توربوشارژر خودرو چیست و چگونه کار میکند

توربوشارژر چیست؟

یک توربوشارژر هوا را به فضای احتراق فشرده می کند تا قدرت بیشتری تولید کند . هوای فشرده جرم هوای بیشتری نسبت به هوای محیط دارد و این باعث افزایش میزان سوختی می شود که می تواند به طور موثر در فضای احتراق سوزانده شود (هوای بیشتر = اکسیژن بیشتر برای احتراق). افزایش مقدار سوختی که به طور موثر سوزانده می شود تأثیر متناظری بر توان خروجی موتور دارد (قدرت خروجی افزایش می یابد) و بنابراین نسبت توان به وزن بالاتری را می توان برای موتور مجهز به توربوشارژر در مقایسه با موتور بدون موتور به دست آورد.

تقریباً 30-35٪ از کل انرژی گرمایی از دست رفته توسط موتور از طریق سیستم گازهای خروجی از دست می رود، اما یک توربوشارژر این اتلاف را تا حدود 20٪ کاهش می دهد .

 

قطعات اصلی توربوشارژر چیست؟

توربوشارژر از سه قسمت اصلی کمپرسور ، توربین و مجموعه چرخشی هاب مرکزی (CHRA) تشکیل شده است . کمپرسور و توربین روی یک شفت مشترک به هم متصل هستند ، بنابراین هر دو با یک سرعت (دور در دقیقه یکسان) کار می کنند.

توربین گاز اگزوز توربوشارژر

 

توربوشارژر چگونه کار می کند؟

ویدیوی زیر گزیده ای از  دوره ویدیویی آنلاین اصول موتور دیزل (قسمت 1) است.

 

گازهای خروجی از محفظه احتراق به توربین توربوشارژر منتقل می شود که باعث چرخش آن می شود. از آنجا که توربین می چرخد، چرخ کمپرسور (شفت مشترک) نیز می چرخد.

کمپرسور هوا را فشرده می کند و آن را به داخل خنک کننده تخلیه می کند. فشرده سازی هوا باعث افزایش دمای آن می شود که باعث کاهش چگالی هوا می شود. برای خنک کردن هوا از اینتر کولر استفاده می شود که دوباره چگالی هوا را افزایش می دهد . سپس هوای فشرده خنک شده به فضای احتراق تحویل داده می شود.

سیستم توربوشارژر

حلقه بازخورد

فرآیندی که در بالا توضیح داده شد یک حلقه بازخورد است زیرا مقدار هوای تغذیه شده به موتور توسط سرعت توربین تعیین می شود که با مقدار گاز خروجی از فضای احتراق تخلیه می شود. همانطور که توده هوای بزرگتری به محفظه احتراق تخلیه می شود، سوخت بیشتری می تواند به طور موثر سوزانده شود.

مزایای

• افزایش توان خروجی برای موتورهای با اندازه مشابه.
• راندمان حرارتی بالاتر (زیرا گاز خروجی برای کارهای مفید استفاده می شود).
• مقرون به صرفه توان خروجی موتور افزایش می یابد، اما هزینه های ساخت و مواد تقریباً ثابت می مانند.

اجزای سه بعدی

این مدل سه بعدی تمام اجزای اصلی مرتبط با یک توربوشارژر معمولی را نشان می‌دهد که عبارتند از:

• چرخ کمپرسور
• چرخ توربین
• شفت اصلی
• پوشش
• بلبرینگ
• گیره های نگهدارنده