موتور توربوشارژ چیست؟

تاریخچه توربو شارژ:

همانطور که می‌دانید هر چه از سطح زمین ارتفاع بگیریم میزان فشار و غلظت هوا کاهش پیدا می‌کند. در سال 1905 یک مهندس مکانیک سوییسی برای جبران کاهش فشار و غلظت اکسیژن مورد نیاز برای احتراق در موتور هواپیما سیستمی به نام توربو شارژ را طراحی کرد. توربو شارژ برای اولین بار در جنگنده‌های اسپیت فایر و هوریکن انگلیسی بکار رفت. پس از جنگ جهانی دوم و منقرض شدن موتورهای مدل پیستونی در هواپیما، توربو شارژ منحصر به صنعت خودرو شد.

دلیل افزایش قدرت موتور توربو شارژ:

در این شب‌های زمستانی اکثر ما با بوی کباب یا جگر موجود در هوای خیابان‌ها تحریک شده‌ایم، اما هدف ما در این بحث کباب نیست، بلکه دغال قرمز زیر کباب است. برای افزایش دمای شعله  ذغال و جلوگیری از خاموش شدن، آن را باد می‌زنیم؛ توربو شارژ نیز همین کار را با موتور خودرو شما انجام می‌دهد.

در واقع در تمامی واکنش‌های منجر به سوختن یا انفجار سوخت در موتور ماشین شما، اکسیژن نقش مستقیمی را بدون هیچ‌گونه هزینه مستقیم برای جیبتان ایفا می‌کند. در حالت عادی موتور خودرو با حرکت پیستون ایجاد مکش کرده و هوای محیط را به داخل موتور هدایت می‌کند، در نتیجه هیچگاه میزان غلظت اکسیژن در موتور خودرو بیشتر از غلظت اکسیژن عادی هوا نخواهد بود؛ سیستم توربوشارژ که در واقع یک مکنده پر قدرت هوا به سمت موتور است، فشار هوا به سمت موتور را افزایش داده و با بالا بردن غلظت اکسیژن، قدرت انفجار و دمای موتور خودرو شما را نیز افزایش و باعث مصرف سوخت بهینه آن می‌شود.

شاید باور نکنید اما در شرایط یکسان محیطی این کار بین 25 تا 40 درصد قدرت موتور خودرو شما را افزایش خواهد داد.

قطعات تشکیل دهنده و نحوه عمل توربو شارژ:

توربو شارژر از دو قسمت اصلی با نام‌های توربین و کمپرسور تشکیل شده است. این سیستم به اگزوز خودرو شما متصل است و از این طریق انرژی حرکتی خود را تامین می‌کند، در واقع به نوعی سیستمی برای کاهش پرتی قدرت گازهای خروجی خودرو هم محسوب می‌شود. گاز خروجی باعث چرخش توربین و انتقال نیروی توربین توسط یک شفت به کمپرسور باعث مکش بیشتر هوا به داخل موتور می‌شود؛ با افزایش سرعت خودرو و در نتیجه افزایش سرعت گازهای خروجی مکش کمپرسور افزایش یافته و در سرعت‌های بالاتر اکسیژن بیشتری را برای موتور تامین می‌کند.

یکی از مشکلات این سیستم در سرعت‌های بالا افزایش دمای هوای ورودیست که احتمال احتراق سوخت پیش از ورود به سیلندر توسط جریان هوای داغ را ایجاد می‌کند که اصطلاحا باعث لگد زدن خودرو می‌شود؛ برای جلوگیری از این اتفاق معمولا از یک رادیاتور آلمینیومی برای کاهش حداکثری دمای هوای ورودی استفاده می‌کنند، هوا پس از متراکم شدن از سیستم خنک کننده عبور داده می‌شود تا به دمای نسبتا مناسب برسد، سپس وارد سیلندر شده تا احتراق بهتر برای خودرو ایجاد کند.

مطلب پیشنهادی

فرزندان سمند، شباهت‌ها و تفاوت‌ها

مقایسه خودروی دنا با دنا پلاس

انواع توربو شارژر:

همه توربو شارژرها برای کار یکسانی ساخته شده‌اند اما، برای چرخاندن توربین از سه روش مختلف استفاده می‌کنند که نام انواع توربو شارژر برگرفته از آن است.

1. توربو شارژر حلزونی ساده:

در این توربو شارژر گازهای خروجی تنها از یک مسیر حلزونی حرکت و توربین را می‌چرخاند، سپس  توربین را ترک، وارد اگزوز شده و خارج می‌شوند. مسیر حلزونی یک معبر مارپیچ در درون پوسته محفظه توربین است که مقطع آن ثابت نیست و کاهش می‌یابد؛ این تغییر باعث ثابت نگه داشتن سرعت گازها در برخورد با توربین می‌شود. چرخ  کمپرسور به همراه  توربین روی یک شفت نصب شده است؛ پره‌های کمپرسور دارای انحناست و تحت تاثیر نیروی گریز از مرکز هوا را  فشرده می‌کند، هوای فشرده شده با سرعت زیاد و فشار کم از سرد کننده عبور و وارد قسمت حلزونی پوسته کمپرسور می‌شود، این کار باعث کاهش سرعت دما (برای جلوگیری از احتراق سوخت بوسیله دمای هوا) و افزایش فشار هوا پیش از ورود به موتور خودرو خواهد شد.

2. توربو شارژر حلزونی با افزاینده سرعت:

این نوع توربوشارژ دارای یک حلزون و یک افزاینده سرعت (پره های ثابت روی پوسته توربین) یا دو حلزون و دو مجرا می باشد. گازهای خروجی وارد منیفولد دود (منیفولد بخشی از موتور است که آمیزه سوخت و هوا را به سیلندرها می‌رساند. در خودروها دو نوع منیفولد وجود دارد یکی منیفولد بنزین که هوا را به درون سیلندرها می‌کشد و دیگری منیفولد دود برای تخلیه دود اگزوز.) و از آنجا وارد حلزون‌ها می‌شوند اما به‌جای آنکه مستقیما وارد چرخ توربین شوند از روی پره‌های ثابت عبور کرده و با زاویه مناسب و با انرژی بالاتر با پره‌های توربین برخورد می‌کنند. در این نوع توربوشارژ کمپرسور همانند حلزونی ساده عمل می‌کند.

3. توربو شارژر ضربانی:

استفاده از این نوع توربو شارژر نیازمند یک منیفولد دود، از نوع ضربانی است؛ در این سیستم از ضربات دودهای خروجی خارج شده از سیلندر استفاده می‌کنند. این امر سبب افزایش سرعت توربوشارژر می‌شود. منیفولد ضربانی دارای مسیری از هر سیلندر است که در انتها به دو کانال اصلی جداگانه تبدیل می‌شود، این دو کانال به دو کانال روی پوسته توربین می‌پیوندند. منیفولد ضربانی دارای مقطع نسبتا کوچکی می باشد تا از ضربات بهره بیشتری ببرد، زیرا در منیفولد دود بزرگتر اتلاف انرژی بالاتر است. شکل منیفولد ضربانی به گونه ای طراحی گشته تا از جریان گازهای آزاد (بدون ضربه) نیز به خوبی گازهای توده‌ای (همراه با ضربه) استفاده کند؛ این ویژگی در حین شتاب گیری باعث افزایش سرعت و تداوم رسیدن انرژی گازهای خروجی به توربین، افزایش میزان اکسیژن و در نتیجه افزایش سریعتر قدرت موتور خودرو می‌شود.

برای مشاهده آخرین قیمت محصولات ایران خودرو اینجا کلیک کنید

برای مشاهده آخرین قیمت محصولات سایپا اینجا کلیک کنید