همه‌ی ما در مورد موتورهای توربو شنیده‌ایم ، اما چقدر از نحوه ی کارکرد آنها می دانید ؟
در این مقاله جزئیات توربوشارژرها گرفته تا تفاوت آنها با موتورهای تنفس معمولی را بررسی می‌کنیم .
توربوشارژها از کجا می‌آیند ؟
اولین توربوشارژر در اواخر قرن نوزدهم توسط مهندس آلمانی به نام گوتلیب دایملر تولید شد .
توربوشارژها یا توربوها در ابتدا برای استفاده در هواپیما طراحی شده بودند آنها در دهه 1960 شروع به نصب بر روی اتومبیل شدند و در دهه 1980 معروف شدند .
اکثر موتورهای بنزینی و دیزلی مدرن امروزی داری توربو شارژ هستند .
اما توربو دقیقا چیست و چگونه کار می‌کند ؟ در ادامه ی این مقاله توضیح خواهیم داد .
موتور توربوشارژر چیست ؟
موتور خودرو بر اساس اصل احتراق داخلی کار می‌کند و در هر سیلندر انفجارهای کنترل شده‌ی زیادی رخ می‌دهد . برای اینکه این انفجارها به وقوع بپیوند به گرما ، سوخت و هوا نیاز دارند و با افزایش یکی از این سه عنصر می‌توان اندازه انفجار را افزایش داد و در نتیجه قدرت بیشتری تولید کرد .
موتورهایی با ظرفیت بزرگتر ( EG a 6.2 لیتری ) سوخت بیشتری را برای سوزاندن در هر چرخه احتراق داخلی در خود جای می‌دهند و قدرت بیشتری تولید می‌کنند ، اما یک موتور با ظرفیت بزرگ در هر سناریو ، سوخت بیشتری مصرف می‌کند در نتیجه قبض بنزین یا گازوئیل بالاتری را به همراه دارد .
یک توربو با وارد کردن هوای بیشتر به داخل موتور کار می‌کند و مقدار سوخت تزریق شده به همان اندازه قبل است
با وارد کردن هوای بیشتر به داخل موتور قدرت احتراق را افزایش می‌دهد بنابراین قدرت بیشتری تولید می‌کند
یکی از مزایا یک توربوشارژر در این است که همیشه روشن نیست ، عموما فقط در دورهای خاصی از موتور فعال میشود و با افزایش دور موتور ، کارکرد آن افزایش می‌یابند . این بدان معناست ، هنگامی که با پدال گاز ملایم باشید ، توربو یا فعال نمی‌شوند یا به آرامی فعال میشود
توربوشارژر متشکل از یک توربین و کمپرسور هوا است ، که برای مهار گازهای خروجی از موتور استفاده میشود
همانطور که گفتیم توربوشارژرها هوای بیشتری را وارد سیلندرها می‌کند و به موتور کمک می‌کند تا قدرت بیشتری تولید کند .
توربوها در فشارهای فوق العاده بالا و دماهای بسیار زیاد کار می‌کنند بنابران معمولا با خنک کننده اینترکولر و روغن همراه هستند . اینترکولر هوای گرم خروجی از توربو را خنک می‌کند و خنک کننده روغن اطمینان می‌دهد که روان کننده توربو بیش از حد گرم نمی‌شود .
توربوها چگونه کار می‌کنند ؟
توربوها از یک شفت با یک چرخ توربین در یک سر و یک چرخ کمپرسور در طرف دیگر تشکیل شده اند که توسط یک محفظه حلزونی شکل که دارای یک ورودی است ، پوشانده شده اند ، که گازهای خروجی تلف شده با فشار زیاد وارد آن می‌شوند .
زمانی که هوا از توربین عبور می‌کند ، توربین می‌چرخد و کمپرسور نیز با آن می‌چرخد و مقادیر زیادی هوا را که فشرده شده واز دریچه خروجی خارج میشود را می کشد
یک لوله این هوای فشرده را از طریق خنک کننده اینترکولر( که هوا را قبل از رسیدن به سیلندرها خنک می کند) به داخل سیلندرها برمی گرداند. از آنجایی که توربوها با چنین سرعت های بالایی (تا 250000 دور در دقیقه) کار می کنند، معمولاً دارای یک سیستم خنک کننده روغن هستند تا مطمئن شوند که خیلی داغ نمی‌شوند.
روغن موتور در موتورهای توربوشارژ نیز برای روانکاری و خنک سازی توربو استفاده میشود. یک توربو در دورهای بسیار بالا و دماهای بالا کار می کند.
بدون روغن کاری، توربو ممکن است به دلیل دما و نیرو بالا خراب شود. از این رو، روغنی که به توربوشارژر تغذیه میشود و به عنوان روان کننده و خنک کننده عمل می‌کند.
کمبود روغن یا هر مشکلی در خطوط عرضه روغن می‌تواند صدمات جبران ناپذیری به توربو وارد کند. به همین ترتیب، هرگونه ناخالصی در روغن موتور نیز می‌تواند به اجزای توربوشارژر آسیب برساند. بنابراین باید به سطح روغن موتور و کیفیت روغن توجه کرد تا موتور و توربو در شرایط عالی بماند
اکثر سیستم‌ها همچنین حاوی دریچه‌ای هستند که به نام Wastegate شناخته میشود، که برای منحرف کردن گاز اضافی تولید شده توسط موتور بوست از توربوشارژر ، مورد استفاده قرار می‌گیرند و با محدود کردن سرعت چرخش توربین از آسیب دیدن توربین جلوگیری می‌کند.
موتورهای توربوشارژ با موتورهای استاندارد تفاوت دارند زیرا از گازهای خروجی تلف شده برای کشیدن هوای بیشتری به سوپاپ ورودی استفاده می‌کنند. در حالی که موتورهای تنفس طبیعی برای کشیدن هوا به داخل موتور به فشار هوای طبیعی متکی هستند،
توربوها این فرآیند را تسریع می‌کنند و به صرفه‌تر نیرو تولید می‌کنند.
چرا بسیاری از موتورها اکنون توربو شارژ هستند؟
همانطور که در بالا توضیح داده شد، توربوها همیشه در حالت انفجار کامل نیستند، آنها در دورهای مشخصی کار می‌کنند و هر چه موتور بیشتر رانده شود، کار آنها را افزایش می دهد.
موتورهای دیزلی مخصوصاً برای توربوشارژ مناسب هستند زیرا سیستم های ورودی ساده تری برای مخلوط کردن سوخت و هوا دارند و بلوک های موتور سخت تری دارند که می توانند فشار هوای بسیار زیاد تولید شده توسط توربوها را در خود داشته باشند.
در 15 سال گذشته یا بیشتر، سازندگان متالورژی توانستند به یک بلوک موتور بنزینی سبک وزن و آلیاژی دست یابند که اجازه می‌دهد تا فشار توربوی فوق‌العاده بالایی داشته باشد. بلوک های موتورهای توربو بنزینی اولیه معمولاً از آهن یا فولاد سنگین ساخته می شدند.
موتور سبک تر به این معنی است که کل خودرو وزن کمتری دارد و کارآمدتر است.
تفاوت بین موتور توربو و موتور معمولی
در موتور های توربو القای اجباری هوا با فشار بالا است .
و در موتور های معمولی هوای تغذیه شده به سیلندرها به فشار هوای اتمسفر بستگی دارد.
موتور های توربو قدرت بیشتری نسبت به موتورهای بزرگتر NA تولید می کند. و همچنین گشتاور بیشتری تولید می کند.
نظرات