دلفد: بزرگترین وب سایت خودرو ایران
جست و جو در دلفد
انتخاب شهر
انتخاب شهر
نمایندگی ها و فروشندگان
لوازم و قطعات وسیله نقلیه
مجله دلفد
لیست برندهای شرکت خودروسازی

پیشنهاد های شگفت انگیز دلفد

منتخب سردبیر
توربو شارژ ماشین چیست و چگونه کار می کند ؟

توربو شارژ ماشین چیست و چگونه کار می کند ؟

delfed مطالعه: 15:20 1 ماه قبل بازدید: 32

در این راهنما از سایت دلفد در مورد توربو شارژ ماشین نکات مهمی را ارائه می دهیم. توربو شارژ برای طراحی موتورهای سبک تر و در عین حال قدرتمند تر وارد بازار شد. توربو شارژ با افزایش هوای ورودی به داخل سیلندر در دورهای بالا، کمبود هوا را جبران می کند. توربو شارژها توسط دو پره و با چرخش این پره ها، هوای ورودی را متراکم کرده و در نتیجه هوای متراکم شده با فشار بالایی وارد سوپاپ می شود. توربو شارژ ها برای افزایش قدرت موتور در سرعت و شتاب های بالا برای خودروها ضروری است. در این مطب به نقش مهم توربو شارژ ماشین می پردازیم تا با وظایف آن به خوبی آشنا شوید، با ما همراه باشید.

توربو شارژ چگونه عمل می کند؟

توربو شارژ با نام “توربو شارژر” نیز شناخته می شود. بنابراین اگر جایی این اسم به گوشتان خورد، تعجب نکنید. برای اینکه عملکرد توربو شارژ را درک کنید، با یک مثال متن را آغاز می کنیم. عملکرد توربو شارژ مثل باد زدن زغال های در حال خاموش شدن است. اگر زغال ها را فوت کرده یا باد بزنید، متوجه شعله ور شدن و سرخ شدن زغال ها می شوید. شما با باد زدن زغال ها، در واقع میزان اکسیژن را افزایش می دهید و سه عنصر لازم برای احتراق یعنی سوخت، هوا و جرقه را فراهم می کنید. توربو شارژ همان نقش بادبزن را بر عهده دارد که هوا یا اکسیژن بیشتری را به محفظه احتراق می رساند.

توربو شارژ چگونه به موتور کمک می کند؟

زمانی که در یک جاده با سرعت 70 کیلومتر بر ساعت در حال رانندگی هستید، دور موتور به طور تقریبی 2000 دور در دقیقه است. این بدین معنی است که میل لنگ با سرعت 34 دور در ثانیه می چرخد و سوپاپ ها نصف دور میل لنگ یعنی 17 بار باز و بسته می شوند. با باز شدن سوپاپ ها هوای ورودی وارد محفظه احتراق شده و با سوخت ترکیب می شود و در نهایت با جرقه شمع، عمل احتراق صورت می گیرد.

اگر راننده شتاب بیشتری بگیرد، دور میل لنگ افزایش یافته و تعداد باز و بسته شدن سوپاپ ها نیز افزایش می یابد. باز و بسته شدن سریع سوپاپ ها با فواصل زمانی کم و با سرعت بسیار زیاد، مانع از ورود هوا به طور کامل به محفظه احتراق می گردد. اگر هوا به مقدار مورد نیاز به سیلندر وارد نشود، ترکیب سوخت و هوا به هم می خورد. به هم خوردن نسبت سوخت و هوا موجب احتراق ناقص و کاهش راندمان موتور می شود.

آیا این بدین معنی است که باید از رانندگی با سرعت بالا خودداری کرد؟ خیر! سیستم توربو شارژ به کمک موتور ماشین آمده است تا هوای مورد نیاز در دورهای بالا را تامین کند. در ادامه به طور کامل به نحوه کار توربو شارژ می پردازیم.

سیستم توربو شارژ چگونه هوا را به موتور می رساند؟

حال که با نقش اصلی توربو شارژ آشنا شدید، بهتر است در مورد مکانیسم آن نیز اطلاعاتی کسب کنید. توربو شارژ برای اینکه هوا را وارد سیلندر کند، باید نیروی زیادی به خرج بدهد. توربو شارژ این نیرو را از انرژی گازهای خروجی اگزوز دریافت می کند.

در مسیر گازهای خروجی اگزوز، یک پره قرار گرفته که هنگام عبور گازها می چرخد. این پره، توربین نام دارد. این پره با یک پره دیگر که در مسیر هوای ورودی به موتور است، توسط یک شفت متصل می شود. پره دوم، کمپرسور نام دارد. با عبور گازهای خروجی؛ توربین می چرخد و سپس این چرخش توسط شفت به کمپرسور رسیده و آن نیز می چرخد. سرعت زیاد چرخش کمپرسور سبب متراکم شدن هوای ورودی شده و این هوای متراکم به راحتی از طریق سوپاپ ها داخل سیلندر تزریق می شود. علت اینکه هوای متراکم نسبت به هوای غیر متراکم زودتر وارد سیلندر می گردد این است که هوای فشرده در پشت سوپاپ ها جمع شده و به محض باز شدن سوپاپ ها هوا با فشار زیاد وارد سیلندر می شود.

نکته: تفاوت میزان هوای ورودی به سیلندر در یک موتور مجهز به توربو شارژ با یک موتور فاقد سیستم توربو شارژ بسیار فاحش است.

توربو شارژ ماشین

خلاصه ای از عملکرد توربو شارژ

  1. انرژی حاصل از خروج گازهای گرم در اگزوز به صورت انرژی جنبشی و گرمایی است. توربو شارژ از این انرژی برای چرخاندن توربین استفاده می کند.
  2. توربین با کمک یک شفت به کمپرسور وصل است. چرخش توربین سبب چرخش کمپرسور می شود.
  3. چرخیدن کمپرسور سبب متراکم شدن هوای ورودی شده و در نتیجه هوای متراکم شده با فشار زیاد به داخل سیلندر تزریق می گردد.

اجزای توربو شارژ

توربو شارژ در حقیقت عمل فشرده کردن هوا را برای احتراق قوی تر در دورهای بالا فراهم می کند. از این رو توان موتور را افزایش می دهد. اجزای توربو شارژ شامل:

1. توربین
توربین یک پره است که در اگزوز نصب می شود. توربین از انرژی جنبشی و گرمایی گازهای اگزوز برای چرخاندن پره ها استفاده می کند.

2. شفت
چرخش توربین توسط قطعه ای میل مانند به نام شفت به کمپرسور می رسد.

3. کمپرسور
کمپرسور با چرخش پره ها سبب متراکم کردن هوای ورودی می شود. هوای ورودی که در منیفولد قرار دارد فشرده شده و در پشت سوپاپ ها با فشار زیاد جمع می شوند. به محض باز شدن سوپاپ ها، هوای متراکم با شدت بالا وارد محفظه سیلندر می گردد.

قطعات کمک کننده به توربو

توربو قطعه ای کوچک بوده که بین موتور و اگزوز قرار دارد. چهار قطعه ای که به توربو شارژ کمک می کنند، شامل:

1. توربو شارژ
توربو شارژ شبیه یک حلزون است و با کمک انرژی گازهای خروجی، سبب متراکم کردن هوای ورودی به سیلندر می شود.

2. اینتر کولر
اینتر کولر برای کاهش دمای هوای متراکم استفاده می شود. توربین هنگام کار دمای زیادی تولید می کند که به مرور به قطعات اطراف آسیب وارد می کند. اینتر کولر با خنک کردن هوای فشرده به کارکرد بهتر توربو شارژ کمک می کند.

3. دریچه ویست گیت Wastegate
دریچه ای بین سوپاپ خروجی و توربو شارژ وجود دارد که با باز و بسته شدن به کنترل فشار قوی برای چرخش توربین کمک می کند. دریچه ویست گیت زمانی که توربو فعال نیست همیشه باز است و گازهای خروجی از طریق آن تخلیه می شوند. اما زمانی که توربو فعال می گردد، دریچه بسته شده و گازهای اگزوز به بیرون تخلیه نمی شوند.

4. ECU یا واحد کنترل مرکزی ماشین

ECU ماژول کنترل مرکزی ماشین است. زمانی که توربو شارژ در ماشین نصب می گردد، باید ECU دوباره برنامه ریزی شود. زیرا کالیبراسیون ECU موتور دارای توربو شارژ با موتور فاقد توربو شارژ با هم متفاوت است. برای ترکیب بهتر سوخت و هوا و زمان احتراق باید ECU دقیق عمل کند. به همین دلیل برنامه ریزی مجدد هنگام نصب توربو شارژ ضروری می باشد.

نکات مهم در مورد توربو

  1. هر چه توربین بزرگتر باشد، براساس قوانین فیزیک، انرژی بیشتری برای چرخش کمپرسور ایجاد می کند. در نتیجه میزان هوای فشرده بیشتر شده و در نهایت میزان راندمان و قدرت موتور نیز افزایش می یابد.
  2. بزرگ بودن بیش از حد توربین ها در دورهای پایین برای موتور مشکل ساز است. باید توربین با سایز مناسب برای موتور ماشین تهیه کرد.
  3. توربو شارژ یک مکنده پرقدرت هوا است و سبب ورود هوای فشرده با فشار بالا به داخل سیلندر می شود.
  4. توربو شارژ قدرت یک موتور کوچک را تا چندین برابر افزایش می دهد.

توربو شارژ ماشین چگونه کار میکند

مزایای توربو شارژ

  • افزایش قدرت موتور در دورهای بالا بدون نیاز به افزودن تعداد سیلندرها
  • کاهش مصرف سوخت
  • استفاده در هر نوع وسیله نقلیه
  • استفاده از توربو شارژ در هر دو موتور بنزینی و دیزلی
  • کاهش آلودگی ناشی از احتراق کامل در سیلندر

معایب توربو شارژ

  • دمای حاصل از مکانیزم چرخش توربین به همراه گازهای خروجی گاهی به 130 درجه می رسد. افزایش دما تا این حد سبب کند کردن حرکت توربو شارژ و ذوب کردن قطعات می شود. بنابراین استفاده از قطعه ای به نام اینتر کولر برای خنک کردن توربین ها باید استفاده شود.
  • تاخیر اولیه در شروع کار توربو
  • بالا بودن هزینه تعمیرات در برخی از توربو شارژ ها

انواع توربو شارژ

توربو شارژ انواع مختلفی دارند که در این بخش به رایج ترین آن ها می پردازیم.

  1. تک توربو: تک توربو همان توربو شارژی است که به صورت معمول برای خودروهای چهار سیلندر نصب می گردد.
  2. جفت توربو : دو عدد توربو برای موتورهای 6 و 8 سیلندر استفاده می شود. یکی از توربین ها در دورهای پایین و دیگری در دورهای بالا استفاده می شود.
  3. جفت توربو اسکرول: جفت توربو اسکرول بین سیلندرها تقسیم بندی می شوند. یعنی هر توربو، وظیفه متراکم کردن هوای ورودی به سیلندرهای مشخص را برعهده دارد.
  4. چهار توربو: در این نوع توربو شارژ ها، دو توربوی بزرگ و دو توربوی کوچک استفاده می شود که سرعت بسیار بالایی برای موتور فراهم می کند.
  5. توربو شارژ VGT و توربو شارژ VST و…

سوالات رایج در مورد توربو شارژ

در این بخش به برخی از سوالات رایجی که کاربران در مورد توربو شارژ از کارشناسان تیم دلفد می پرسند، می پردازیم.

آیا توربو شارژ قدرت اسب بخار موتور را افزایش می دهد؟

این لوازم یدکی قدرت موتور را 15 الی 25 درصد افزایش می دهد. در نتیجه یک موتور 4 سیلندر توربو شارژ نسبت به یک موتور معمولی 4 سیلندر قدرت بیشتری دارد.

سرعت چرخش توربو شارژ ها چقدر است؟

زمانی که موتور ماشین در حدود 2000 دور در دقیقه می چرخد، توربین سرعت چرخش 280000 دور در دقیقه دارد. دقت در ساخت اجزای توربو شارژ برای افزایش راندمان موتور بسیار حائز اهمیت است.

توربو شارژ

آیا توربو شارژ، عمر موتور را کاهش می دهد؟

این وسیله سبب کاهش عمر موتور نمی شود. اگر میزان هوای ورودی به اندازه توسط توربو به محفظه سیلندر وارد شود، قدرت مناسبی برای موتور ایجاد می گردد. این قدرت بیشتر باعث می گردد که در دورهای بالا فشار زیادی به موتور وارد نشود.

آیا توربو شارژ برای موتورهای کوچک ضرر دارد؟

موتورهای کوچک از میزان سوخت کمتری استفاده می کنند، از این رو ورود هوای اضافی به موتور سبب به هم خوردن نسبت هوا و سوخت می گردد. همچنین نصب توربو شارژ با توربین بزرگ سبب افزایش دما شده که این افزایش دما از چرخش پره ها و هوای فشرده حاصل می گردد. افزایش دما نیز سبب آسیب زدن به موتور می شود.

توربو لگ یا تاخیر توربو چیست؟

یکی از معایب اصلی توربو شارژ ها، تاخیر یا لگ توربو است. از آن جایی که توربو شارژ ها برای چرخاندن توربین و در نتیجه چرخش کمپرسور، به گازهای خروجی اگزوز نیاز دارند. لذا تولید گازهای زیاد برای حرکت توربین توسط موتور کمی زمان می برد. این مکث یا تاخیر را زمانی متوجه می شوید که هنگام فشردن پدال گاز کمی تاخیر وجود دارد تا شتاب ماشین را احساس کنید. به همین دلیل توربو شارژهای سنتی آرام آرام جایگاه خود را به توربو شارژهای برقی می دهند تا این تاخیر وجود نداشته باشد.

تفاوت توربو شارژ با سوپر شارژ در چیست؟

  • توربو شارژ نیروی لازم را از گازهای خروجی اگزوز دریافت می کند. اما در سوپر شارژ نیرو از میل لنگ دریافت می گردد.
  • توربو شارژ ها به دلیل اینکه نیروی میل لنگ را صرف نمی کنند، به انرژی موتور متکی نیستند در نتیجه از نظر اقتصادی نسبت به سوپرشارژ ها بهینه تر می باشند.
  • توربو شارژ ها مشکل تاخیر دارند. یعنی در دورهای پایین موتور، نیروی حاصل از گازهای خروجی به اندازه ای نیست که کمپرسور را به حرکت سریع وا دارد. در نتیجه لگ یا تاخیر در حرکت توربین وجود دارد.
  • توربو شارژ بازدهی بهتری دارد. زیرا انرژی حاصل از گازهای خروجی را برای چرخش توربین استفاده می کند.
  • نصب سوپر شارژ آسان تر و کم هزینه تر است.
  • احتمال آتش سوزی به دلیل حرارت بالا در توربو شارژ ها بیشتر است.
  • قدرت ناگهانی توربو شارژ در ابتدای شروع فعالیت، فشار زیادی به سیستم انتقال قدرت وارد می کند.
  • توربو شارژ تا 70-150 اسب بخار قدرت تولید می کنند. اما سوپر شارژ ها 50-100 اسب بخار قدرت تولید می کنند.

نتیجه گیری از نحوه عملکرد توربو شارژ

در این راهنما از سایت دلفد در مورد عملکرد توربو شارژ نکات مهمی را ارائه دادیم و نقش آن را بیان کردیم. به زبان ساده، توربو شارژ هوای بیشتری را وارد سیلندرهای موتور کرده که اگر به همان نسبت سوخت وارد سیلندر شود، احتراق کامل و بزرگی رخ می دهد. موتور در سرعت های بالا نیاز به قدرت بیشتری دارد که این قدرت زیاد نیازمند سوخت و هوای زیاد برای احتراق بزرگتر است. توربو شارژ وظیفه رساندن هوای مورد نیاز سیلندرها را در دورهای بالا برعهده دارد.

 

اشتراک گذاری

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *