توربوشارژ چیست؟
توربوشارژ(Turbocharge) وسیله ای است که بر روی موتور خودرو نصب می شود و برای بهبود راندمان کلی و افزایش عملکرد طراحی شده است. به همین دلیل است که بسیاری از خودروسازان خودروهای خود را به این سیستم مجهز می کنند.
توربوشارژر یا به اختصار توربو وسیله ای است که در موتورهای دیزلی استفاده می شود و در حالی که باعث کاهش آلودگی محیط زیست می شود، به افزایش عملکرد خودرو نیز کمک می کند. اجزای توربو هوای اضافی را به داخل موتور فشرده می کنند و قدرت بیشتری را ایجاد می کنند .
توربوشارژرها از زمانی که برای موتورهای هواپیما ساخته شده اند رواج یافته اند . این سیستم چندی بعد مورد بر روی موتورهای دیزلی مورد استفاده قرار گرفت و توانست نتایج مطلوبی را رقم بزند.
امروزه سیستم توربو بر روی اتومبیل‌ها، وانت‌ها و کامیون‌های سنگین با موتورهای دیزلی، نیز مورد استفاده قرار میگیرد.
توربوشارژ چگونه کار میکند؟
یک توربو از دو نیمه تشکیل شده است که توسط یک شفت به هم متصل شده اند. در یک طرف، گازهای داغ خروجی یک توربین را که به توربین دیگری متصل است می چرخانند و هوا را به داخل می مکد و آن را به داخل موتور فشرده می کند. این فشرده‌سازی همان چیزی است که به موتور قدرت و کارایی بیشتری می‌دهد، زیرا با ورود هوای بیشتری به محفظه احتراق، می‌توان سوخت بیشتری برای قدرت بیشتر اضافه کرد.
یک توربو گازهای خروجی موتور را در توربین جذب می کند. سپس این گازها در کمپرسور فشرده شده و به موتور باز می گردند. این هوای سرد فشرده جدید موتور را قادر می سازد تا با سوختن موثرتر سوخت، قدرت بیشتری تولید کند.
توربوشارژرها می توانند اسب بخار و راندمان حرارتی موتور را افزایش دهند . یک موتور بدون توربوشارژ نمی تواند به اندازه یک موتور توربوشارژ از همان مقدار سوخت انرژی تولید کند.
این باعث می شود موتورهای توربوشارژ قوی تر و به صرفه تر باشند.
راهنمای گام به گام در مورد عملکرد سیستم توربو
بیایید نگاهی دقیق تر به عملکرد سیستم توربو بیندازیم. توربو دارای دو جزء اصلی توربین و کمپرسور است . فرآیند تولید توان بیشتر، در چهار بخش انجام می شود:
- جذب گازهای خروجی اگزوز
- چرخش چرخ
- تهویه گازهای اگزوز
- فشرده سازی هوا
1. گرفتن گازهای خروجی اگزوز
موتور در هنگام احتراق گازهای داغ را تولید می کند. این گازها از طریق لوله اگزوز در یک وسیله نقلیه معمولی خارج می شوند. اما در یک موتور توربوشارژ، توربو این گازها را جذب می کند.
2. چرخش چرخ
گازهای اضافی موتور باعث چرخش پره های چرخ توربین می شود. این چرخش بسته به اندازه موتور، توربو و وسیله نقلیه می تواند متفاوت باشد. متوسط توربوی خودرو می تواند تا 150000 دور در دقیقه بچرخد.
3. تهویه گازهای خروجی
اگزوز این گازها را پس از چرخش چرخ توربین آزاد می کند. گازها ابتدا باید از مبدل کاتالیزوری که داخل لوله پایین است عبور کنند. لوله اگزوز این گازها را پس از پاکسازی از مواد آلاینده خود آزاد می کند.
4. فشرده سازی هوا
چرخ توربین، کمپرسور هوا را در حین چرخش با RPM(دور بر دقیقه) بالا تغذیه می کند. کمپرسور هوای تمیز و سرد را از دریچه ورودی مکش می کند. سپس کمپرسور آن را تا 30 درصد بالاتر از فشار اتمسفر متراکم می کند. هوای متراکم غنی از اکسیژن ایجاد شده وارد محفظه احتراق می شود که به موتور کمک می کند سوخت را به طور موثرتری بسوزاند. این کارایی بهتری نسبت به موتورهای هم اندازه که توربوشارژ ندارند ارائه می دهد.
اجزای توربوشارژ
در ادامه به اجزای توربو خواهیم پرداخت که بفهمیم چگونه این اجزا با یکدیگر تعامل دارند تا قدرت بیشتری برای موتور دیزل تولید کنند؟
یک توربوشارژر فشار هوای ورودی اضافی را برای موتور فراهم می کند. این کار را با ترکیب یک چرخ کمپرسور و یک چرخ توربین از طریق یک شفت انجام می دهد . گازهای خروجی به توربین نیرو می دهند و سپس چرخ کمپرسور را تغذیه می کنند.
بیشتر توربوشارژرهای مربوط به خودرو از کمپرسورهای جریان شعاعی و چرخ های توربین استفاده می کنند. چرخ های توربین جریان محوری نادرتر هستند زیرا فقط برای موتورهای دیزلی با سرعت پایین مناسب هستند.
هوزینگ مرکزی
یک سیستم بلبرینگ از محفظه مرکزی پشتیبانی می کند. محفظه مرکزی شفتی را نگه می دارد که توربین و کمپرسور را به هم متصل می کند. همچنین به عنوان مجموعه چرخ شفت یا مجموعه چرخشی شناخته می شود .
مجموعه چرخشی محفظه مرکزی (CHRA) به مجموعه شفت چرخ اشاره دارد. معمولاً از چدن خاکستری یا آلومینیوم ساخته می شود.
مهر و موم به جلوگیری از ورود روغن به کمپرسور و توربین کمک می کند. برخی از توربوشارژرها دارای مسیرهای خنک کننده در CHRA هستند . آنها برای دمای بالای گازهای خروجی مانند موتورهای احتراق داخلی استفاده می شوند.
سیستم بلبرینگ
سیستم بلبرینگ یک توربو حرکت شعاعی و محوری شفت و چرخ ها را کنترل می کند . یکی دیگر از عملکردهای کلیدی که سیستم بلبرینگ انجام می دهد، به حداقل رساندن تلفات اصطکاک است.
سیستم های بلبرینگ به دلیل بهره وری سوخت موتور و تأثیر آنها بر اصطکاک توربوشارژر بسیار محبوب هستند.
یاتاقان ها در یک توربوشارژر معمولاً در حالت آویزان قرار می گیرند. رایج ترین موقعیت بین چرخ های توربین و کمپرسور است.
توربو به لطف طراحی روتور انعطاف پذیر، از سرعت های اول و دوم خود عبور می کند. این باعث می شود که آن را به موقعیت های دینامیکی روتور، از جمله چرخش و لرزش سنکرون، حساس کند.
https://3dwarehouse.sketchup.com/user/ada91c53-961d-40be-b3fc-bce6d80ec078/Naima-H |
https://www.terzocircolocasalnuovo.edu.it/prova-blog-biblio/
https://login.umt.edu/cas/login?gateway=true&service=http://petrem.ru/oformlenie-lestnitsyi-v-dome/
http://rembau.kktm.edu.my/index.php/component/k2/item/5?start=0