توربو شارژر
حتماً با کارکرد موتورهای احتراق داخلی آشنا هستید، مخلوط هوا و سوخت ترکیب احتراق را تشکیل می‌دهد، از آنجایی که در هوای محیط فقط ۲۱ درصد اکسیژن وجود دارد، پس اگر بتوانیم مقدار درصد اکسیژن را به هر طریق در محفظه سیلندر افزایش دهیم، پس عملاً احتراق بهتر و به تبع آن توان بیشتری تولید خواهیم کرد و راه حل آن بسیار ساده است (توربو شارژر).
همانطور که از اسم این وسیله پیداست قرار است هوا را به کمک یک توربین [1] در سیلندر شارژ کند!
شاید این تعریف کمی غیر فنی باشد اما برای دوستانی که آشنایی کمتری با مکانیک سیالات دارند باید گفت توربو شارژر [2] عملاً یک کمپرسور گازی است که بوسیله تبدیل حد سرعت به حد فشار باعث افزایش فشار یا همان کمپرسور شدن هوا می‌شود، به بیان ساده اتفاقی که برای هوا می افتد همان اتفاقی است که برای یک خودرو در حال حرکت با سرعت بالا که به یک دیوار برخورد می‌کند، می‌افتد!
که هوای فشرده موجود در سیلندر عملاً درصد اکسیژن را بالا می‌برد به همین دلیل در موتورهای احتراق داخلی ساکن که به ژنراتورها و بارهای سنگین متصل می‌شوند بایستی از توربو شارژر برای افزایش قدرت و گشتاور موتور استفاده کرد.
اجزای توربو شارژر
- توربو شارژر شامل یک توربین و یک کمپرسور می‌باشد که معمولاً هر دو این قطعات روی یک شفت نصب می‌شوند، پره‌های توربین توسط گازهای خروجی از اگزوز که حاصل از احتراق موتور است چرخانده می‌شود که وجود انرژی رایگان دود خروجی که در افزایش قدرت موتور مورد استفاده قرار می‌گیرد عملاً باعث افزایش راندمان کاری موتور می‌گردد.
- توربو شارژر دارای یک روتور (قسمت دوار) است که شامل یک شفت می‌باشد که یک سر آن پره‌های توربین و یک سر دیگر آن به بخش کمپرسور نصب شده است، این قسمت دوار داخل یک پوسته قرار می‌گیرد که در آن دو محفظه توربین و کمپرسور کاملاً از هم جدا خواهد بود، گازهای خروجی موتور مستقیماً وارد بخش محفظه توربین شده و در نتیجه کمپرسور را با سرعت بسیار بالایی به چرخش در می‌آورد، به دلیل افزایش سرعت و کاهش فشار در قبل از کمپرسور عملاً هوا از محفظه کمپرسور مکیده شده و با برخورد به دیفیوژر (قسمتی که سرعت به فشار تبدیل می‌گردد) هوا فشرده شده و به درون موتور رانده می‌شود و به این ترتیب هوای بیشتری به داخل سیلندر ارسال می‌گردد.
اگر سوخت بیشتری به داخل سیلندر تزریق شود به دلیل افزایش انرژی گازهای خروجی نیز افزایش یافته و در نتیجه سرعت چرخش توربو شارژر نیز بالاتر می‌رود که این امر سبب افزایش هوای تأمین شده برای موتور می‌شود.
مزایای توربو شارژر
- افزایش قدرت
خب به نظر این موضوع بیشتر از مزیت به نوعی وظیفه این قطعه است، اما جالب است بدانید قدرت یک موتور مجهز به توربو شارژر در حدود ۴۰ تا ۵۰ درصد بیشتر از قدرت موتور بدون توربو شارژر با همان طراحی و برند است. - مصرف بهینه سوخت
با افزایش قیمت حامل‌های سوختی در ایران بالاخره ما هم مجبور به فکر کردن به ارزش سوخت فسیلی و جلوگیری از اصراف آن شده‌ایم. اما جالب است که با آنکه پیش بینی می‌شود با افزایش سرعت موتور مصرف سوخت نیز افزایش پیدا کند، اما توربو شارژر دوست داشتنی سبب رعایت نسبت دقیق سوخت و هوا و احتراق بهتر و بهینه شدن مصرف سوخت می‌گردد. و این یکی از بهترین مزایای این قطعه دوست داشتنی برای جیب مدیران محترم است. - کاهش آلاینده‌ها و دود
به دلیل آنکه توربو شارژر هوای کافی برای احتراق کامل سوخت را تأمین می‌کند احتراق نیز بطور کامل صورت می‌گیرد و این موضوع باعث می‌گردد عملاً دود سیاه موتور بطور قابل ملاحظه‌ای کاهش یابد. - جبران افت توان در ارتفاعات
به دلیل کاهش غلظت هوا و مهم‌تر از آن اکسیژن محیط، توربو شارژر راه حل فوق‌العاده‌ای در جبران افت توان موتور در ارتفاعات را دارد تا جائیکه قدرت موتوری که توربو شارژر دارد تقریباً هنگام کار در ارتفاعات ثابت می‌ماند. - کاهش نویز و صدا در موتور
به دلیل آنکه توربو شارژر هوای فشرده را با چگالی و دمای بیشتر به موتور ارسال می‌کند این مهم سبب احتراق بهتر و افزایش کارکرد نرم موتور و در نهایت باعث کاهش صدای موتور می‌شود.
[1]
از ویکی پدیا
توربین
توربین (به انگلیسی: Turbine) یا چرخ‌پره، موتوری چرخنده است که می‌تواند از یک سیال انرژی به‌دست آورد. واژهٔ توربین برای نخستین بار به وسیلهٔ کلود بوردین (به انگلیسی: Claude Burdin) در سال ۱۸۲۸ به وجود آمد که از واژه‌ای یونانی به معنی چرخنده یا سرگردان مشتق شده‌است.
ساده‌ترین توربین‌ها یک بخش چرخنده و شماری پره دارند که به بخش اصلی متصل شده‌است سیال به پره‌ها برخورد می‌کند و بدین ترتیب از انرژی ناشی از متحرک بودن آن استفاده می‌کند به عنوان نخستین توربین‌ها می‌توان آسیاب بادی و چرخاب را نام برد.
توربین‌های گاز، بخار و آب معمولاً پوشش محافظی در اطراف پره‌هایشان دارند که سیال را کنترل می‌کنند پوشش‌ها و پره‌ها می‌توانند اشکال هندسی مختلفی داشته باشند که هر کدام برای نوع سیال و بازده متفاوت است. کمپرسور یا پمپ دستگاهی مشابه توربین است ولی با عملکرد بر عکس به‌طوری‌که این دستگاه انرژی را می‌گیرد و باعث حرکت یک سیال می‌شود.
مراحل کار یک توربین کاملاً وارونه مراحل کار یک پنکه است. در پنکه انرژی الکتریسیته به انرژی مکانیکی تبدیل شده و باعث چرخیدن پره می‌شود. در توربین‌ها، چرخش پره‌ها باعث می‌شود انرژی جنبشی ماده سیال (مانند باد) به انرژی مکانیکی تبدیل شود، سپس به الکتریسیته تبدیل گردد. سیال به پره‌ها برخورد می‌کند و آن‌ها را می‌چرخاند. چرخش پره‌ها باعث چرخش محور اصلی می‌شود و این محور به یک ژنراتور برق متصل است. چرخش این ژنراتور، برق متناوب تولید می‌کند.
[2]
از ویکی پدیا
توربوشارژر
توربوشارژر یا پرخوران (به انگلیسی: Turbocharger) و در اصطلاح عامیانه توربو، سامانه‌ای کمکی است که با تزریق هوای بیشتر به محفظه احتراق، توان خروجی و راندمان موتورهای درون‌سوز را افزایش می‌دهد.
در گذشته این وسیله توربو سوپر شارژر نامیده می‌شد چرا که همه دستگاه‌هایی القای اجباری توربو شارژر خوانده می‌شدند. امروزه از واژه «سوپر شارژر» تنها برای دستگاه‌های القای اجباری مکانیکی استفاده می‌شود. تفاوت اساسی «سوپر شارژر» و «توربو شارژر» این است که سوپر شارژر به صورت مکانیکی و توسط یک تسمه کوپل شده به میل‌لنگ، توسط موتور چرخانده می‌شود، درحالی که توربو شارژر توسط گازهای خروجی (منیفولد دود) به حرکت در می‌آید. توربو شارژر در مقایسه با سوپر شارژر راندمان بالاتری دارد اما واکنش پذیری آن کمتر است. توین شارژر (به انگلیسی: Twincharger) موتوری است که شامل هر دو تجهیز «سوپر شارژر» و «توربو شارژر» باشد.
توربو شارژر توسط مهندس مکانیک سوئیسی آلفرد بوچی، اختراع و مورد استفاده قرار گرفت. اصلی‌ترین چالش برای اختراع توربوشارژر، تولید موتورهایی با ابعاد کوچک و وزن کمتر با قدرت بیشتر بود. بدین منظور توربینی ساخته شد تا انرژی (تلف‌شده) حاصل از خروج دود از اگزوز را به صورت بهینه به‌کار بگیرد.
