اطلاعاتی کامل درباره توربو شارژ

توربو شارژ چیست؟

اطلاعاتی کامل درباره توربو شارژ: توربو شارژ قطعه‌ای برای تقویت موتورهای احتراقی است. از این وسیله برای انواع وسایل نقلیه بخصوص خودروها استفاده می‌شود. توربو شارژ می‌تواند با تأمین هوای کافی در سیلندر، باعث قدرتمندی موتور گردد. توربو شارژ سیستم چندان پیچیده‌ای نداشته و از چند قطعه به نام‌های توربین، کمپرسور، پوسته و میله شفت تشکیل شده است. توربو شارژ از انرژی موتور برای کار کردن استفاده نمی‌نماید و از گازهای خروجی گزوز که به هدر می‌روند استفاده می‌کند که مزیت بزرگی بوده و به نوعی این قطعه به صورت رایگان عمل می‌کند بنابراین استفاده از آن در خودروها و سایر وسایل نقلیه بسیار به صرفه خواهد بود.

تاریخچه توربو شارژر

نام گوتلیب دایملر برای تمامی خودروبازان آشناست. در واقع هرجا این نام به گوش می‌رسد، ماجرا برای خودروبازان جذاب می‌شود. چرا که دایملر و کارل بنز را مخترعان موتورهای احتراقی و خالقین خودروهای مدرن به شکلی که امروز شاهدشان هستیم، می‌شناسند.

توربوشارژر نیز از آن دست تکنولوژی‌های خودرویی است که ایده‌ اولیه آن توسط دایملر مطرح شد. سال ۱۸۸۵ میلادی این مهندس آلمانی سعی کرد تا به‌وسیله یک ساختار مکانیکی، هوا را فشرده و آن را به داخل سیلندر خودرو تزریق کند. ایده او در سال ۱۹۰۰ توسط آلفرد بوچی، مهندس سوئیسی پیاده شد و اینگونه بود که توربوشارژر در صنعت خودروسازی متولد گشت. وسیله ساخته‌شده توسط بوچی شامل یک منیفولد حلزونی بود که درون آن یک توربین قرار داشت. این وسیله با اتصال به خروجی اگزوز و با استفاده از گاز‌های آن توربین چرخانده می‌شد و با عملکردی شبیه به یک کمپرسور، تراکم هوای ورودی به داخل سیلندر را افزایش می‌داد.

قیمت توربو شارژ

قیمت توربو شارژ با توجه به تکنولوژی یشرفته و کاربردی که دارد بسیار مناسب بوده و استفاده از آن در خودروهای مختلف به صرفه است به همین جهت است که در بیشتر خودروهای امروزی این سیستم استفاده می‌شود. در بازار قیمت توربو شارژ متفاوت بوده و هر یک از فروشندگان قیمت توربو شارژ را خود تعیین می‌نماید بنابراین رقابت میان فروشندگان توربو شارژ زیاد بوده و همچنین وجود نمونه تقلبی این قطعه نیز باعث شده افراد دقت بیشتری در انتخابشان داشته باشند.

دلیل استفاد از توربو شارژ

همان طور که می‌دانیم برای افزایش قدرت موتور در ابتدا از تعداد سیلندر های بیشتر استفاده می‌شد که در ماشین‌های مسابقه‌ای نیز مشاهده می‌شد اما با استفاده از توربو شارژ نیازی به تغییر موتور و تعداد سیلندر ها نبود و فقط با استفاده از این قطعه می‌توان قدرت موتور را افزایش داد. توربو شارژ قادر به تأمین دوبرابری اکسیژن لازم برای سوخت است. در خودروهای جدیدی این سیستم بیشتر مورد استفاده قرار گرفته است و تفاوت میان خودروهای دارای توربو شارژ و خودروهای فاقد توربو شارژ قابل مشاهده است. توربو شارژها راندمان سوخت خودرو را بهبود بخشیده و راهی که شرکت‌های خودروساز آ را انجام می‌دهند این است که با کاهش سایز موتور، آن را توربو شارژ دار نموده و به همین دلیل سوخت کمتری سوزانده می‌شود و به نوعی صرفه جویی در مصرف سوخت است.

• وظیفه توربو شارژ دمیدن هوا با فشار به داخل سیلندر می باشد توربوشارژ با این کار در خروج دود کمک کرده در ضمن توربوشارژ با این کار هوای بیشتری به داخل سیلندر تزریق می کند این کار توربوشارژ باعث بهتر پر کردن سیلندر خواهد شد و راندمان موتور افزایش می یابد.

تامین هوای بیشتر در واقع مهیا ساختن اکسیژن بیشتر برای انجام احتراق بوده و این امر سبب احتراق بهتر سوخت در محفظه احتراق و در نهایت قدرت بیشتر موتور خواهد بود .
در موتورهای دیزل دو زمانه از یک دمنده به همین منظور استفاده می‌شود که قبلا شرح داده شد فشار هوای ارسالی توسط دمنده تنها اندکی از فشار جو (فشار اتمسفر) بیشتر است و بنابراین اثر توربو شارژ را ندارد، توربو شارژ نیروی خود را از دودهای خروجی موتور می‌گیرد.

تامین هوای موتور(توربوشارژ)

موتورهایی که توربو شارژ ندارد به عنوان موتورهای بدون توربو شارژ یا موتورهای معمولی یاد می شوند زیرا در این موتورها به علت حرکت پیستون در داخل سیلندر عمل مکش هوا به داخل سیلندرها انجام می شود به این ترتیب هوای داخل سیلندر با فشار جو تامین می گردد حتی در شرایط ایدال فشار هوای ورودی در داخل سیلندرها به فشار جو نمی رسد و در عمل به مقدار قابل توجهی کمتر از ان می باشد.
توربو شارژ جریان هوای ورودی به محفظه احتراق را تقویت نموده و باعث افزایش فشار ان به نسب دو برابر فشار جو می گردد این امر سبب افزایش قدرت خروجی و گشتاور موتور از 25 تا 40 درصد بسته به طراحی توربوشارژ و موتور می شود.

توربو شارژر

توربوشارژر شامل یک کمپرسور و یک توربین که هر دو روی شفت نصب شده‌اند و توربین توسط گازهای خروجی حاصل از احتراق چرخانیده می شود به این ترتیب انرژی این گازها که در صورت نبودن توربوشارژ تلف می شد برای چرخانیدن کمپرسور استفاده می شود و هوای بیشتری برای سیلندرها موتور تامین می کند توربو شارژ دارای یک قسمت دوار (روتور) است که شامل یک شفت می باشد و یک سر ان توربین و سر دیگر ان یک کمپرسور نصب شده است.

این قسمت دوار داخل یک پوسته قرار گرفته که دارای دو محفظه یکی توربین و دیگری برای کمپرسور می باشد گازهای خروجی موتور مستقیما وارد محفظه توربین شده و توربین و در نتیجه کمپرسور را با سرعت بالایی به چرخش وا می دارند از هوا از مرکز محفظه کمپرسور مکیده شده و تحت فشار قرار گرفته و توسط نیروی گریز از مرکز که بواسطه سرعت بسیار بالای چرخش کمپرسور ناشی می شود به درون موتور رانده می شود به این ترتیب هوای بیشتری به داخل سیلندر ارسال می گردد اگر سوخت بیشتری به داخل سیلندرها تزریق شود انرژی گازهای خروجی نیزافزایش یافته و در نتیجه سرعت چرخش توربوشارژ نیز بالاتر می رود این امر سبب افزایش هوای تامین شده برای موتور می گردد .

اجزای توربوشارژ

اجزای توربو شارژ عبارتند از توربین در سمت راست و کمپرسور در سمت دیگر (بستگی به دید ) محور دوار در وسط حامل توربین و کمپرسور می باشد و از داخل دارای مجرایی است که در ان روغن به منظور روغنکاری و خنک کاری محور و یاتاقان جریان دارد پوسته محفظه توربین دارای پره های ثابت می باشد که به عنوان نازل های حلقوی عمل می کنند گازهای خروجی موتور رویپره های ثابت پوسته محفظه چرخیده و سپس با سرعت بسیار زیاد روی پره های توربین برخورد می نماید.

همه توربو شارژ ها به یک طریق عمل می کنند اما چگونگی ورود گازهای خروجی به داخل توربین متفاوت بوده است.

سه نوع توربوشارژ وجود دارد این سه نوع عبارتند از:

• نوع حلزونی ساده
• نوع حلزونی با افزایش سرعت
• نوع ضربانی.

توربوشارژ حلزونی ساده

این نوع توربوشارژ دارای یک معبر تنها می باشد که گازهای خروجی موتور را به چرخ توربین منتقل می کند حلزون یک معبر مارپیچ در درون پوسته محفظه توربین می‌باشد که مقطع ان ثابت نبوده و کاهش می‌یابد.
این تغییر به دلیل ثابت نگهداشتن سرعت گازهای خروجی هنگام عبور از طول حلزن بوده گازهای خروجی به طور پیوسته از حلزون عبور کرده و وارد توربین می‌شوند گازها از میان پره‌های توربین عبور کرده و باعث چرخش توربین شده و سپس توربین را ترک و وارد اگزوز می‌شوند.

چرخ کمپرسور به همراه توربین روی یک شفت نصب شده است پره های کمپرسور دارای انحنا بوده و تحت تاثیر نیروی گریز از مرکز هوا را فشرده می سازد هوای فشرده شده با سرعت زیاد و فشار کم از لبه پره های کمپرسور جدا می شود هوا از دیفیوز عبور نموده وارد قسمت حلزونی پوسته کمپرسور می شود این امر سبب می گرد از انکه هوا مستقیما وارد محفظه احتراق شود
ان کاهش و فشار ان افزایش یابد.

توربوشارژ حلزونی با افزاینده سرعت

این نوع توربوشارژ دارای یک حلزون و یک افزاینده سرعت (پره‌های ثابت) یا دو حلزون و دو مجرا بوده که گازهای خروجی وارد منیفولد دود و از آنجا وارد حلزون‌ها شده اما بجای آنکه مستقیما وارد چرخ توربین شوند از پره‌های ثابت روی پوسته توربین عبور نموده و با زاویه مناسب بسیار زیاد و با انرژی بالاتر با پره های توربین برخورد می‌نماید سمت کمپرسور توربو شارژ همانطور که قبلا در نوع حلزونی توضیح داده شد عمل می‌کند.