انواع توربوشارژر موتور خودرو را بشناسید
به گزارش ایران 20 دانلود، توربوشارژر خودرو یک دستگاه القای اجباری است که با استفاده از انرژی گازهای خروجی موتور، هوای ورودی به موتور را فشرده می نماید تا قدرت بیشتری فراوری کند. این فناوری به بهبود کارایی و عملکرد موتورهای بنزینی و دیزلی یاری می نماید. انواع توربوشارژر و اجزا و عملکرد آنها را بشناسید.
خبرنگاران - الهام زهره وند: توربوشارژرها امروزه در بیشتر خودروسازان محبوب هستند، زیرا به عملکرد کلی خودرو یاری می نمایند. برای نمونه، توربوشارژرها در خودروهای نو Chevrolet Equinox و Trax مشاهده می شوند.
این مقاله به تفصیل در خصوص توربوشارژر، فرآیند عملکرد، انواع، مزایا و معایب آن بحث می نماید و اهمیت آن را در کاهش انتشارات و بهبود اقتصاد سوخت تأکید می نماید.
چگونگی عملکرد توربوشارژر در موتور خودرو
توربوشارژر چگونه کار می نماید؟
توربوشارژر دستگاهی است که به وسیله جریان گازهای خروجی موتور تغذیه می گردد. این دستگاه از انرژی گازهای خروجی استفاده می نماید تا هوای ورودی را فشرده کند و بیشتر هوا را به موتور تزریق کند تا برای حجم معینی، قدرت بیشتری فراوری کند. توربوشارژر بین موتور و خروجی گازها واقع شده است.
انواع توربوشارژر در موتور خودرو
توربوشارژرها به طور معمول در موتورهای دیزل استفاده می شوند، اما در حال حاضر در موتورهای بنزینی نیز به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار می گیرند.
انواع توربوشارژرها شامل:
-1 توربوشارژر تکی
-2 توربوشارژر دوگانه
-3 توربوشارژر چهارگانه
-4 توربوشارژر E
-5 توربوشارژر ترکیبی
-6 توربوشارژر Hot-V
توربوشارژر تکی
باید گفت توربوشارژر تکی یک سیستم است که از یک توربین برای فشردن هوا پیش از ورود به موتور استفاده می نماید. این نوع توربوشارژر رایج ترین در صنعت خودرو است و معمولا در خودروهایی که به حجم بالایی از قدرت یا گشتاور احتیاج ندارند، مورد استفاده قرار می گیرد.
توربوشارژر دوگانه
اضافه کردن یک توربوشارژر دوم به یک موتور می تواند اندازه بیشتری از هوای ورودی به موتور ارائه دهد و برای فراوری قدرت و گشتاور قوی تر موثر باشد. نحوه نصب سیستم توربو دوگانه مشابه سیستم توربوشارژر تکی است، اما با دو توربوشارژر به جای یکی.
توربوشارژر چهارگانه
تنها خودروی فراوریی با ست زنجیره ای چهارگانه توربوشارژر Bugatti Chiron است. این خودرو دو توربوشارژر بزرگ و دو توربوشارژر کوچک را به موتور W16 هشت لیتری خود اضافه نموده است که توانایی فراوری 1500 اسب بخار را دارد.
توربوشارژر E
با الهام از ماشین های فرمول یک، توربوشارژر E از برق به مقدار 48 ولت برای حذف تاخیر توربو استفاده می نماید. یک موتور الکتریکی کوچک بین محفظه توربین و فشرده نماینده واقع شده است که به طور سریع تر از گازهای خروجی موتور چرخانده می گردد.
توربوشارژر ترکیبی
سیستم توربوشارژر ترکیبی یک توربوشارژر را با یک سوپرشارژر ترکیب می نماید تا گشتاور فوری بیشتری ایجاد کند و قدرت بالای موتور را در سرعت های بالا تقویت کند. ولوو از این سیستم در خودروها و SUVهای درجه T6 خود استفاده می نماید که سوپرشارژر گشتاور فوری را برای شتاب پذیریِ واکنش پذیر فراهم می نماید و توربوشارژر قدرت اضافی را در سرعت های بالاتر ارائه می دهد.
توربوشارژر Hot-V
نصب توربوشارژر یا توربوشارژرها در داخل موتور V، فضای مورد احتیاج برای موتور و فاصله مسافتی که هوای شارژ شده باید بین فشرده نماینده و موتور طی کند را کاهش می دهد. این امکان را فراهم می آورد که توربوشارژر یا توربوشارژرها سریع تر چرخانده شوند و تاخیر را کاهش دهند.
هر نوع از این توربوشارژرها ویژگی های خاص خود را دارد که به بهبود عملکرد و کارایی موتورهای خودرو یاری می نماید.
طراحی توربوشارژر
توربوشارژر در خودرو به منیفولد خروجی موتور متصل شده، و مشابه با یک موتور توربینی گازی عمل می نماید. طراحی توربوشارژر شامل بخش های زیر است:
گازهای خروجی از سیلندرها به وسیله پره های توربین عبور نموده و آن را به چرخش درمی آورند. هرچه جریان گاز خروجی سریع تر باشد، پره های توربین سریع تر می چرخند. توربین به کمپرسور متصل است و کمپرسور بین فیلتر هوا و منیفولد ورودی واقع شده است. وظیفه کمپرسور فشرده سازی هوای ورودی به پیستون های موتور است.
شفت توربین و کمپرسور را به هم متصل می نماید. وقتی توربین با گازهای خروجی چرخش می نماید، کمپرسور نیز به وسیله این شفت به چرخش درمی آید.
بعضی سازندگان خودرو، یک اینترکولر را بین توربوشارژر و سیلندرها قرار می دهند. اینترکولر هوای فشرده شده را پیش از ورود به محفظه احتراق خنک می نماید تا احتمال وقوع ضربه کاهش یابد.
ویست گیت بخشی از توربوشارژر است که فشار بوست را کنترل می نماید. این سیستم اندازهی از گازهای خروجی را دور از توربین راهنمایی می نماید تا سرعت توربین را محدود نموده و از شرایط بوست بیش از حد جلوگیری کند.
فرآیند و مراحل عملکرد توربوشارژر
به طور خلاصه توربوشارژر با استفاده از گازهای خروجی اگزوز، توربین را به حرکت درمی آورد که کمپرسوری را می چرخاند و هوای بیشتری را به داخل موتور می فشارد، که این افزایش هوای ورودی باعث بهبود عملکرد و افزایش توان موتور می گردد.
این فرآیند به توضیح زیر است:
1. جریان گاز خروجی: گازهای خروجی موتور از اتاق احتراق خارج شده و به وسیله مجموعه گازهای خروجی به محفظه توربین توربوشارژر می رسند.
2. چرخ توربین: گازهای خروجی روی چرخ توربینی که به یک شفت وصل شده است، جریان می یابند و این باعث چرخش سریع چرخ توربین می گردد.
3. چرخ فشرده نماینده: شفت متصل به چرخ توربین بعلاوه چرخ فشرده نماینده ای را که در طرف دیگر توربوشارژر واقع شده است، دنبال می نماید و چرخ توربین چرخ فشرده نماینده را دور می زند.
4. ورود هوای فشرده: فشرده نماینده هوا، هوای محیط را از اطراف جذب و آن را فشرده می نماید. هوای فشرده سپس به منیفولد ورودی یا به طور مستقیم به سیلندرهای موتور وارد می گردد که به طراحی موتور بستگی دارد.
5. چگالی هوای افزایش یافته: هوای فشرده از توربوشارژر دارای چگالی و غلظت اکسیژن بالاتری است که این امر به موتور، این اجازه را می دهد که در هر ضربه، ورودی بیشتری از هوا به سیلندرها وارد گردد.
6. احتراق بیشتر سوخت: افزایش هوای موجود در اتاق احتراق، به احتراق بیشتر سوخت اجازه می دهد. که این امر باعث بهبود فرآیند احتراق و فراوری قدرت و گشتاور بیشتر از موتور می گردد.
7. ویست گیت: بعضی از موتورهای توربوشارژر دارای ویست گیت هستند که به کنترل فشار بوست توربوشارژر یاری می نماید و با عبور بخشی از گازهای خروجی از دور توربین، سرعت آن را محدود و از شرایط بیش از حد بوست جلوگیری می نماید.
علائم خرابی انواع توربوشارژر
علائم خرابی توربوشارژر می تواند شامل موارد زیر باشد:
1. کاهش قدرت موتور: یکی از اولین نشانه های خرابی توربوشارژر کاهش قابل توجه در قدرت و عملکرد موتور است. موتور ممکن است کندتر از حد معمول شتاب بگیرد.
2. صدای غیرعادی: شنیدن صدای بلند و غیرعادی مانند سوت یا صدای وزوز از موتور می تواند نشان دهنده خرابی توربوشارژر باشد.
3. دود آبی یا خاکستری از اگزوز: مشاهده دود آبی یا خاکستری از لوله اگزوز نشان دهنده نشت روغن به سیستم احتراق و سوختن آن است که می تواند ناشی از خرابی توربوشارژر باشد.
4. افزایش مصرف سوخت: خرابی توربوشارژر می تواند باعث افزایش مصرف سوخت گردد، زیرا موتور برای فراوری همان اندازه قدرت احتیاج به مصرف بیشتر سوخت دارد.
5. چراغ چک موتور روشن می گردد: روشن شدن چراغ چک موتور می تواند نشان دهنده مشکل در توربوشارژر یا سایر قسمت های موتور باشد. این چراغ معمولا به دلایل مختلفی روشن می گردد و آنالیز دقیق به وسیله مکانیک لازم است.
6. افت فشار بوست: اگر توربوشارژر نتواند به درستی کار کند، فشار بوست فراوری شده کاهش می یابد و موتور نمی تواند عملکرد بهینه خود را ارائه دهد.
7. نشتی روغن: نشتی روغن در اطراف توربوشارژر یا در سیستم توربو می تواند نشان دهنده خرابی آن باشد. این نشتی ممکن است به علت خرابی درزگیرها یا اتصالات باشد.
8. صدای ضربه یا تق تق: صدای ضربه یا تق تق از ناحیه موتور می تواند نشان دهنده خرابی قطعات داخلی توربوشارژر باشد.
تشخیص و تعمیر به موقع خرابی توربوشارژر می تواند از آسیب های جدی تر به موتور جلوگیری کند. در صورت مشاهده هر یک از این علائم، بهتر است به یک مکانیک متخصص مراجعه کنید.
چه کسی توربوشارژر را اختراع کرد؟
توربوشارژر اولین بار به وسیله الفرد بوچی و سنفورد الکساندر ماس اختراع شد. الفرد بوچی، مهندس سوئیسی، در سال 1905 برای طراحی خود این ابزار، پتنت ثبت کرد و در سال های بعدی آن را بهبود داد. این کار به ایجاد پایه گذاری برای توربوشارژرهای مدرن منجر شد.
تفاوت سوپرشارژر با توربوشارژر چیست؟
سوپرشارژرها از سیستم بلت موتور استفاده می نمایند تا توربینی را چرخانده و هوای بیشتری به موتور تزریق نمایند. از طرف دیگر، توربوشارژرها از گازهای خروجی موتور برای چرخاندن توربین استفاده می نمایند که منجر به فشرده سازی بیشتر هوا و افزایش قدرت موتور می گردد.
چرا بیشتر خودروهای مدرن دارای انواع توربوشارژر هستند؟
با وجود مقررات سخت گیرانه تر در زمینه سوخت و انتشارات، سازندگان خودرو مجبور شده اند تا حجم موتورهای خودروهایشان را کاهش دهند. استفاده از توربوشارژرها امکان افزایش قدرت موتور را در حجم کوچک تری از موتور فراهم و بعلاوه به بهبود کارایی و اقتصاد سوخت یاری می نماید.
توربو لگ چیست؟
توربو لگ به تاخیری اطلاق می گردد که بین زمانیکه راننده روی پدال گاز می زند و زمانیکه توربوشارژر آغاز به ارائه فشار بیشتر می نماید، ایجاد می گردد. این تاخیر می تواند منجر به یک تاخیر محسوس در شتابگیری گردد که برای رانندگان ممکن است آزاردهنده باشد.
منبع: بیت ران