مجله تخصصی خودرو اخبار خودرو , قیمت خودرو , خرید و فروش خودرو , قیمت ماشین , قیمت اتومبیل
توربو شارژر چیست و نحوه عملکرد آن چگونه است + مزایا و معایب
امروزه توربو شارژر به یک عنصر اساسی و فراگیر در بسیاری از پیشرانه های احتراق داخلی تبدیل شده که ضمن کاستن از حجم پیشرانه ، قادر است راندمان موتور را افزایش داده و از وزن آن بکاهد . با این حال عواملی نیز وجود دارند که می توانند خرابی توربو شارژر را در پی داشته باشند .
آقای کریس کامبوس مدیر کمپانی ( توربو دایرکت ) که از سابقه فعالیت 20 ساله در صنعت ساخت توربو شارژر برخوردار است ، در این زمینه می گوید : ( توربو ها بسیار قابل اطمینان هستند ) . او با یقین این حرف را بر زبان می آورد و می افزاید که در طی این همه سال ، تنها چند مورد مراجعه به گارانتی درباره خرابی توربو شارژ را مشاهده کرده است .
به نظر او اکثر مشکلات توربو شارژر ها ناشی از عوامل بیرونی هستند و اگر مراقبت صحیح از این قطعه حساس به عمل نیاید ، این بخش نیز مانند سایر قطعات مکانیکی دچار عیب خواهد شد .
هدف از کاربرد توربو شارژر چیست ؟
به کارگیری توربو شارژر موجب کاهش حجم پیشرانه بدون از دست رفتن توان خروجی ، کاهش مصرف سوخت و تقلیل آلاینده های مضر خواهد شد . از طرفی توان یک موتور احتراق داخلی به عوامل مختلفی از جمله میزان هوای ورودی و نسبت سوخت به هوا بستگی دارد ؛ تزریق سوخت اضافی بدون وجود هوای کافی تنها موجب اتلاف آن خواهد شد .
توربو شارژر مانند یک دمنده هوا عمل کرده که انرژی خود را از نیروی گازهای خروجی از پیشرانه ، در ابتدای مسیر اگزوز دریافت می کند . هوای فشرده با غلظت اکسیژن بالاتر وارد محفظه احتراق می شود و در پی آن ، سوخت با کیفیت بالاتری سوزانده خواهد شد ؛ بدین ترتیب انرژی بیشتری از سوختن مقدار مساوی بنزین یا گازوئیل به دست خواهد آمد .
عملکرد توربو شارژر
با خروج گازهای ناشی از احتراق از محفظه سیلندر ، پره های توربین توربو شارژر به چرخش درآمده و به دلیل هم محور بودن با تیغه های کمپرسور ، موجب دوران آن ها می شوند ؛ چرخش کمپرسور موجب مکش هوای تازه و فشرده به سیستم شده که پس از عبور از رادیاتور خنک کننده ( اینترکولر ) ، به همراه سوخت به درون سیلندر تزریق می شود ؛ بدین ترتیب هوارسانی به موتور افزایش یافته ، غلظت اکسیژن موجود در محفظه سیلندر بالا رفته و همین امر باعث ارتقای کیفیت سوختن بنزین و گازوئیل می شود که منجر به آزادشدن انرژی بیشتری خواهد شد .
یک توربو شارژر از بخش های مختلفی تشکیل شده که بایستی دما های نزدیک به 1000 درجه سلسیوس را تاب بیاورند . همچنین پره های توربو شارژر با سرعتی بیش از 200 هزار دور در دقیقه دوران خواهند داشت که همین امر متریال بسیار مقاوم و ویژه را برای ساخت آن ها طلب می کند .
مهم ترین اجزای تشکیل دهنده یک توربو شارژر عبارتند از :
1- هوزینگ
پوسته بیرونی توربو شارژر که فرم کلی این قطعه را تشکیل می دهد و سایر اجزا را درون خود نگاه می دارد ، هوزینگ نام دارد .
2- پره های چرخان :
تیغه ها و پره های کمپرسور و توربین به منظور فشرده سازی هوا با استفاده از انرژی گازهای خروجی طراحی شده اند . عواملی همچون : نوع طراحی ، سایز و فرم این تیغه ها ، شدت جریان هوا ، نسبت فشار ، تعیین کننده راندمان کمپرسور و نیز توان توربین هستند . این تیغه ها بایستی از سازگاری کامل با یکدیگر و نیز با عملکرد موتور برخوردار باشند .
3- شفت یا محور اتصال دهنده :
این محور در میان بلبرینگ ها یا یاتاقان های روغن کاری شونده نصب شده و تیغه های کمپرسور و توربین را به یکدیگر متصل می کند .
4- یاتاقان ها :
این یاتاقان ها توسط روغن موتور روان کاری می شوند ؛ در برخی مدل های سطح بالا نیز از بلبرینگ به جای یاتاقان استفاده می شود .
5- بلبرینگ های شفت :
این بلبرینگ ها نیروهای محوری وارده بر شفت را تحمل می کنند .
6- آب بند ها :
این آب بند ها بیشتر شبیه به رینگ پیستون هستند و موجب عدم نشتی روغن از کمپرسور و یا توربین خواهند شد .
راه های مراقبت از توربو شارژر
مهم ترین نکته در این باره ، انجام به موقع سرویس های ذکر شده در دفترچه نگهداری از خودرو است ؛ همچنین باید دقیقا از همان روغن توصیه شده توسط کمپانی سازنده در پیشرانه استفاده شود . مشکلات موتور از جمله هر گونه نشتی باید خیلی زود برطرف شود . جز در مدل هایی که از پمپ آبی الکتریکی بهره می برند ، بایستی خودرو پیش از خاموش شدن یکی دو دقیقه به صورت درجا کار کند و سپس اقدام به خاموش نمودن آن کرد .
اگر توربو شارژر خراب شده ، پیش از تعویض به جستجوی علت خرابی آن بپردازید . قبل از روشن کردن پیشرانه مجهز به توربوی نو ، از صحت عملکرد سیستم روغن رسانی اطمینان حاصل کنید .
عوامل مخرب توربو شارژر
نکته ای که بایست مد نظر داشته باشید این است که نباید توربو شارژ را به عنوان یک قطعه مجزا و اضافه شده به پیشرانه همچون دینام در نظر گرفت ؛ بلکه توربو شارژر یک بخش یکپارچه با موتور است و عوامل خارجی می توانند موجب خرابی آن شوند . در نتیجه پیش از تعویض آن بایستی علت خرابی را پیدا کرد تا قطعه جدید نیز به سرنوشتی مشابه با توربو شارژر قبلی دچار نگردد .
بعضی از مخرب های توربو شارژ
1- فقدان روغن کاری مناسب :
عدم روان کاری مناسب قاتل شماره یک توربو شارژر است . با توجه به سرعت دوران 200 هزار دور در دقیقه ، روغن کاری لایه مرزی یاتاقان ها امری ضروری و حیاتی است . اگر روغن به هر دلیل به این بخش ها نرسد ، خرابی توربو شارژرغیر قابل اجتناب خواهد بود . استفاده از روغن نا مناسب ، خرابی پمپ روغن ، گرفتگی لوله روغن رسانی نیز می توانند موجب عدم روان کاری توربو شوند .
اگر توربو شارژر عوض شده است ، استارت خشک و عدم انجام دستور العمل های لازم ، می تواند موجب خرابی دوباره قطعه نو گردد ؛ چرا که در حالت درجا نیز توربو شارژر حداقل با سرعت 10 هزار دور در دقیقه دوران می کند .
2- روغن آلوده
روغن رسانی به توربو شارژر امری لازم است اما کافی نیست ؛ این روغن باید تمیز و عاری از آلودگی باشد . با توجه به سرعت بسیار بالای دوران شفت ، هرگونه آلودگی می تواند بر روی عملکرد شفت ، یاتاقان ها و بلبرینگ ها اثر گذار باشد و آن ها را از دور خارج کند .
3- شرایط کارکرد استثنایی :
مواردی نظیر : سرعت دوران بیش از حد که می تواند باعث انفجار توربو شارژر شود ، دمای کارکرد بالاتر از حد مجاز و خاموش کردن پیشرانه در دما های بالا می توانند باعث بروز مشکل در عملکرد این بخش شوند .
4- مشکلات ناشی از شیئ خارجی :
تجسم کنید که یک تکه سنگ به پره های پنکه برخورد کند ؛ نتیجه این امر درست مانند زمانی است که یک شی خارجی وارد توربو شارژر شود و می تواند آسیب زیادی به آن وارد آورد . عدم استفاده از فیلتر هوا حین روشن بودن پیشرانه باعث ورود ذرات گرد و غبار به توربو شارژر می گردد . حتی مواد درزگیر که در تعمیرات استفاده می شوند ، به مرور خشک شده و ممکن است وارد مسیر تیغه ها گردند و آن ها را با مشکل روبرو سازند .
علل نشت روغن از توربو شارژر
عواملی نظیر : خراب شدن رینگ های آب بندی ، مسدود شدن لوله بازگشت روغن ، وجود روغن بیش از حد در پیشرانه و نیز عدم توازن فشار گاز بین کمپرسور و توربین ، از جمله مواردی هستند که باعث نشت روغن خواهند شد .
اتومبیل چگونه حرکت می کند ؟
مراحل حرکت اتومیبل به ترتیب در زیر شرح داده شده اند :
1- موتور اتومبیل از انفجار و سوختن بنزین در محفظه ای فلزی و محکم بنام سیلندر نیرو می گیرد .
2- هوا وارد سیلندر می‌شود.
3- این هوا با سوخت مخلوط می شود تا با یک انفجار کوچک پیستون به بیرون رانده شود .
4- انجام این اعمال شافت ها و چرخ دنده ها اتومبیل را به حرکت در می آورند .
5- دود حاصل از این عمل به عنوان دود خروجی از سیلندر از طریق اگزوز به بیرون رانده می شود .
6- میزان نیرویی که اتومبیل می تواند ایجاد کند با میزان سوخت رابطه ی مستقیمی دارد .
7- هرچه تعداد سیلندر ها بیشتر و حجم آن ها بزرگ تر باشد ، سوخت بیشتری استفاده می شود و درنتیجه اتومبیل سریع تر حرکت می کند .
افزایش قدرت ماشین با توربو شارژ
یکی از راه های افزایش سرعت ماشین اضافه کردن سیلندر های بیشتر است . به همین دلیل است که اتومبیل های اسپرت پرسرعت معمولاً به جای چهار یا شش سیلندر در یک خودروی معمولی خانوادگی ، هشت یا دوازده سیلندر دارند . گزینه دیگر استفاده از توربو شارژ است که در هر ثانیه مقدار بیشتری هوا به سیلندرها وارد می شود تا بتوانند سوخت را با سرعت بیشتری بسوزانند . یک توربو شارژر ، کیت ساده نسبتاً ارزان و اضافی است که می تواند از همان موتور قدرت بیشتری کسب کند .
توربو شارژ چیست و در عمل چگونه کار می کند ؟
1- توربو شارژ درواقع شامل دو تا پنکه ی کوچک است ؛ که توسط یک میله ی مرکزی بنام شافت به یکدیگر متصل شده اند .
2- چرخش یکی از پنکه ها باعث چرخش دیگری می شود .
3- یکی از این پنکه ها بنام توربین سر راه گاز های گرم خارج شده از سیلندرها قرار دارد .
4- هنگامی که سیلندر ها گاز داغ را به بیرون می راند توربین می چرخد .
5- به همراه چرخش توربین ، شافت و درنهایت پنکه ی دوم بنام کمپرسور می چرخد .
6- آن را در جلوی ورودی ها نصب می کنند و هنگامی که می چرخد هوا را به داخل می کشد و به سیلندرها هدایت می کند .
مزایا توربو شارژ ها
1- استفاده همه جانبه از توربو شارژ در موتور های بنزینی وهم دیزلی .
2- استفاده در هر نوع وسیله ی نقلیه ( ماشین ، کامیون ، کشتی یا اتوبوس ) .
3- قدرت بیشتر برای حجم موتور یکسان .
4- کاهش آلودگی ناشی از سوخت بهتر .
5- تولید انرژی بیشتر بدون تغییر وزن موتور .
6- تا ده درصد در مصرف سوخت صرفه جویی می شود .
معایب توربو شارژر ها
1- مهندسی سخت و پیچیده ی موتور .
2- بالا بودن هزینه ی تعمیر نگهداری موتور .
3- حساس شدن نسبت به تعویض های دوره ای .
4- کاهش عمر قطعات به دلیل بالا رفتن دما .
5- تأخیر اولیه در شروع کار توربو .
نهایت قدرت توربو شارژ
هرچه توربوشارژ بزرگتر باشد ، قدرت موتور نیز بیشتر می شود . ازنظر تئوری شما می توانید توربو شارژ خود را تقویت کنید و تا موتور شما قدرتمندتر شود ؛ اما در نهایت به محدودیتی خواهید رسید . سیلندر ها تنها گنجایش مقدار مشخصی از سوخت و هوا را دارند . هم چنین اندازه ی دریچه ی ورودی و خروجی هوا هم مشخص است و به میزان خاصی می تواند هوا را وارد و خارج کنند ؛ و این باعث می شود انرژی لازم برای توربو شارژ محدود شود . به‌عبارت دیگر ، عوامل محدود کننده دیگری نیز وجود دارند که باید آن ها را نیز در نظر بگیرید . شما نمی توانید به سادگی راه خود را برای شارژ بی نهایت توربو پیدا کنید .
سوپر شارژ چیست ؟
یک سوپر شارژر بسیار شبیه به یک توربو شارژر است .
اما به جای اینکه توربین توسط گازهای اگزوز حرکت کند ، از میل لنگ چرخان اتومبیل استفاده می شود .
این معمولاً یک نقطه ضعف است : درجایی که یک توربو شارژر از طریق انرژی زائد در اگزوز استفاده می شود ، یک سوپر شارژر درواقع انرژی خود را از منبع تغذیه اتومبیل ( میل لنگ ) سرقت می کند که عموماً بی فایده است .
بیشتر بخوانید:
همه چیز درباره فلایویل و نقش آن در خودرو + علائم خرابی آن
منبع: همراه مکانیک
