تغییرات در هر قطعه و میزان بازدهی تغییرات را با هم بررسی می‌کنیم.

لوله‌ های هواکش و جعبه هوا

در اکثر خودروها، هوا از خنک‌ ترین قسمت از محیط زیر کاپوت خودرو مکیده میشود و وارد لوله‌های هواکش میشود. بعد از لوله ‌های هواکش، هوا وارد جعبه هوا میشود و از فیلتر هوا عبور میکند.

در واقع جعبه هوا دو وظیفه دارد، یکی جای مناسب برای قرارگیری فیلتر هوا، دیگری محیطی مناسب برای رزونانس(آرامش هوا) که در ادامه به طور کامل درباره عملیات رزونانس صحبت خواهیم کرد.

پس از عبور هوا از جعبه هوا و فیلتر هوا، هوا از طریق لوله ‌های هواکش وارد دریچه گاز و منیفولد هوا میشود و پس از باز شدن سوپاپ هوا، وارد محفظه‌ی احتراق میشود.

برای بهبود بازدهی لوله‌ها و جعبه هوای فابریک باید از کیت‌ های اینتیک (کیت مکش) مهندسی شده و اصولی استفاده شود. کیت اینتیک باید به گونه ‌ای طراحی شود که عملیات مکش هوا را از خنک ‌ترین نقطه‌ی ممکن انجام دهد و برای آن از فیلتر مناسبی استفاده شود که هم باعث کند شدن هوای ورودی نشود و هم فیلتراسیون مناسبی داشته باشد، تا از ورود گرد و خاک و ذرات ریز به داخل موتور جلوگیری کند.

همچنین لوله‌های کیت اینتیک باید از جنسی ساخته شود که گرما و حرارت را به خود جذب نکند در غیر این صورت هوایی که از نقطه‌ی خنک مکیده شده طی مسیر لوله گرم شده و باعث افت توان میشود.

پیشنهاد مطالعه:ارائه خدمات مربوط به  هدرز ، تقویت سیستم خروج دود ماشین در مرکز نکست استپ

دریچه گاز

بعد از جعبه هوا و لوله ‌های هواکش، هوا وارد دریچه گاز میشود. دریچه گاز از یک بدنه‌ی دایره شکل و پولکی تشکیل میشود. وظیفه‌ی پولکی دریچه گاز تنظیم کردن مقدار هوای ورودی به منیفولد هوا است که زاویه‌ی پولکی از طریق پدال گاز تغییر میکند.

معمولا دریچه گازها به دو دسته‌ی سیمی و برقی تقسیم میشوند. در دریچه گازهای برقی پولکی از طریق یک موتور الکتریکی تغییر زاویه میدهد و دستور تغییر زاویه از پدال گاز برقی به ای‌ سی ‌یو و از ای ‌سی ‌یو به موتور دریچه گاز میرسد. همچنین در دریچه گازهای برقی دور درجا یا آیدل از طریق پولکی دریچه گاز تنظیم میشود.

در دریچه گاز های سیمی زاویه‌ی پولکی دریچه گاز از طریق سیم گاز به شکل مکانیکی تغییر میکند و ای ‌سی ‌یو از طریق سنسور دریچه گاز تشخیص زاویه‌ی پولکی دریچه گاز را میدهد.

در دریچه گازهای سیمی دور درجا از طریق قطعه‌ ای به نام استپر موتور تنظیم میشود که از طریق ای ‌سی ‌یو دستور میگیرد چون در این مدل از دریچه گاز، ای ‌سی ‌یو دیگر کنترلی بر روی پولکی دریچه گاز ندارد. یکی دیگر از تفاوت های این دو نوع از دریچه گاز، حساسیت پدال گاز یا همان ریسپانس دریچه گاز است.

تفاوت حساسیت پدال گاز در این دو مدل کاملا فاحش و محسوس است. در دریچه گاز های سیمی به علت مکانیکی بودن کارکرد این سیستم، تاخیر گاز نزدیک به صفر است و راننده در هنگام شتابگیری اولیه تاخیر خیلی کمی را حس میکند اما در دریچه‌ گازهای برقی این تاخیر خیلی بیشتر و قابل حس کردن است.

زیرا در دریچه گاز های برقی از سنسور ها و موتورهای الکتریکی بیشتری استفاده شده و ای ‌سی ‌یو باید از سنسور پدال گاز دستور بگیرد و پس از تشخیص دادن پارامتر سنسور پدال گاز دستور باز شدن پولکی دریچه گاز را به موتور دریچه گاز بدهد و سپس موتور خودرو شروع به گاز خوردن و خودرو شروع به حرکت کند.

تاخیر دریچه گاز های برقی در هر خودرو متفاوت است و بستگی به نوع ای ‌سی ‌یو و نوع موتور دریچه گاز دارد. برای بهبود تاخیر پدال گاز در دریچه های برقی میتوان برنامه جدید به ای ‌سی ‌یو داد اما این تاخیر به طور کل قابل رفع نیست. در ادامه درباره راه‌های افزایش بازدهی پدال گاز و سایز دریچه گاز ها صحبت میکنیم.

پورت و پولیش دریچه گاز و پولکی بزرگتر

اولین حرکت برای افزایش بازدهی دریچه گاز، پورت و پولیش کردن بدنه‌ی دریچه گاز و بزرگتر کردن سایز پولکی است. پورت و پولیش کردن دریچه گاز، به علت صیقل شدن مسیر ورود هوا پس از عملیات پورت و پولیش، سرعت ورود هوا را بیشتر میکند.

در نتیجه در هنگام رانندگی کم گاز یا سرگاز که هوا از دور پولکی و سطح داخلی بدنه‌ی دریچه گاز وارد میشود باعث افزایش بازدهی می‌ شود و پس از این کار خودرو با گاز کمتری حرکت میکند که کاهش مصرف سوخت را در پی دارد.

همچنین میتوان با پورت و پولیش دریچه گاز، سایز دهنه ورودیه تنه‌ی دریچه گاز و قسمت نشست پولکی را بزرگتر کرد و از پولکی‌ ای با قطر بزرگتر استفاده نمود که میتوانیم با این کار حجم بیشتری از هوا را به منیفولد هوا وارد کنیم و در نتیجه افزایش توان داشته باشیم.

این کار برای کسانی که نمیخواهند دریچه گاز فابریک خودرو را با نمونه‌ی بزرگتر تعویض کنند و میخواهند با هزینه‌ی کم بازدهی بهتری از دریچه گاز فابریک داشته باشند پیشنهاد میشود.

دریچه گاز اور سایز

یکی دیگر از راه‌ های افزایش توان از طریق افزایش هوای وروردی ، نصب دریچه گاز بزرگتر است. برای این کار در بعضی از خودرو ها به تغییرات زیادی احتیاج نیست و دریچه گازهای خودروهای مشابه که سایز بزرگتری دارند خیلی راحت و به صورت پیچ به پیچ بدون تغییرات اضافی نصب میشوند.

اما در بعضی از خودروها برای نصب دریچه گازهای بزرگتر نیاز به نصب تبدیل برای نصب دریچه گاز است. یعنی باید یک فلنچ طراحی شود که بر روی منیفولد هوا با جا پیچ منیفولد و دریچه گاز فابریک نصب شود و سپس دریچه گاز بزرگتر روی فلنچ جدید نصب شود.

ساخت این تبدیل به این علت است که جا پیچ دریچه گاز بزرگتر با دریچه گاز فابریک تفاوت دارد. البته نصب دریچه گاز بزرگتر مزایا و معایبی دارد.

از مزایای نصب دریچه گاز اور سایز، قابلیت ورود حجم هوای بیشتر به موتور خودرو است که میتوان با این کار افزایش توان و گشتاور داشت اما بعد از نصب دریچه گاز اور سایز، حساسیت پدال گاز کم میشود که در ادامه درباره دلیل اتفاق افتادن این مشکل صحبت خواهیم کرد.

ارتباط سایز دریچه گاز و ریسپانس (حساسیت) پدال گاز

در سیستم ورود هوای موتور خودرو دو قاعده وجود دارد که یکی حجم هوای ورودی و یکی سرعت هوای ورودی است. این دو قاعده باید به نسبت درست در نظر گرفته شود در غیر این صورت یا کاهش توان و گشتاور خواهیم داشت یا حساسیت پدال گاز در دور موتور های پایین از بین میرود.

در دور موتورهای پایین به علت چرخش کند تر موتور نیاز داریم که هوا به سرعت وارد موتور شود تا موتور تنفس مناسبی داشته باشد اما در دور موتورهای بالا که پیک توان و گشتاور است نیاز به حجم هوای کافی برای رسیدن به توان و گشتاور مناسب داریم.

برای بهبود سرعت هوای ورودی باید قطر دریچه گاز و رانرهای منیفولد کم باشد تا هوا بدون اغتشاش و گم کردن مسیر خود با سرعت وارد موتور شود.

اما کم بودن قطر رانرها و دریچه گاز باعث کاهش حجم هوای ورودی میشود و موتور در دورهای بالا که پیک توان و گشتاور است دچار افت توان میشود.

پس سایز دریچه گاز باید درست انتخاب شود تا هم حساسیت پدال گاز از بین نرود هم حجم هوای مناسب برای رسیدن به توان و گشتاور مورد نظر داشته باشیم.

منیفولد هوا

بعد از دریچه گاز در سیستم ورود هوا، نوبت به منیفولد هوا میرسد. وظیفه‌ی منیفولد هوا تقسیم هوا بین سیلندرها به طور یکسان است.

همچنین منیفولد هوا باید به گونه ‌ای طراحی شود که هوا داخل آن دچار اغتشاش و سردرگمی نشود. معمولا منیفولدهای هوا از دو جنس آهنی و پلاستیکی ساخته میشوند. منیفولد های آهنی از استحکام بالایی برخوردار هستند اما گرما را به خود جذب میکنند و باعث گرم شدن هوای ورودی میشود در نتیجه باعث افت توان میشود.

این مشکل در منیفولد های پلاستیکی بسیار کمتر است اما منیفولد های پلاستیکی نسبت به منیفولد های فلزی استحکام کمتری دارند.

اکثریت منیفولد های هوا از رانر و یک محفظه تشکیل میشوند. مخزن موجود در منیفولدها وظیفه آماده سازی هوا و آرامش دادن به مولکول های هوای داخل منیفولد را دارند. سایز این مخزن باید نسبت به نوع موتور و کاربری خودرو طراحی شود تا باعث کند شدن هوای ورودی نشود.

پیشنهاد مطالعه: منیفولد هوا چیست؟ 

مخزن رزونانس Resonator

گاهی در لوله های هواکش از مخزن هایی استفاده میشود که وظیفه ی آماده سازی هوا را بر عهده دارند که هنگام تخته گاز کردن های ناگهانی حجم هوای موجود در آنها خالی شود و خودرو دچار تاخیر در گاز خوردن نشود.

به این مخزن ها مخزن رزونانس گفته میشود و ساختار ساده ای دارند اما سایز و محل قرارگیری این مخزن باید به شکل دقیق و مهندسی شده باشد که کارایی خود را حفظ کند.

منیفولد هوای رانر کوتاه و رانر مستقیم

منیفولد های هوای رانر کوتاه یا رانر مستقیم عموما برای خودرو هایی کارایی دارند که برای مسابقات استفاده میشوند. زیرا این منیفولد ها به شکلی طراحی شدند که بیشترین حجم هوا را از خود عبور دهند تا کمترین افت توان ممکن را داشته باشند اما همین امر باعث کاهش سرعت هوای ورودی و افت گشتاور در دور موتور های پایین میشود که به همین علت برای مصارف شهری و روزمره مناسب نیستند.

برای این که حجم هوای ورودی موتور در این نوع از منیفولد ها در رانر ها از دست نرود، رانر ها به شکل مستقیم و کوتاه با قطر نسبتا بزرگ طراحی و تولید میشوند.

در این مدل از منیفولد ها هرچقدر طول رانر ها بلندتر شود، افت گشتاور در دور موتور های پایین بیشتر جبران میشود اما باعث افت حجم هوای ورودی میشود.

ولاسیتی ‌استک در منیفولد ‌های کاستوم Velocity Stack

در ساخت برخی از منیفولد های کاستوم، داخل مخزن منیفولد جایی که رانر ها به مخزن متصل میشوند از قطعه ای به نام ولاسیتی استک استفاده میشود. ولاسیتی استک در واقع یک قطعه هورن شکل (قیفی شکل) است که در نقطه اتصال رانرها به مخزن منیفولد، داخل مخزن نصب میشود.

کارایی این قطعه به این شکل است که به علت شکل قیفی، هنگامی که سوپاپ هوا باز شده و موج مکش از سمت مخزن منیفولد به داخل رانرها و به سمت سوپاپ ها حرکت میکند، این امکان را فراهم میسازد تا حجم هوای بیشتر را با سرعت بیشتر وارد رانرها کنیم.

این اتفاق به این علت است که در واقع ولاسیتی استک دهنه ی ورودیه رانر ها را بزرگتر میکند بدون اینکه قطر رانرها بیشتر شود. در نتیجه حجم هوای کافی از دهنه ی ولاسیتی استک عبور کرده و هنگامی که از رانرها با قطر کوچکتر عبور میکند به سرعت مناسب میرسد و شاهد افزایش توان هم در دور موتور های پایین و هم در دور موتور های بالا خواهیم بود.

منیفولد افترمارکت یا تراتل؟

یکی از سوالات بزرگ در انتخاب منیفولد برای پروژه های تیونینگ انتخاب بین تراتل و منیفولدهای افترمارکت است. انتخاب بین این دو منیفولد کاملا بسته به نوع خودرو و کاربری خودرو دارد. منیفولدهای افترمارکت از طراحی و بازدهی خوبی برخوردارند و میتوان با منیفولدهای افترمارکت مختلف به شکل گراف مورد نظر رسید.

اما چون سیستم تراتل ساده اما حساس است، رسیدن به شکل گراف مورد نظر را کمی سخت میکند اما از لحاظ دستیابی یه نهایت توان و اسب بخار، سیستم تراتل سیستم هوارسانی خودرو به منیفولد افترمارکت ارجعیت دارد.

سیستم ورود هوا یکی از مهم ترین سیستم های هر خودرو است که تاثیر بسیار زیادی در شکل گراف، توان و گشتاور و حس رانندگی دارد که تغییرات زیادی میتوان در این سیستم ایجاد کرد. از انواع کیت مکش گرفته تا انواع تراتل با قطر ها و طول های مختلف که همه ی این تغییرات بستگی به نوع کاربری خودرو و خواسته ی راننده از خودرو دارد.

تراتل ­­(آی تی بی) Individual Throttle Bodies

تراتل یا آی تی بی حرفه ای ترین سیستم ورود هوا برای خودرو های تنفس طبیعی به حساب می آید. کاربری تراتل برای خودرو های شهری نیست اما برخی از شرکت های خودروساز برای خودرو های اسپرت خود از این سیستم استفاده کرده اند مثل موتور  4age تویوتا و S54 بی ام و.

طراحی تراتل به شکلی است که برای هر سیلندر یک رانر، یک دریچه گاز و یک ولاسیتی استک وجود دارد و هیچ باکس یا مخزن رزونانسی در سیستم تراتل وجود ندارد.

با استفاده از این سیستم میتوان نهایت حجم هوای ممکن را وارد موتور کرد و بالاترین بازدهی ممکن را داشت. طراحی تراتل بسیار حساس است و کوچک ترین تغییرات در این سیستم تاثیر بسیار زیادی در توان، گشتاور و شکل گراف داینو خواهد داشت.

طول رانر ها، قطر رانر ها، قطر دریچه گاز ها، طول ولاسیتی استک و دهنه ی ورودیه ولاسیتی استک همگی در نوع بازدهی تراتل تاثیر دارند و هنگام طراحی و نصب تراتل همه ی این پارامتر ها باید به طور دقیق اندازه گیری و محاسبه شوند تا به نهایت توان و گشتاور با یک گراف خوب برسیم.

ساخت تراتل سیستم هوارسانی خودرو بسیار هزینه بر و حساس است و خیلی از افراد از تراتل خودرو های دیگر با استفاده از فلنچ تبدیل استفاده میکنند مثل تراتل 4age تویوتا برای پژو.

پیشنهاد مطالعه ریمپ ایسیو و آپدیت موتور و گیربکس چانگان

زمینه های استفاده از تراتل

همانطور که گفتیم زمینه ی استفاده از تراتل برای شهر نیست اما برخی از شرکتها برای خودرو های اسپرتی که بیشتر کاربری مسابقاتی و پرفورمنس دارند از تراتل استفاده میکنند.

تراتل به علت ضعفی که در دور موتور های پایین بر روی شکل گراف گشتاور دارد خیلی برای خودرو های شهری کارایی ندارد اما میتوان با چینش یک ستاپ دقیق موتور و استفاده از تراتل با سایز رانر و قطر مناسب و تایمینگ دقیق میل سوپاپ، از تراتل برای ستاپ های اسپرت شهری استفاده نمود.

صدای تراتل سیستم هوارسانی خودرو

جذاب ترین نکته در استفاده از تراتل، صدای تراتل است. علت صدای زیبای تراتل، نبود هیچ نوع جعبه هوا و مخزن رزونانس است و چون مسیر ورود هوا، مستقیم به موتور است، صدای مکش زیبا و بلندی در حالت تخته گاز دارد.