توربوشارژ چیست؟

توربوشارژ یک سیستم افزایش قدرت است که در موتورهای داخل سوز استفاده میشود.

برندهای معروف توربوشارژ :

• Holset هولست
• Garrett گرت
• Schwitzer
• Oem اصلی

خرید توبوشارژ از نمایندگی دات کام

توربوشارژ

توربوشارژ (Turbocharger) یک سیستم افزایش قدرت است که در موتورهای داخل سوز (به ویژه موتورهای احتراق داخلی) استفاده می‌شود. هدف اصلی توربوشارژ، افزایش جریان هوا و فشار آن و وارد کردن آن به داخل سیلندر  موتور است.به عبارت دیگر توربوشارژ یک پمپ هوای مکانیکی است که با استفاده از انرژی گازهای خروجی از سیلندرهای موتور، هوا را فشرده و به داخل سیلندرها هدایت می‌کند.

این عمل باعث افزایش میزان هوای وارد شده به موتور می‌شود که در نتیجه، بیشترین میزان سوخت قابل سوزاندن در هر سیلندر تزریق می‌شود و احتراق بهتری ایجاد می‌شود. این احتراق بهتر منجر به افزایش قدرت و کارایی موتور می‌شود.استفاده از توربوشارژر به ویژه در موتورهای ارتفاعات بالا (مانند هواپیماها) بسیار مفید است. زیرا در ارتفاعات بالا فشار هوا کاهش می‌یابد و موتور قدرت خروجی خود را از دست می‌دهد.

با نصب توربوشارژر، هوا فشرده‌تر شده و بیشترین قدرت موتور در ارتفاعات بالا حفظ می‌شود. در ادامه قصد داریم تا به بررسی توربوشارژ به همراه عملکرد آن، مزایا و معایب آن میپردازیم. با نمایندگی دات کام تا انتهای مطلب همراه باشید.

تفاوت موتور Diesel Turbo charger با موتور بنزینی تنفس طبیعی سنتی

در این بخش قصد داریم تا به بررسی تفاوت موتور Diesel Turbo charger با موتور بنزینی تنفس طبیعی سنتی بپردازیم. به طور کلی تفاوت‌های قابل توجه بین موتور دیزل با توربوشارژ و موتور بنزینی تنفس طبیعی سنتی عبارتند از:

• فشرده‌سازی هوا: وظیفه توربوشارژر در موتور دیزل، فشرده‌سازی هوای ورودی قبل از تزریق سوخت است. این باعث افزایش میزان هوای موجود در سیلندر می‌شود، که در نتیجه میزان سوخت قابل تزریق و قدرت موتور را افزایش می‌دهد. در مقابل، موتور بنزینی تنفس طبیعی سنتی از توربوشارژر استفاده نمی‌کند و هوا به طور معمول توسط جریان تنفس طبیعی به سیلندر وارد می‌شود.
• فشرده‌سازی هوا و مولکول‌های اکسیژن: با فشرده کردن هوا در موتور دیزل توربوشارژر، مولکول‌های اکسیژن به هم نزدیک‌تر می‌شوند و در نتیجه میزان اکسیژن موجود برای احتراق سوخت افزایش می‌یابد. این امر منجر به افزایش کارایی احتراق و قدرت مکانیکی موتور می‌شود. در مقابل، در موتور بنزینی تنفس طبیعی سنتی که از توربوشارژر استفاده نمی‌کند، میزان هوا و اکسیژن موجود در سیلندر کمتر است.
• مصرف سوخت: با افزایش میزان هوا و اکسیژن در موتور دیزل توربوشارژر، می‌توان مقدار بیشتری سوخت را در همان اندازه و برحسب نسبتی به موتورهای تنفس طبیعی تزریق کرد. این باعث می‌شود موتور دیزل با توربوشارژر بتواند توان بیشتری تولید کند. در موتور بنزینی تنفس طبیعی سنتی، مصرف سوخت بیشتری به دلیل کمتر بودن میزان هوا و اکسیژن مصرف می‌شود.
• بهبود راندمان: توربوشارژر در موتور دیزل منجر به بهبود راندمان کلی فرآیند احتراق می‌شود. با افزایش هوا و اکسیژن، سوخت بهبود یافته بیشتری احتراق می‌کند و از انرژی بیشتری بهره‌برداری می‌شود. این امر باعث افزایش قدرت و کارایی موتور می‌شود. در موتور بنزینی تنفس طبیعی سنتی، این بهبود راندمان به همین اندازه نیست و عملکرد موتور به میزان کمتری بهبود می‌یابد.
• اندازه موتور: با استفاده از توربوشارژر در موتور دیزل، می‌توان اندازه موتور را کاهش داد و در عوض بسته‌بندی بهتری برای موتور داشت. کاهش اندازه موتور بهبودی در مصرف سوخت و کارایی موتور را به همراه دارد. در موتور بنزینی تنفس طبیعی سنتی، اندازه موتور بیشتر است زیرا نیاز به حجم بیشتری از هوا و سوخت برای تولید قدرت دارد.

بنابراین، استفاده از توربوشارژر در موتور دیزل بهبود‌های قابل توجهی در قدرت، کارایی، راندمان و مصرف سوخت به همراه دارد. در مقابل، موتورهای بنزینی تنفس طبیعی سنتی این مزایا را ندارند و به اندازه کمتری قدرت و کارایی تولید می‌کنند.

اولین خودرو توربو

اولدزمبیل F85 کاتلس جت‌فایر (Jetfire) به عنوان یکی از نخستین خودروهایی است که از این تکنولوژی بهره برد و از مزایای آن بهره‌برداری کرد. این خودرو در دهه ۱۹۶۰ با استفاده از تکنولوژی توربوشارژر عرضه شد و قابلیت‌های بهبود گشتاور و افزایش قدرت را نسبت به نسخه‌های غیر توربوشارژ داشت. خروجی قدرت ۲۱۵ اسب بخار و گشتاور ۴۰۰ نیوتون.متر از یک موتور V8 به حجم ۳.۵ لیتر در این خودرو به دست می‌آمد.

سرعت ۰ تا ۱۰۰ کیلومتر بر ساعت کمتر از ۱۰ ثانیه و سرعت ضعیف‌ترین نمونه دیگر از اولدزمبیل در آن زمان دو برابر سریع‌تر بود.توربوشارژ در آن زمان یک نوآوری مهم در صنعت خودرو بود و توانست عملکرد و قدرت موتورها را بهبود بخشد.

اجزا و عملکرد توربوشارژر

توربوشارژر یک فشرده‌کننده هوا است که شامل یک هوزینگ دوبل است که حاوی دو پروانه دورانی به نام‌های توربین و کمپرسور است. هوزینگ توربوشارژر از سمت توربین بر روی منیفولد اگزوز پیشرانه قرار می‌گیرد و در مسیر گازهای خروجی داغ و سریع اگزوز قرار دارد.زمانی که گازهای خروجی احتراق به توربین وارد می‌شوند، به علت سرعت بسیار زیاد این گازها، توربین به سرعت دور می‌گردد. این دوران توربین، باعث چرخش شفت مرکزی می‌شود. سپس شفت مرکزی انتقال می‌یابد و پروانه کمپرسور را می‌چرخاند.

پروانه کمپرسور هوای پیرامون را مکش کرده و آن را فشرده می‌کند. فشرده‌سازی هوا به وسیله کمپرسور باعث افزایش فشار هوا و در نتیجه افزایش چگالی و تراکم آن می‌شود. در اصطلاح فنی، این افزایش فشار هوا به عنوان “بوست” شناخته می‌شود و به واحدهای فشاری مانند بار، PSI یا kPa اندازه‌گیری می‌شود.بعد از خروج از کمپرسور، هوا به اینترکولر می‌رود تا خنک شود و چگالی آن افزایش یابد. سپس هوا، فشرده و خنک شده وارد سیلندرها می‌شود و همراه با سوخت در سیلندرها احتراق می‌کند تا قدرت تولید شود.

مبدل حرارتی در توربوشارژ

هنگامی که هوا توسط کمپرسور توربوشارژر فشرده می‌شود، دمای آن افزایش می‌یابد. این امر باعث کاهش چگالی هوا می‌شود.برای حل این مشکل و خنک کردن هوای فشرده‌شده، از قطعه‌ای به نام اینترکولر یا مبدل حرارتی استفاده می‌شود. این اینترکولر با استفاده از هوای سرد وارد شده از خارج یا از یک سیستم خنک کننده جداگانه، هوای فشرده‌شده را خنک می‌کند.

وظیفه اینترکولر یا مبدل حرارتی، انتقال حرارت از هوای فشرده‌شده به هوای سرد وارد شده است. با این کار، دمای هوای فشرده کاهش می‌یابد و چگالی آن افزایش می‌یابد. در نتیجه، هوای خنک و فشرده‌شده با بالاترین غلظت اکسیژن وارد سیلندرها می‌شود و احتراق بهینه‌تری ایجاد می‌شود.به این ترتیب، استفاده از اینترکولر در سیستم توربوشارژر باعث می‌شود که هوای فشرده‌شده خنک و با چگالی بالا وارد سیلندرها شود، که این بهبود کارایی و عملکرد موتور را تسهیل می‌کند.

مزایا توربوشارژ

استفاده از توربوشارژر دارای مزایای دیگری مانند افزایش توان و گشتاور موتور، کاهش مصرف سوخت و کاهش آلودگی هوا نیز میباشد. با افزایش جریان هوا و در نتیجه افزایش سوخت موتور، توربوشارژر به موتور اجازه می‌دهد تا با کارایی بیشتری سوخت بسوزاند و بیشترین قدرت خروجی را تولید کند.به طور کلی، توربوشارژر یکی از روش‌های مهم برای افزایش قدرت و کارایی موتورها است، به خصوص در موتورهایی که نیاز به قدرت بیشتر در شرایط خاص مانند ارتفاعات بالا دارند.

در ارتفاعات بالا، توربوشارژر قادر است مقداری از نیروی از دست رفته ناشی از کاهش فشار هوا را بازگرداند. به عبارتی، با افزایش فشار هوا به کمک توربوشارژر، موتور به میزان قابل توجهی قدرت خروجی خود را حفظ می‌کند و کاهش کارایی که ممکن است در ارتفاعات بالا رخ دهد، مهار می‌شود.برای مثال، در ارتفاع 8000 فوت، قدرت موتور بدون استفاده از توربوشارژر تنها 75 درصد قدرت آن در سطح دریا است. با نصب توربوشارژر، قدرت موتور به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد و قدرت آن در ارتفاعات بالا به حدود مطلوبی برای عملکرد بهینه موتور می‌رسد.

به طور خلاصه، توربوشارژر در ارتفاعات بالا با کاهش فشار هوا و کاهش چگالی آن مقداری از نیروی از دست رفته را بازگردانده و قدرت و کارایی موتور را در این شرایط بهبود می‌بخشد.

معایب توربوشارژ

در این بخش قصد داریم تا به بررسی معایب توربوشارژ بپردازیم. به صور کلی معایب توربوشارژ عبارت است از :

• پیچیدگی مهندسی: استفاده از توربوشارژر در یک خودرو باعث افزایش پیچیدگی سیستم می‌شود. نیاز به طراحی و مهندسی دقیق‌تر برای اتصال توربین و کمپرسور به موتور، سیستم خنک کننده، سیستم روغن‌ریزی و کنترل‌های الکترونیکی است. این می‌تواند هزینه توسعه و تولید خودرو را افزایش دهد.
• افزایش قیمت و دشواری نگهداری: نصب و استفاده از توربوشارژر باعث افزایش قیمت تولید خودرو می‌شود. همچنین، توربوشارژر نیاز به نگهداری دقیق‌تر و بازرسی‌های منظم دارد. تعویض روغن توربوشارژر، بازسازی یا تعویض قطعات مصرفی آن، و عیب‌یابی و تعمیر در صورت بروز خرابی، همگی هزینه‌های اضافی و دشواری‌های نگهداری هستند.
• حساسیت بیشتر و هزینه تعمیرات: توربوشارژرها دارای سیستم‌های پیچیده و حساسی هستند. اگر خراب شوند، ممکن است هزینه تعمیر آنها بسیار بالا باشد. همچنین، تعمیرات توربوشارژرها به تخصص و تجهیزات خاص نیاز دارد که می‌تواند هزینه تعمیر را افزایش دهد.
• قیمت زیاد توربوشارژر و هزینه جایگزینی: در صورت خرابی جدی یا نیاز به تعویض توربوشارژر، قیمت آن بسیار بالاست. جایگزینی توربوشارژر می‌تواند هزینه‌بر باشد و برای صاحبان خودروهای توربوشارژهای قدیمی، ممکن است دسترسی به توربوشارژر مناسب مشکل باشد.
• به طور کلی، توربوشارژر از لحاظ عملکرد و بهره‌وری موتور بسیار مفید است، اما نیاز به توجه و نگهداری مناسب دارد و همچنین ممکن است مشکلات و معایب خاص خود را داشته باشد. برای استفاده بهینه از توربوشارژر، لازم است مواردی مانند استفاده از سوخت با کیفیت، تعمیر و نگهداری منظم و استفاده در شرایط مناسب مورد توجه قرار گیرد.

به طور کلی باید توجه داشت که آشنایی با عملکرد توربوشارژ و مزایا و معایب آن باعث انتخاب درست متقاضیان این تکنولوژی از عملکرد این موتور میشود.

نکات مهم استفاده از توربوشارژ

سیستم توربوشارژر یک قسمت پیچیده و حساس است که نیاز به مراقبت و توجه ویژه دارد. به همین دلیل، مالکان خودروهای مجهز به توربوشارژر باید از اصول زیر آگاه باشند:

• روشن کردن خودرو: هنگام روشن کردن خودرو، نباید به ناگهان گاز داد. این عمل باعث نشت روغن از شفت مرکزی توربوشارژر و ایجاد ضربه هیدرولیکی می‌شود که می‌تواند به سیستم آسیب برساند. در زمستان‌ها این موضوع بیشتر مهم است زیرا روغن موتور سفت می‌شود.
• تشخیص لگ توربو: اگر با لگ توربو روبرو شدید، باید تلاش کنید آن را یاد بگیرید و فشار بر پدال گاز را افزایش ندهید. استفاده از فشار بیشتر برای کاهش تاخیر توربو، می‌تواند به سیستم آسیب برساند.
• خاموش کردن خودرو: پس از رانندگی پرفشار و پیوسته، پیشرانه توربو را ناگهان خاموش نکنید. پس از پارک خودرو، حداقل یک دقیقه پیشرانه را در حالت آیدل رها کنید تا دمای منیفولد اگزوز و توربو کاهش یابد و دور توربین به کم‌ترین حد برسد.
• تعویض روغن و فیلتر: تعویض منظم روغن و فیلتر روغن برای حفظ عملکرد بهینه توربوشارژر بسیار اهمیت دارد. برند و قیمت روغن مهم نیست، اما تعویض آن در بازه‌های کوتاه‌تر نسبت به خودروهای غیر توربوشارژر توصیه می‌شود.
• رسیدگی به پیشرانه: اگر پیشرانه ایرادهای جانبی مانند روغن‌سوزی، ترکیب آب و روغن، یا کاهش سطح روغن دارد، باید به سرعت آن را بررسی و رفع کنید زیرا این مسائل می‌توانند برای سیستم توربوشارژر خطرناک باشند.
• نگهداری فیلتر هوا: همواره فیلتر هوای ورودی پیشرانه را تمیز نگهدارید و آن را حذف نکنید. حتی کوچک‌ترین ذرات وارد شده به سیستم توربو می‌توانند آسیب جدی به آن برسانند.

استفاده صحیح و نگهداری مناسب از سیستم توربوشارژر می‌تواند به طول عمر آن کمک کرده و عملکرد بهینه خودرو را تضمین کند. د

جمع بندی

در این مقاله به بررسی توربوشارژ و عملکرد آن به همراه مزایا و معایب آن و بررسی عملکرد آن پرداخته ایم. استفاده از توربوشارژر در خودروها با مزایا و معایب خود همراه است و برای تصمیم‌گیری مناسب، باید مزایا و معایب را به دقت مورد بررسی قرار داد و با نیازها و پیشرفت‌های فناوری مطابقت داد.