موتور توربو شارژ چگونه کار می‌کند؟(نحوه نگه‌داری از موتور)

زمانی که مردم درباره خودروهای مسابقه‌ای یا موتورهایی با بازدهی و عملکرد بالا صحبت می‌کنند معمولاً بحث توربوشارژرها مطرح می‌شود. توربوشارژرها همچنین در موتورهای دیزلی بزرگ نیز استفاده می‌شوند.

توربو شارژ در سال ۱۹۰۵ میلادی توسط مهندس مکانیک سوییسی آلفرد بوچی اختراع شد. توربوشارژ عبارت است از نوعی کمپرسور توربینی و یک کمپرسور گریز از مرکز که توسط یک شفت با اتصال فلانچی به آن متصل است. گازهای خروجی از موتور باعث چرخش توربین گاز شده و به سبب آن کمپرسور شروع به چرخش کرده، هوای محیط را مکش می‌کند و سپس آن را متراکم و به طرف موتور می‌فرستد. هوای ورودی بیشتر به موتور، به معنی ورود سوخت بیشتر به داخل موتور و در نهایت افزایش انرژی و قدرت خروجی موتور است.

نحوه عملکرد

پرخوران به خروجی اگزوز موتور متصل شده است. گازهای خروجی اگزوز از بین پره‌های توربین (که شبیه یک توربین گازی است) عبور کرده و آن را میچرخانند. هر چه گازهای بیشتری خارج شود توربین سریع‌تر می‌چرخد. توربین توسط یک محور به کمپرسور که بین فیلتر هوا و لوله‌های ورودی هوا واقع شده متصل میشود. کمپرسور هوای ورودی به موتور را فشرده می‌کند. کمپرسور یک پمپ از نوع گریز از مرکز است که هوا را از مرکز پره‌ها کشیده و به بیرون پمپ می‌کند. به منظور جلوگیری از افزایش دمای بیش از حد هوای ورودی به موتور (که سبب افزایش حساسیت به پدیده ضربه (Knock) می‌شود)، هوای فشرده شده از درون یک مبدل هواخنک (که در جلوی خودرو نصب می‌شود) عبور کرده و دمای آن کاهش می‌یابد.

اجزا

• توربین

• کمپرسور

• محور اتصال

• محفظه کمپرسور (مسیر ورود و خروج هوا)

• پره‌های کمپرسور

• یاتاقان

• مسیر روغن‌کاری یاتاقان

• محفظه توربین (مسیر ورود و خروج دود)

• پره‌های توربین

• دریچه کنار گذر (Gate Wast)

• عملکرد دریچه کنارگذر

• شیر کنارگذر کمپرسور (Valve Dump)

تفاوت‌ها و ملاحظات

• افزایش قیمت موتور به خاطر تجهیزات پرخوران

• نسبت تراکم کمتر در موتور پرخوران: با نسبت تراکم کمتری میتوان به توان مورد نظر دست یافت، ضمن این که به خاطر افزایش دمای هوای ورودی به موتور، حساسیت به ضربه (Knock) بیشتر می‌شود، لذا بر استفاده از سوخت با عدد اکتان بالا در موتور پرخوران توصیه اکید میشود.

• صرف زمان و هزینه بیشتر کالیبراسیون در مقایسه با موتور تنفس طبیعی

• لزوم استفاده از جنس مقاومتر برای قطعات اگزوز به خاطر افزایش دمای گازهای خروجی

• نیاز به استفاده از افشانه‌های سوخت و پمپ سوخت با دبی خروجی بیشتر

• نیاز به استفاده از شمع با قدرت جرقه‌زنی بالاتر (شمع‌های با بیش از یک الکترود)

• نیاز به کویل قویتر

• لزوم تقویت مسیرهای هوارسانی به خاطر افزایش فشار و دمای هوای ورودی به موتور

• در مجموع لزوم بازنگری در طراحی قطعات بلوک و سرسیلندر با توجه به افزایش فشار داخل سیلندر

نکات مهم در خصوص نگه‌داری هر چه بهتر موتور با سیستم توربوشارژ:

توربو شارژ در شرایط تحت بار در دورهای بسیار بالا و نزدیک ۲۰۰ هزار دور بر دقیقه کار می‌کند که برای کارکرد در این شرایط، مجهز به روان‌کاری تحت فشار و خنک کاری است به خاطر سرعت بسیار بالای پره‌های توربین و پمپ سیستم توربو و حساسسیت یاتاقان‌های پرخوران (برای جلوگیری از آسیب به موتور و افزایش طول عمر آن) نکات زیر باید مورد توجه ویژه قرار گیرد.

• هرگونه نشتی آب و یا روغن از موتور باید مورد توجه ویژه قرار گیرد و در صورت مشاهده به سرعت برای رفع آن اقدام شود.

• نشتی هوا از لوله‌های هوای پرفشار و اینترکولر

باعث افت توان و افزایش مصرف سوخت و افزایش احتمال آسیب به موتور میشود. بنابراین باید از محکم بودن بست‌های اتصالات مسیر هوا و عدم آسیب دیدگی لوله‌ها اطمینان حاصل شود.

• با توجه به حساسیت پره‌های توربوشارژ به ذرات خارج ی به دلیل سرعت زیاد، فیلتر هوا باید به موقع طبق سرویس‌ها تعویض شود.در صورتی که خودرو در مناطق دارای گردوغبار بیش از حد مجاز مورد استفاده قرار می‌گیرد، تعویض فیلتر هوا باید با فواصل زمانی کوتاه‌تر صورت پذیرد. در خصوص فیلتر روغن و روغن نیز همین ملاحظات باید در نظر گرفته شود.

• با توجه به دور بسیار بالای توربو شارژ، در هنگامی که اتصالات لوله‌های متصل به مسیر هوای توربوشارژ باز باشد، هرگز موتور را روشن نکنید.

از دست کاری پره‌های توربوشارژ و یا وارد کردن فشار و ضربه بپرهیزید.

• اگر خودرو برای مدت بیش از یک روز متوقف بوده یا بلافاصله پس از تعویض روغن یا فیلتر و هم چنین هنگامی که دمای موتور پایین است، فرصت دهید موتور حداقل ۳۰ ثانیه در دور آرام کار کند.

• در صورتی که دمای موتور بالاست یا پس از پیمایش مسافت طولانی در جاده با سرعت بالا و یا وارد آمدن فشار به موتور، قبل از خاموش کردن اجازه دهید به مدت ۶۰ ثانیه موتور در دور آرام کار کند.

• در صورت روشن شدن چراغ چک (عیب موتور) موتور، از پیمایش مسافت طولانی با خودرو در این وضعیت خودداری شود.

• سطح آب و روغن موتور به صورت دوره‌ای مورد بررسی قرار گیرد.
توربو شارژرها چگونه کار می کنند؟

وقتی مردم درباره ی اتومبیل‌های مسابقه یا اتومبیل های ورزشی با سرعت بالا صحبت می کنند،موضوع توربوشارژرها ظاهر می شود ،توربوشارژرها در موتورهای دیزل بزرگ هم وجود دارند،یک توربوشارژر به طور عمده قدرت موتور را بدون افزایش وزن آن زیاد می کند که مزیت بزرگی است و توربوشارژرها را مهم می کند

در این مقاله یاد می گیریم که چطور توربوشارژر قدرت خروجی موتور را افزایش می دهد،همچنین یاد می گیریم پره های سرامیکی و یاطاقان های ساچمه ای چطور به توربوشارژر کمک می کنند تا وظیفه اش را بهتر انجام دهد

توربوشارژرها یک نوع سیستم مکش هوا هستند که جریان هوای ورودی به موتور را فشرده می کنند،مزیت این سیستم این است که به موتور اجازه می دهد هوای بیشتری به سیلندر وارد کند و هوای بیشتر به معنی سوخت بیشتر است،بنابر این انرژی بیشتری از هر انفجار به دست می آید،یک موتور با توربو شارژر در کل قذرت بیشتری از یک موتور مشابه بدون تورربوشارژر دارد،یعنی توربوشارژر نسبت قدرت به وزن موتور را افزایش می دهد

برای رسیدن به این تقویت فشار،توربوشارژر از جریان خروجی اگزوز برای چرخاندن یک توربین استفاده می کند که خود یک پمپ هوا را می چرخاند،توربین در توربوشارژر با سرعتی بالغ بر ١۵٠٫٠٠٠ دور در دقیقه می چرخد که ٣٠ برابر سریع تر از دور موتور است،چون تئربین به اگزوز چسبیده دما در آن خیلی بالاست


اصول:

راه قطعی برای بدست آوردن قدرت بیشتر از موتور افزایش مقدار هوا و سوختی است که می سوزد،یک راه برای انجام این کار اضافه کردن یا بزرگتر کردن سیلندرهاست،بعضی مواقع این تغییرات شدنی نیست،یک توربوشارژر ساده تر است

مکان توربوشارژر در خودرو

توربوشارژرها با فشرده کردن هوا به موتور اجازه می دهند سوخت و هوای بیشتری بسوزاند،فشار نسبی ایجاد شده توسط توربوشارژر بین ۶تا ٨ پوند بر اینچ مربع است،از آن جایی که فشار جو در سطح دریا ٧/١۴ پوند بر اینچ مربع است می توانید بفهمید که حدود ۵٠٪ هوای بیشتری وارد موتور می شود،بنابراین می توان انتظار داشت ۵٠٪ قدرت بیشتری بدست آید،اما توربوشارژر کاملا ایده آل نیست و بین ٣٠ تا ۴٠ درصد بهبود در قدرت موتور مشاهده می شود

یکی از دلایل عدم کارایی این است که انرژی چرخاندن توربین از اگزوز گرفته می شود و وجود یک توربین در اگزوز مقاومت در برابر خروج دود را افزایش می دهد،و این یعنی در مرحله ی خروج دود،موتور باید دود را با فشار بیشتری خارج کند در نتیجه کمی از قدرت سیلندری که در مرحله ی انفجار قرار دارد کاسته می شود

در ارتفاعات:

توربوشارژرها در ارتفاعات که چگالی هوا کم است به موتور کمک می کنند،موتورهای معمولی در ارتفاعات با کاهش قدرت مواجه می شوند چون موتور جرم کمتری از هوا را دریافت می کند،یک موتور با توربوشارژر ممکن است با کاهش قدرت روبرو شود اما این کاهش قدرت خیلی کمتر است چون هوای رقیق تر راحت تر پمپ می شود

خودروهای قدیمی با کاربراتور به صورت خودکار مقدار سوخت را افزایش می دهند تا مناسب افزایش هوای ورودی شود،خودروهای مدرن با انژکتور نیز این کار را انجام می دهند،سیستم انژکتور بر مبنای سنسورهای اکسیژن در اگزوز کار می کنند تا نعیین کنند که نسبت سوخت و هوا درست است یا نه بنابراین در این سیستم نیز اگر توربوشارژر اضافه شود مقدار سوخت ورودی خود به خود افزایش می یابد

اگر یک توربوشارژر با فشار بالا به یک خودروی انژکتوری اضافه شود ممکن است کنترل کننده ی انژکتور اجازه ی ورود سوخت زیاد را ندهد ویا پمپ بنزین و تزریق کننده ها توانلیی رساندن این مقدار سوخت را نداشته باشند،در این حالت باید تغییرات دیگری اجرا شود تا بتوان از توربوشارژر استفاده کرد

چگونه کار می کند؟

توربوشارژر به خروجی اگزوز موتور متصل شده است،گازهای خروجی از سیلندر توربین را می چرخانند که شبیه یک توربین گازی است،توربین توسط یک محور به کمپرسور که بین فیلتر هوا و لوله های ورودی هوا واقع شده متصل می شود،کمپرسور هوای ورودی به پیستون را فشرده می کند

گازهای خروجی از بین پره های توربین عبور می کنند و آن را می چرخانند،هر چه گازهای بیشتری خارج شود توربین سریع تر می چرخد

درون یک توربوشارژر

در طرف دیگر محوری که به توربین متصل است کمپرسور هوا را به سیلندر ها پمپ می کند،کمپرسور یک پمپ از نوع گریز از مرکز است که هوا را از مرکز پره ها می کشد و به بیرون پمپ می کند

پره های کمپرسور

برای رسیدن به سرعت ١۵٠٫٠٠٠ دور در دقیقه محور توربین باید به دقت پشتیبانی شود،اکثر یاطاقان در این سرعت خراب می شوند بنابراین بیشتر توربوشارژرها از یاطاقان های مایع استفاده می کنند،این نوع یاطاقان محور را روی لایه ی نازکی از روغن که به طور پیوسته به دور محور پمپ می شود نگه می دارد،این نوع یاطاقان دو مزیت دارد،یک اینکه محور و سایر قسمت های توربوشارژر را خنک نگه می دارد،دوم اینکه محور بدون اصطکاک چندانی می چرخد

تقویت فشار بیش از اندازه:

با هوای فشرده ای که توسط توربوشارژر به سیلندر پمپ می شود و فشرده شدن بیشتر توشط حرکت پیستون خطر ضربه زدن موتور وجود دارد چون وقتی شما هوا را فشرده می کنید دمای آن افزایش می یابد این دما ممکن است آنقدر افزایش یابد که سوخت قبل از جرقه زدن شمع ها و در زمان نا مناسب بسوزد که این باعث کوبش موتور می شود،خودرو های دارای توربوشارژر اغلب باید از سوختی با درجه اکتان بالاتر استفاده کنند تا موتور ضربه نزند،اگر فشار واقعا بالا باشد باید نسبت تراکم موتور کاهش یابد تا کوبش نداشته باشد.

منبع: شرکت همگام خودرو

زمانی که مردم درباره خودروهای مسابقه‌ای یا موتورهایی با بازدهی و عملکرد بالا صحبت می‌کنند معمولاً بحث توربوشارژرها مطرح می‌شود. توربوشارژرها همچنین در موتورهای دیزلی بزرگ نیز استفاده می‌شوند.

به اشتراک بگذارید :