اجزای توربو شارژر چگونه کار میکند؟

توربو شارژ درواقع شامل دو تا پنکه‌ی کوچک است؛ که توسط یک میله‌ی مرکزی بنام شافت به یکدیگر متصل شده‌اند.
چرخش یکی از پنکه‌ها باعث چرخش دیگری می‌شود.
یکی از این پنکه‌ها بنام توربین سر راه گازهای گرم خارج‌شده از سیلندرها قرار دارد.
هنگامی‌که سیلندرها گاز داغ را به بیرون می‌راند توربین می‌چرخد.
به همراه چرخش توربین، شافت و درنهایت پنکه‌ی دوم بنام کمپرسور می‌چرخد.
آن را در جلوی ورودی‌ها نصب می‌کنند و هنگامی‌که می‌چرخد هوا را به داخل می‌کشد و به سیلندرها هدایت می‌کند.

مراحل عملکرد موتور های توربو شارژ

هوای خنک وارد موتور می‌شود و به سمت کمپرسور حرکت می‌کند.
فن کمپرسور به مکش هوا کمک می‌کند.
کمپرسور هوای ورودی را فشرده می‌کند که این سبب گرم شدن آن می‌شود.
هوای گرم و فشرده‌شده از سمت کمپرسور در این قسمت توسط کولر خنک می‌شود.
هوای خنک و فشرده وارد سیلندر شده و اکسیژن اضافه، سوزاندن سوخت را سرعت می‌بخشد.
ازآنجاکه سیلندر سوخت بیشتری می‌سوزاند، تولید انرژی افزایش می‌یابد. افزایش تولید انرژی می‌تواند از طریق پیستون، شفت‌ها و چرخ‌دنده‌ها قدرت بیشتری به چرخ‌ها ارسال کند.
گازهای زائد سیلندر از طریق خروجی اگزوز خارج می‌شوند
گازهای خروجی داغ سبب چرخش توربین با سرعت‌بالا می‌شود.
توربین روی همان شافت کمپرسور سوار شده است (در اینجا به‌عنوان یک خط نارنجی کمرنگ نشان داده‌شده است)؛ بنابراین، در هنگام چرخش توربین، کمپرسور نیز می‌چرخد.
دود توسط اگزوز از اتومبیل خارج می‌شود اما در مقایسه باحالت بدون توربو شارژ انرژی کمتری را هدر می‌دهد.

آشنایی با فرمان ، تعلیق و کمک ها هرینگتون

موتور توربو بهتره یا تنفس طبیعی

سیستم توربوشارژ در واقع یک مکنده پر قدرت هوا به سمت موتور است، این سیستم فشار هوا به سمت موتور را افزایش داده و با بالا بردن غلظت اکسیژن، قدرت انفجار و دمای موتور خودرو شما را نیز افزایش داده و باعث مصرف سوخت بهینه آن می‌شود.

موتورهای بدون توربوشارژر

به موتورهایی که توربوشارژ نداشته باشند موتور معمولی می‌گویند که در آنها مکش هوا با حرکت پیستون‌ها در داخل سیلندر به وجود می‌آید و هوای داخل سیلندر با فشار جو تامین می‌شود. گاهی اوقات نیز ممکن است فشار هوای ورودی به سیلندرها به فشار جو نرسد و از آن کمتر باشد.

توربوشارژر هوای ورودی به محفظه احتراق را زیاد می‌کند و فشار آن را دو برابر نسبت به فشار جو افزایش می‌دهد که باعث افزایش قدرت و گشتاور می‌شود.

متراکم کردن هوا در توربوشارژ

متراکم کردن گاز به انرژی زیادی احتیاج دارد و برای انجام آن باید از قدرت موتور استفاده کرد تا هوا متراکم و وارد سیلندر شود. توربوشارژ به شکلی طراحی شده است که برای متراکم کردن هوا از انرژی گازهای خروجی اگزوز استفاده می‌کند به همین دلیل در مسیر گازهای خروجی یک پره قرار داده شده است که گازهای خروجی آن را می‌چرخانند.

افزایش قدرت ماشین با توربو شارژ

یکی از راه‌های افزایش سرعت ماشین اضافه کردن سیلندرهای بیشتر است. به همین دلیل است که اتومبیل‌های اسپرت پرسرعت معمولاً به‌جای چهار یا شش سیلندر در یک خودروی معمولی خانوادگی، هشت یا دوازده سیلندر دارند.

گزینه دیگر استفاده از توربو شارژ است که در هر ثانیه مقدار بیشتری هوا به سیلندرها وارد می‌شود تا بتوانند سوخت را با سرعت بیشتری بسوزانند. یک توربو شارژر، کیت ساده نسبتاً ارزان و اضافی است که می‌تواند از همان موتور قدرت بیشتری کسب کند.

مزایا توربو شارژها

استفاده همه‌جانبه از توربو شارژ در موتورهای بنزینی وهم دیزلی.
استفاده در هر نوع وسیله‌ی نقلیه (ماشین، کامیون، کشتی یا اتوبوس).
قدرت بیشتر برای حجم موتور یکسان.
کاهش آلودگی ناشی از سوخت بهتر.
تولید انرژی بیشتر بدون تغییر وزن موتور.
تا ده درصد در مصرف سوخت صرفه‌جویی می‌شود.
جلوگیری از هدر رفت انرژی

معایب موتور توربو شارژ

تأخیر اولیه در شروع کار توربو.
مهندسی سخت و پیچیده‌ی موتور.
بالا بودن هزینه‌ی تعمیر نگهداری موتور.
حساس شدن نسبت به تعویض‌های دوره‌ای.
کاهش عمر قطعات به دلیل بالا رفتن دما.

نهایت قدرت توربو شارژ

هرچه توربوشارژ بزرگتر باشد، قدرت موتور نیز بیشتر می‌شود. ازنظر تئوری شما می‌توانید توربو شارژ خود را تقویت کنید و تا موتور شما قدرتمندتر شود؛ اما درنهایت به محدودیتی خواهید رسید. سیلندرها تنها گنجایش مقدار مشخصی از سوخت و هوا را دارند.

هم‌چنین اندازه‌ی دریچه‌ی ورودی و خروجی هوا هم مشخص است و به میزان خاصی می‌تواند هوا را وارد و خارج کنند؛ و این باعث می‌شود انرژی لازم برای توربو شارژ محدود شود. به‌عبارت‌دیگر، عوامل محدودکننده دیگری نیز وجود دارند که باید آن‌ها را نیز در نظر بگیرید. شما نمی توانید به سادگی راه خود را برای شارژ بی نهایت توربو پیدا کنید.

آشنایی با هرزگرد و بلبرینگ ها هرینگتون

انواع توربو شارژرها

همه توربو شارژ ها به یک طریق عمل می کنند اما چگونگی ورود گازهای خروجی به داخل توربین متفاوت می باشد سه نوع توربوشارژ وجود دارد این سه نوع عبارتند از نوع حلزونی ساده و نوع حلزونی با افزایش سرعت و نوع ضربانی هستند.

توربوشارژ حلزونی فزاینده سرعت

این نوع دارای یک حلزون و یک افزاینده‌ی سرعت (پره‌های ثابت روی پوسته‌ی توربین) یا دو حلزون و دو مجرای مستقل است. گازهای خروجی وارد منیفولد و از آنجا وارد حلزون‌ها می‌شوند. اما به‌جای آنکه مستقیما وارد چرخه‌ی توربین شوند، از روی پره‌های ثابت عبور می‌کنند و با زاویه‌ی مناسب و با انرژی بالاتر با پره‌های توربین برخورد می‌کنند. در این نوع توربو شارژر کمپرسور همانند حلزونی ساده عمل می‌کند.

توربوشارژ حلزونی ساده

در این مدل‌ گازهای خروجی تنها از یک مسیر حلزونی حرکت و توربین را می‌چرخانند، سپس توربین را ترک می‌کنند، وارد اگزوز شده و خارج می‌شوند. مسیر حلزونی یک معبر مارپیچ درون پوسته‌ی توربین است که مقطع آن ثابت نیست و کاهش می‌یابد.

این تغییر باعث ثابت نگه داشتن سرعت گازها در برخورد با توربین می‌شود. محور متحرک کمپرسور به همراه توربین روی یک شفت نصب شده است. پره‌های کمپرسور دارای انحنا هستند و تحت تأثیر نیروی گریز از مرکز، هوا را فشرده می‌کند.

هوای فشرده‌شده با سرعت زیاد و فشار کم از سردکننده عبور می‌کند و وارد قسمت حلزونی پوسته‌ی کمپرسور می‌شود. این کار باعث کاهش دما برای جلوگیری از احتراق سوخت به‌وسیله‌ی دمای هوا و افزایش فشار هوا پیش از ورود به موتور خودرو خواهد شد.

توربوشارژر ضربانی

در این سیستم از ضربات دودهای خروجی خارج شده از سیلندر استفاده می‌شود. این امر افزایش سرعت توربو شارژر را در پی دارد. منیفولد ضربانی دارای مسیری مستقلی از هر سیلندر است که در انتها به دو کانال اصلی جداگانه تبدیل می‌شود، این دو کانال به دو کانال روی پوسته‌ی توربین می‌پیوندند.

منیفولد ضربانی دارای مقطع نسبتا کوچکی است تا از ضربات بهره‌ی بیشتری ببرد. چراکه در منیفولد دود بزرگ‌تر، اتلاف انرژی بالاتر است. شکل منیفولد ضربانی به‌گونه‌ای طراحی شده تا از جریان گازهای آزاد (بدون ضربه) نیز به‌خوبی گازهای توده‌ای (همراه با ضربه) استفاده کند. این ویژگی در حین شتاب‌گیری باعث افزایش سرعت و تداوم رسیدن انرژی گازهای خروجی به توربین، افزایش میزان اکسیژن و در نتیجه افزایش قدرت موتور خودرو می‌شود.

آشنایی با پلوس و جلوبندی هرینگتون

توربو شارژ الکتریکی

استفاده از یک موتوربرقی قدرتمند تقریباً تمام نقاط ضعف یک توربو شارژ را از بین می‌برد. تأخیر توربو کاملاً برطرف شده است. زمانی که دودهای ناشی از سوختن کافی نیست موتور برقی می‌تواند این کار را انجام دهد. پیشرفت های اخیر در صنعت توربو به معرفی توربو با کمپرسورهای برقی می پردازد. این موتوربرقی انرژی لازم برای راه اندازی اولیه ی کمپرسورها را فراهم می کند و البته این سیستم هم بسیار پیچیده و گران قیمت است.

در موتور ماشین‌هایی ازجمله BMW و همچنین بوگاتی سیستمی تحت عنوان چهار توربو (Quad Turbo) استفاده می‌شود.

BMW در سال 2012 یک اتومبیلی با سه توربو معرفی کرد که هرکدام از این سه توربو در گشتاورهای خاصی شروع به کار می‌کردند و با افزایش گشتاور به تعداد توربو ها افزوده می‌شود