توربو شارژ چیست و چه کاربردی دارد؟
توربو شارژ یا توربو شارژر یک توربین واقع شده در بین خروچی دود و ورودی هوا به موتور می باشد که وظیفه اش تامین هوای بیشتر برای موتور می باشد. با تامین اکسیژن بیشتر، مسلما عمل احتراق بهتر انجام می گردد و خودرو قدرت بیشتری خواهد داشت. به همین دلیل در اکثر خودروهای امروزی سیستم توربو شارژ یا سوپرشارژ قرار داده می شود. توربین های توربو شارژ از طریق خروجی مانیفلود دود، تامین میگردد. در ادامه در رابطه با این قطعه در خودروها بیشتر صحبت کرده و نحوه کار توربو شارژ را در طراحی موتور را مورد بررسی قرار خواهیم داد.
توربو شارژ چیست؟
همانطور که اشاره شد، سیستم توربو شارژ نوعی توربین می باشد که فشار خروجی دود اتومبیل باعث به گردش در آمدن توربین و در نهایت مکش هوا و اکسیژن بیشتر به داخل موتور می گردد. اکسیژن بیشتر باعث می شود می شود که عملیات احتراق با سرعت بیشتری انجام شده و خودرو قدرت بالاتری را داشته باشد.
سیستم توربو شارژ در حقیقت با هدف طراحی موتورهای سبک تر با قدرت بیشتر، توسط فردی به نام آلفرد بوچی اختراع شد. این توربین قرار گرفته بین خروجی دود و ورودی هوا، قدرت خود را از دود خارج شده از مانیفولد دود گرفته و به نوعی باعث بهینه تر شدن مصرف سوخت می گردد. البته چون این سیستم ها قدرت خود را به طور کامل از خروجی دود می گیرند، بدیهی است که در دور موتور های پایین کارایی چندانی نخواهند داشت. برای رفع این مشکل سوپر شارژر ها طراحی شده اند که قدرت چرخش توربین هایشان را مستقیما از پیشرانه حرکتی خودرو و میل لنگ می گیرند.
نحوه کار توربو شارژر
توربو شارژ در حقیقت از دو قسمت کلی تشکیل شده است. قسمت اول توربین می باشد و قسمت دوم کمپرسور. گازهای خروجی از مانیفولد دود بسیار داغ و پر قدرت می باشند. این گازها به سمت توربو شارژر هدایت شده و باعث به حرکت در آمدن توربین توربو شارژ می گردد. توربین که با کمپرسور در یک جهت بسته شده اند، باعث چرخش کمپرسور شده و کمپرسور هوای تمیز را به داخل سیلندر هول می دهد. این امر باعث می گردد، اکسیژن بیشتری به موتور وارد شود و در نتیجه قدرت موتور افزایش پیدا کند.
دمای هوای ورودی به موتور از طریق توربوشارژ بسیار زیاد می باشد. این هوای داغ اگر به داخل موتور وارد شود موجب داغ شدن بیش از حد موتور و گاهی از بین بردن قطعات داخلی می شود. به همین علت در خودروهایی که از توربو شارژر ها استفاده می نمایند، یک سیستم اینترکولر نیز وجود دارد تا هوای ورودی به موتور را تا حد ممکن خنک کند. این داغی بسیار زیاد هوا به این علت است که اولا داغی دود خروجی از مانیفولد که موجب به جرکت در آمدن توربین می گردد، روی هوا تاثیر می گذارد و ثانیا فشرده کردن و متراکم سازی هوا توسط کمپرسور نیز خود باعث بالا رفتن چگالی و در نتیجه دمای هوا می شود. برای امتناع از چنین وضعیتی از اینترکولر استفاده می گردد که در حقیقت نوعی رادیاتور می باشد و موجب خنک شدن هوای ورودی به موتور می گردد.
