قدرت موتور را بسیار بالا ببرد و به همین دلیل است که از چنین محبوبیت گستردهای برخوردار است!
در اینجا قصد داریم بفهمیم که توربوشارژر چگونه میتواند بدون آنکه تغییر چندانی در وضعیت فیزیکی موتور ایجاد کند، قدرت را به مقدار بسیار زیادی افزایش دهد. هم چنین خواهیم دید دریچههای خروجی، پرههای سرامیکی توربین، مجراهای عبور گاز چگونه کارآیی سوپر شارژر را بهبود میبخشند.
توربوشارژر چیست؟
توربوشارژر نوعی سیستم دمنده است که هوا را با فشار زیاد به درون سیلندر میدمد. همان طور که میدانید، هنگامی که پیستون در حالت عکسش قرار دارد، مخلوط هوا و سوخت (در موتور دیزلی، هوا) را به درون سیلندر میمکد. هر چه فشار هوا بیشتر باشد مقدار مولکولهای هوا بیشتر خواهد بود و باتبع مخلوط هوا و سوخت بیشتری در سیلندر جای خواهد گرفت. هر چه سوخت بیشتر باشد، قدرت ناشی از احتراق هم بیشتر خواهد بود.
بدین ترتیب موتور مجهز به توربوشارژر قدرت بیشتری نسبت به موتور معمولی تولید میکند. توربوشارژر به سادگی میتواند نسبت قدرت به وزن موتور را بهبود ببخشد، یعنی با قدرت مساوی، خودروی مجهز به توربو شارژر از موتوری با وزن و حجم کمتر سود میبرد، در نتیجه حجم و وزن خودرو نیز کمتر میشود و این بدان معنی است که شتاب خودروی مجهز به توربوشارژر بیشتر است و سریع تر به سرعت مناسب دست پیدا میکند.
اما توربوشارژر قدرت لازم برای فشرده کردن هوای ورودی را از کجا تأمین میکند؟ در نوع ابتدایی توربوشارژر (که سوپر شارژر نام دارد)، قدرت مورد نیاز از میل لنگ گرفته میشد، یعنی بخشی از توان تولیدی خودرو صرف فشرده سازی هوای ورودی میشد.
ولی در نوع پیشرفتهتر که همان توربوشارژر است، از فشار گاز خروجی اگزوز استفاده میشود. گازهای خروجی اگزوز داغ هستند و میتوان از انرژی جنبشی، سرعت و فشار آنها برای چرخاندن یک توربین استفاده کرد. این توربین هم یک پمپ هوا را میگرداند و در نهایت، پمپ، هوا را فشرده کرده به درون سیلندر میفرستد. توربین نصب شده در مسیر گازهای خروجی گاه به سرعت 150 هزار دور در دقیقه میرسد که بیش از 30 بار سریع ر از دور موتور اغلب خودروهای امروزی است.
دمای این توربین هم به دلیل تماس با گازهای داغ خروجی بسیار بالاست. این دو عامل موجب میشوند توربین از فناوری پیشرفتهای برخوردار باشد تا بتواند کارآیی و دوام خود را تا مدتها حفظ کند.
یک نگاه آماری
توربوشارژرهای رایج میتوانند هوا را به فشار 40 تا 55 کیلوپاسکال بیشتر از هوای محیط برسانند. از آنجایی که فشار هوای سطح دریا 100 کیلوپاسکال است، مشخص میشود که توربوشارژر تقریباً 50% هوای بیشتر وارد سیلندر میکند؛ بنابراین انتظار میرود که قدرت هم تا پنجاه درصد افزایش یابد. ولی به دلیل برخی تلفات، این افزایش قدرت بین 30 تا 40 درصد خواهد بود.
یکی از دلایل این اتلاف به این موضوع باز میگردد که کار مورد نیاز توربوشارژر رایگان نیست. هنگامی که گاز خروجی اگزوز توربین را میچرخاند، بدان معنی است که مقاومتی در برابر خروج گازها وجود دارد، پس پیستون باید فشار بیشتری اعمال کند تا گاز تخلیه شود و این، بخشی از قدرت موتور را مصرف میکند.
یکی دیگر از مزایای توربوشارژر، قابلیت بهبود کارکرد موتور در ارتفاعات است. در ارتفاعات، فشار هوا کمتر است و در نتیجه هوای کمتری در سیلندر وارد میشود. خودروهای معمولی در چنین ارتفاعاتی با کاهش قدرت مواجه میشوند، ولی خودروهای مجهز به توربوشارژر علیرغم آنکه با کاهش قدرت مواجه میشوند، ولی مقدار این کاهش به مراتب کمتر است؛ چرا که کار لازم برای فشرده کردن گاز رقیق کمتر است
میل محوری که پروانه توربین را به پرههای کمپرسور متصل میکند، باید دارای پایداری بسیار بالایی باشد. اغلب میل محورهای معمولی در چنین سرعت بالایی منفجر میشوند، زیرا هم دمای میله بسیار بالا میرود، هم اندکی ناجابه جایی و عدم تعادل در نصب میل محور کافی است تا در این سرعت، میل محور به بیرون پرتاب شود.
از این رو از یاتاقانهای روغنی برای مهار میل محور در توربوشارژر استفاده میشود.
در چنین یاتاقانهایی، لایه نازکی از روغن اطراف میل محور را میپوشاند و بدین ترتیب، هم میل محور را خنک میکند و هم اصطکاکهای احتمالی را به حداقل میرساند.
پس از انتقال قدرت به کمپرسور، پره کمپرسور به گردش در میآید. کمپرسور همانند یک پمپ سانتریفوژ عمل میکند، بدین ترتیب که هوا را از مرکز به گردش در میآورد و در نهایت هوای فشرده شده را از حفره تعبیه شده در محیط خارج به بیرون میدمد.
محدودیتهای توربوشارژر
قسمتهایی از این مقاله حذف شده و نسخه کامل آن فقط در فایلهای word و Pdf موجود هستند.
لطفا برای دریافت نسخه کامل این مقاله فایلهای word و pdf را دانلود نمائید.
با خرید این محصول فایل word و PDF مربوط به این مقاله را دریافت خواهید کرد.
لینک دانلود بیدرنگ پس از پرداخت نمایش داده شده و فایل فشرده مربوط به این مقاله آماده دانلود خواهد بود.
تعداد صفحات: 9 صفحه | حجم فایل: کمتر از 1 مگابایت | فونت استفاده شده: B Zar | به همراه صفحه اول
رمز فایل فشرده: www.4goush.net