عملکرد سوپرشارژرها

توربوشارژر و نحوه عملکرد آن + انیمیشن

برای افزایش توان یک موتور مشخص از توربوشارژر استفاده می شود. توربوشارژر یا توربو با دمش اجباری برای افزایش هوای موجود در توربین نسبت به موقعی که از فشار اتمسفر استفاده می کند، باعث افزایش سوخت محفظه احتراق می شود به همین دلیل موتوری که از توربوشارژر استفاده می کند موتوری قوی تر و با عملکرد بهتری نسبت به موتوری است که در حالت طبیعی کار می کند، می باشد.

Image result for turbocharger working

توربو شارژرها در گذشته و زمانی که اکثر وسایل دمش اجباری در سبد سوپرشارژرها (supercharger) قرار می گرفتند با نام توربو سوپر شارژر (turbo supercharger) شناخته می شدند. اما امروزه توربو سوپر شارژر به دستگاه هایی گفته می شود که دمش اجباری با درایو مکانیکی همراه باشند. آنچه توربوسوپرشارژر را با سوپر شارژر معمولی متمایز می کند این است که سوپرشارژر دارای یک رانش مکانیکی از موتور است که با استفاده از تسمه ی متصل به میل لنگ انجام می گیرد اما در توربوسوپرشارژر به وسیله توربین گاز اگزوز موتور رانده می شود. سوپر شارژرها با درایو مکانیکی در مقایسه با توربو سوپر شارژرها کارایی بهتری دارند اما عکس العمل ضعیف تری دارند. شارژرهای دوقولو به شارژرهایی اشاره می کند که همزمان دارای توربو شارژر و سوپر شارژر می باشند.

توربوها در موتورهای درون سوز با سیکل های اتو و دیزل مورد استفاده قرار می گیرد. اغلب از توربو ها در ترن ها، خودروها، موتور تجهیزات ساخت و ساز و کامیون ها مورد استفاده قرار می گیرد.

Image result for turbocharger vs supercharger

توربو شارژر یا سوپر شارژر

سوپرشارژرها برخلاف توربوشارژرها که توان خود را گاز اگزوز می گیرند، با قدرت مکانیکی و به وسیله موتور با استفاده از تسمه، زنجیر، چرخدنده و شافت به موتور توان انتقال می دهند. بار مکانیکی تحمیل شده از طرف سوپر شارژر به موتور در شرایط عادی در حدود ۱۵۰hp می باشد. در مقابل ۱۵۰hp، از طرف موتور ۴۰۰hp توان اضافی تولید می گردد و این نشان می دهد که ۲۵۰hp  توان خالص تولید شده است و این نشان از مقرون به صرفه بودن سوپرشارژر می باشد.

آیا سخت افزار داخلی موتور توان لازم برای راندن سوپرشارژر با این توان را دارد؟ مشکل اصلی سوپرشارژر اینجا نمایان می شود.

مقایسه توربوشارژر و سوپرشارژر

دلیل اصلی کارایی بیشتر توربوشارژر، استفاده از انرژی جنبشی بالقوه گاز خروجی از اگزوز برای حرکت کمپرسور و عدم اعمال مستقیم بار مکانیکی به موتور است. اما افزایش فشار پشتی، افزایش دمای هوای ورودی و عدم کارایی توربین نسبت به درایور مستقیم از عیوب اصلی سوپرشارژرها می باشد.

برای برطرف کردن ضعف هر کدام می توان رانش اگزوز و رانش موتور  را به ترتیب با توربوشارژر و سوپرشارژر ترکیب کرد.

 

عملکرد توربو شارژرها

همانند کشیدن مایع به داخل سرنگ،در اکثر موتورهای پیستونی با پایین رفتن پیستون عمل مکش انجام می شود. راندمان حجمی میزان هوای تنفس شده در شرایط استاندارد (فشار اتمسفر) می باشد. حال به منظور افزایش راندمان حجمی موتور، چگالی گاز ورودی را با استفاده از توربو شارژر افزایش می دهند.

هوای محیط به وسیله کمپرسور توربوشارژر به داخل کشیده شده و قبل از ورود آن به مانیفولد متراکم می شود، متراکم کردن هوا باعث افزایش چگالی آن می شود. لازم به ذکر است که توان ناشی از چرخش کمپرسور سانترفیوژ از انرژی جنبشی گازهای خروجی موتور گرفته می شود.

Image result for turbocharger vs supercharger

برای افزایش راندمان سوخت از توربوشارژر استفاده می شود در حالیکه تاثیری در توان خروجی ندارد. توربو شارژر انرژی اتلافی اگزوز را بازیافت می کند  و استفاده از آن برای تغذیه موتور به عنوان ورودی در نظر گرفته می شود. از مزیت های این روش می توان به دو مورد مهم اشاره کرد:

۱- افزایش چگالی هوا

۲- اطمینان از سوختن کامل سوخت ها

افزایش دمای توام با افزایش فشار، افزایش کارایی کارنو را در پی دارد.

 

بوست/ افزایش فشار

بوست کنترلر (Boost Controller) برای افزایش فشار توربوها که باعث افزایش قدرت خودرو می شود، مورد استفاده قرار می گیرد. پس بوست به معنای افزایش فشار هوا در منیفولد نسبت به فشار اتمسفر، زمانی که از مکش اجباری استفاده نشده است. بوست یا همان افزایش فشار بیش از حد باعث می شود موتور آسیب هایی نظیر افزایش تنش در قطعات داخلی موتور، داغ کردن(گرم شدن بیش از حد) و اشتعال زودرس ببیند.

Image result for boost controller

اجزای تشکیل دهنده ی توربوشارژرها

  • توربین : توربین مورد استفاده در توربوشارژرها یک توربین شعاعی با جریان داخلی است.
  • کمپرسور: نوع کمپرسور مورد استفاده در توربوشارژرها کمپرسور سانترفیوژ می باشد.
  • قطعات حفاظتی از محفظه مرکزی

انمیمیشن زیر که نحوه کار توربوشارژرها را نشان می دهد، ببینید

 

پست های مشابه

طراحی مکانیزم مکانیکی چرخدنده مورب
کلینچ
خط تولید بی ام وی
outomechanic
دیزلی

یک نظر ارسال کنید

error: Content is protected !!