موتور توربو: یکی از اقدامات صورت گرفته در دهه 80 میلادی برای تقویت سیستم احتراق، متراکم سازی هوای ورودی به سیلندر می باشد که توسط فردی آلمانی به نام گوتلیب دایمر معرفی شد. اختراع موتور توربو شارژ به سال 1900 میلادی توسط آلفرد بلوچی بر می گردد که با قرار گیری یک توربین در یک منیفولد حلزونی، موجب چرخش توربین ها شده و با فشرده سازی هوا ورودی به موتور، راندمان آن را افزایش داده و در واقع عملکردی مانند کمپرسور را ارائه می دهد. اولین استفاده از موتور توربو شارژ مربوط به هواپیما های جنگنده در طی جنگ جهانی اول می باشد و پس از چندین دهه از آن ها در صنعت هوایی و اتومبیلی استفاده می شود.
اولین مورد استفاده از موتور توربو شارژ در خودرو ها مربوط به سال 1962 توسط شرکت جنرال موتورز می باشد. آموزشگاه فن آموزان در این مقاله ضمن تعریف موتور توربو شارژ و اجزای آن، نحوه عملکرد موتور توربو شارژ را مورد بررسی قرار داده و با مزایا و معایب موتورهای توربو شارژ آشنا می شویم.
اگر علاقه مند به مکانیک خودرو هستید میتوانید در دوره آموزش مکانیک خودرو که به صورت صفر تا صد و کاملاً عملی و تخصصی در آموزشگاه فن آموزان برگزار میشوند شرکت کرده و مدرک فنی حرفه ای آن را دریافت کنید. جهت مشاهده شرایط این دوره روی تصویر بالا کلیک کنید و یا با مشاوران مجموعه تماس بگیرید.
توربو شارژ چیست؟
کارخانه های خودرو سازی در جهت بالا رفتن افزایش راندمان و بازده موتور و جبران کمبود هوا در سیلندر خودرو اقدام به بالا بردن حجم موتور نموده اند. در صورتی که با افزایش حجم موتور میزان مصرف سوخت به میزان چشم گیری بالا رفته و در نتیجه آلودگی هوا نیز بالا می رود. هم چنین راندمان پایین موتور را در پی دارد. به منظور رفع مشکل، دستگاه هایی به نام موتور توربو شارژ به منظور افزایش قدرت و توان موتور و بالا رفتن کیفیت سیستم احتراق معرفی شدند. موتور توربو شارژ در واقع کمپرسوری می باشد که وظیفه خود را از طریق مکش هوا انجام می دهد.
واژه اصلی، توربو شارژر بوده که به توربو شارژ معروف می باشد. نام دیگر این وسیله، توربو سوپر شارژ بوده که برای داشتن بازدهی بیشتر موتور، هوای ورودی موتور را در صورت ثابت نگه داشتن حجم موتور متراکم کرده و در نتیجه سیستم سوخت رسانی بهتر کار می کند.
- توربین
- کمپرسور
- شفت میانی
- وست گیت
- بوآف
توربین
توربین در موتور توربو شارژ، وظیفه فعال کردن کمپرسور را بر عهده داشته و پس از منیفولد دور قرار گرفته است. به گردش در آمدن توربین به دلیل خروج گاز های اگزوز می باشد.
کمپرسور
کمپرسور یکی دیگر از اجزای موتور توربو شارژ می باشد که برای فشرده کردن و متراکم سازی هوای ورودی به موتور مورد استفاده قرار گرفته و به وسیله توربین به چرخش درآمده و باعث ورد هوا به موتور می شود.
شفت میانی
اتصال بین توربین و کمپرسور از طریق شفت میانی انجام می شود.
وست گیت
وست گیت یکی از اجزای موتور توربو شارژ بوده که به منظور کنترل کردن بوست تولید شده در دو نوع اینترنال و اکسترنال مورد استفاده قرار می گیرد. تفاوت دو نوع وست گیت شاره شده به محل نصب آن ها مربوط می شود. وست گیت اینترنال روی توربین توربو شارژ نصب می شود. در حالی که وست گیت اکسترنال روی اتصالات خروجی نصب می گردد. این قطعه مانع از گردش بیش از حد توربو در هنگام بالا رفتن بیش از حد بوست می شود. این کار را با باز کردن یک مسیر بای پس برای هوا انجام می دهد.
بلو آف
سوپاپی در موتور توربو شارژ قبل از دریچه گاز قرار گرفته و نقش مهمی بر عهده دارد با نام بلو آف یا Blow Off Valve شناخته می شود. این قطعه به اختصار به صورت BOV شناخته و معرفی می شود. بلو آف در زمان رها کردن پدال گاز پس از شتاب گیری، پس از بسته شدن دریچه گاز از آسیب دیدن اتصالات و دریچه گاز جلوگیری کرده و هوای اضافی راب ه بیرون منتقل می کند. عملکرد صحیح موتور توربو شارژ به قطعه بلو آف بستگی دارد.
نحوه کار توربو شارژ
حال که با موتور توربو شارژ و اجزای آن آشنا شدیم، نوبت به آشنایی با نحوه عملکرد موتور توربو شارژ می شود. موتور توربو شارژ که از دو پنکه متصل بهم تشکیل شده است توسط یک شافت میله ای بهم وصل شده به طوری که چرخش یکی باعث چرخش پنکه دوم می شود. با تولید گاز داغ توسط سیلندر ها و خروج آن، توربین چرخیده و پنکه ای که رد سر راه این توربین قرار دارد می چرخد.
در ادامه شافت و پنکه دوم شروع به چرخش می کند. پنکه دوم که با نام کمپرسور شناخته می شود در جلو ورودی موتور نصب شده و با داخل فرستادن هوا به سیلندر ها وظیفه خود را تکمیل می کنند. موتور های توربو شارژ در دور های بالا کاربرد داشته و با ایجاد خلا نسبی، موجب وارد شدن هوا به داخل سیلندر می شود و معمولا موتور های توربو شارژ در دور های پایین عملکرد خوبی ندارد.
نحوه عملکرد توربو شارژ
عملکرد توربو شارژر به گونه‌ای است که انرژی تلف شده در گازهای خروجی موتور را به کار می‌گیرد و آن را برای افزایش کارایی و توان موتور استفاده میکند. این سیستم از یک توربین و کمپرسور تشکیل شده است که توسط یک شفت به هم متصل هستند. گازهای خروجی موتور به توربین وارد شده و باعث چرخش آن میشوند. چرخش توربین کمپرسور را نیز به حرکت درمی‌آورد، که این کمپرسور وظیفه فشرده‌سازی هوای ورودی به موتور را بر عهده دارد.
با فشرده‌سازی هوا، حجم بیشتری از هوا به داخل سیلندرهای موتور هدایت می‌شود، که باعث افزایش مقدار اکسیژن موجود برای احتراق می‌شود. این امر موجب افزایش قدرت و کارایی موتور می‌گردد. توربو شارژر به خودروها این امکان را می‌دهد تا با حجم موتور کوچکتر و مصرف سوخت کمتر، توان بیشتری تولید کنند. در نتیجه، عملکرد بهتر و کاهش هزینه‌های سوخت و آلایندگی از مزایای اصلی استفاده از توربو شارژر در خودروها محسوب می‌شود.
نکات رانندگی با موتور مجهز به توربو شارژ
یکی از نکاتی که باید در استفاده از موتور های توربو شارژ به آن دقت داشت، نکات رانندگی با موتور مجهز به توربو شارژ می باشد. با وجود ساختار پیجیده و مزایای گسترده استفاده از توربو شارژر باید در رانندگی دقت لازم را صرف نموده تا مانع از آسیب زدن به قطعات دیگر موتور خودرو شود. اولین نکته، عدم فشردن ناگهانی پدال گاز برای روشن کردن خودرو می باشد. در ابتدا باید زمانی را به گرم شدن روغن موتور اختصاص داده و با بالا رفتن دمای آن و رسیدن به تمام قسمت های مختلف موتور و قرار گیری صحیح شفت موتور، اتومبیل را به حرکت درآورد. در غیر این صورت لازم است هزینه زیادی را برای تعمیر موتور خودرو پرداخت.
هم چنین خاموش کردن اتومبیل مجهز به موتور توربو شارژ، نیازمند توجه زیادی می باشد. ناگهانی خاموش کردن موتور پس از طی کردن مسافت طولانی منجر به کاهش ویسکوزیته موتور شده و در پی آن مشکلات زیادی را به همراه دارد. روش صحیح خاموش کردن موتور به این صورت است که باید لحظاتی را برای کاهش دمای روغن موتور و خنک شدن شفت منتظر ماند و سپس اقدام به خاموش کردن اتومبیل نمود. هم چنین از فشردن چندین باره پدال گاز و خاموش کردن خودرو به دلیل وارد شدن آسیب های جدی به موتور بپرهیزید. انجام سرویس های دوره ای به عدم ایجاد مشکل در ساختار خودرو های مجهز به موتور توربو شارژ کمک می کند.
انواع موتور توربو شارژ
- موتور تک توربو
- موتور جفت توربو
- موتور جفت توربو اسکرول
- توربو شارژ برقی
موتور تک توربو
موتور های تک توربو یکی از معمولی ترین نمونه های موتور های توربو شارژ بوده که اکثریت افراد با شنیدن نام موتور توربو شارژ به یاد این موتور ها می افتند. این موتور ها یکی از ساده ترین و ارزان ترین انواع موتور توربو شارژ می باشد که با تغییر در گشتاور های آن می تواند در موارد زیادی کاربرد داشته باشد. از مزایای استفاده از موتور تک توربو می توان به افزایش راندمان موتور در موتور های کوچک اشاره کرد. در حالی که در موتور های بزرگ تر عملکرد خوبی نداشته و تاخیر را می توان به راحتی مشاهده کرد.
موتور جفت توربو
موتور های جفت توربو نسبت به نمونه قبل، دارای دو توربو بوده که با نام توربو دو قلو نیز شناخته می شود. استفاده از دو عدد توربو باعث شده است یکی از آن ها در در پایین و دیگری در گشتاور بالا مورد استفاده قرار گیرد. نحوه قرار گیری دو توربو باعث شده است که موتور های جفت توربو به دو دسته مجزا جفت توربو موازی و جفت توربو متوالی تقسیم شوند. موتور های جفت توربو در موتور های 6 سیلندر و 8 سیلندر کاربرد دارد.
موتور جفت توربو اسکرول
جفت توربو اسکرول یکی دیگر از انواع موتور توربو شارژ بوده که سیلندر های موتور بین دو توربو تقسیم می شود. در این حالت موجب پیچیده شدن موتور شده و هم چنین هوای وارد شده به سیلندر ها، تمیز تر و فشرده تر می باشد. به طور مثال اگر یک موتور 4 سیلندری را در نظر بگیریرد. توربو اول به شارژ سیلندر 1 و 2 پرداخته و سیلندر 3 و 4 توسط توربو دوم تقویت می شوند.
توربو شارژ برقی
با پیشرفت صنعت موتور ها و معرفی موتور برقی باعث از بین رفتن معایب مربوط به توربو شارژ عادی شده و تاخیر در عملکرد آن ها به طور کلی از بین رفته است. توربو شارژ برقی با راه اندازی کمپرسور ها سیستم پیچیده تر و گران قیمتی دارد.
مزایای توربو شارژ
استفاده از توربو شارژ در خودرو مزایای مختلفی دارد. مزایای توربو شارژ عبارتند از:
- استفاده از توربو شارژ در موتور های بنزینی و دیزلی
- کاربرد در انواع وسایل نقلیه مانند خودرو، کامیون و اتوبوس
- کم شدن آلودگی سوختی
- افزایش انرژی و راندمان موتور
- صرفه جویی در میزان مصرف سوخت خودرو تا 10 درصد
معایب توربو شارژ
با وجود عملکرد مناسب و داشتن مزایای گسترده استفاده از توربو شارژ، لازم است با معایب آن ها نیز آشنا شویم. معایب توربو شارژ شامل موارد زیر است:
- بالا بودن هزینه تعمیر و نگهداری موتور
- ساختار پیچیده
- کاهش طول عمر قطعات موتور
- داشتن تاخیر در کار موتور توربو شارژ
پرسش و پاسخ
وست گیت چیست؟
وست گیت (Wastegate) یکی از اجزای اساسی سیستم توربو شارژر است که به کنترل فشار در سیستم توربو کمک می کند. این قطعه با تنظیم میزان گازهای خروجی که وارد توربین می شود، فشار بوست (Boost Pressure) را در محدوده ای ایمن و مشخص نگه می دارد. زمانی که فشار گازهای خروجی بیش از حد مجاز افزایش یابد وست گیت با باز کردن یک مسیر بای پس، بخشی از این گازها را از توربین منحرف می کند. این عمل مانع از ورود گازهای اضافی به توربین می شود و از آسیب دیدن موتور جلوگیری می کند.
وست گیت به دو نوع داخلی و خارجی تقسیم می شود. نوع داخلی (Internal Wastegate) درون محفظه توربو شارژر قرار دارد و معمولاً در خودروهایی با فشار بوست پایین‌تر استفاده می شود. این نوع وست گیت در طراحی توربو شارژرهای کوچک تر رایج است. نوع خارجی (External Wastegate) به صورت جداگانه نصب می شود و برای کاربردهایی با فشار بالا مناسب تر است. وست گیت خارجی با داشتن یک سیستم جداگانه برای تخلیه گاز، کنترل دقیق‌تری بر روی فشار بوست ارائه می دهد که این امر در خودروهای با عملکرد بالا و موتورهای مسابقه‌ای ضروری است.
موتور توربو چیست؟
موتور توربو، نوعی موتور احتراق داخلی است که با استفاده از توربو شارژر بهبود یافته است. این موتورها از توربو شارژر برای افزایش فشار هوای ورودی به سیلندرها استفاده می کنند که این امر باعث افزایش قدرت خروجی موتور بدون نیاز به افزایش حجم آن می شود. موتورهای توربو قادر به تولید قدرت بیشتری نسبت به موتورهای تنفس طبیعی (بدون توربو شارژ) هستند، زیرا می توانند هوای بیشتری را با فشار بالاتر وارد سیلندرها کنند.
استفاده از موتورهای توربو مزایای متعددی دارد، از جمله افزایش راندمان سوختی و کاهش آلاینده های خروجی. به دلیل توانایی تولید قدرت بیشتر با حجم موتور کوچکتر، این موتورها در خودروهای اسپرت و لوکس به‌طور گسترده‌ای استفاده میشوند. همچنین، موتورهای توربو می‌توانند عملکرد خودرو را در شرایط مختلف آب و هوایی بهبود بخشند، زیرا قادر به جبران کاهش چگالی هوا در ارتفاعات و شرایط دمایی مختلف هستند.
قطعات توربو شارژ
توربو شارژر از چندین قطعه کلیدی تشکیل شده است که به طور هماهنگ برای افزایش کارایی و توان موتور عمل می‌کنند.
توربین اولین بخش است که انرژی گازهای خروجی موتور را به حرکت تبدیل میکند. این توربین با چرخاندن شفت متصل به کمپرسور، به فشرده‌سازی هوا کمک میکند. کمپرسور هوای ورودی را فشرده می کند و باعث افزایش میزان و فشار هوای ورودی به سیلندرها می شود. این فرآیند باعث افزایش کارایی احتراق و تولید قدرت بیشتر می شود.
علاوه بر توربین و کمپرسور، اینترکولر نیز نقش مهمی در سیستم توربو شارژ دارد. این قطعه وظیفه خنک کردن هوای فشرده شده را بر عهده دارد تا تراکم بیشتری از هوا به داخل موتور وارد شود. وست گیت و بلو آف والو از دیگر قطعات مهم توربو شارژ هستند که به کنترل و مدیریت فشار سیستم کمک می کنند.
وست گیت با تنظیم میزان گازهای ورودی به توربین، فشار بوست را در محدوده ای ایمن نگه می دارد، در حالی که بلو آف والو فشار اضافی را در مواقع لزوم تخلیه می کند تا سیستم دچار مشکل نشود. این قطعات با همکاری یکدیگر عملکرد بهینه و طول عمر بیشتر سیستم توربو شارژ را تضمین می کنند.
جهت دریافت مشاوره رایگان شماره موبایل خود را وارد کنید.
"*" indicates required fields
gform.initializeOnLoaded( function() {gformInitSpinner( 30, ‘https://fanamoozan.com/wp-content/plugins/gravityforms/images/spinner.svg’, true );jQuery(‘#gform_ajax_frame_30’).on(‘load’,function(){var contents = jQuery(this).contents().find(‘*’).html();var is_postback = contents.indexOf(‘GF_AJAX_POSTBACK’) >= 0;if(!is_postback){return;}var form_content = jQuery(this).contents().find(‘#gform_wrapper_30’);var is_confirmation = jQuery(this).contents().find(‘#gform_confirmation_wrapper_30’).length > 0;var is_redirect = contents.indexOf(‘gformRedirect(){‘) >= 0;var is_form = form_content.length > 0 && ! is_redirect && ! is_confirmation;var mt = parseInt(jQuery(‘html’).css(‘margin-top’), 10) + parseInt(jQuery(‘body’).css(‘margin-top’), 10) + 100;if(is_form){jQuery(‘#gform_wrapper_30’).html(form_content.html());if(form_content.hasClass(‘gform_validation_error’)){jQuery(‘#gform_wrapper_30’).addClass(‘gform_validation_error’);} else {jQuery(‘#gform_wrapper_30’).removeClass(‘gform_validation_error’);}setTimeout( function() { /* delay the scroll by 50 milliseconds to fix a bug in chrome */ jQuery(document).scrollTop(jQuery(‘#gform_wrapper_30’).offset().top – mt); }, 50 );if(window[‘gformInitDatepicker’]) {gformInitDatepicker();}if(window[‘gformInitPriceFields’]) {gformInitPriceFields();}var current_page = jQuery(‘#gform_source_page_number_30’).val();gformInitSpinner( 30, ‘https://fanamoozan.com/wp-content/plugins/gravityforms/images/spinner.svg’, true );jQuery(document).trigger(‘gform_page_loaded’, [30, current_page]);window[‘gf_submitting_30’] = false;}else if(!is_redirect){var confirmation_content = jQuery(this).contents().find(‘.GF_AJAX_POSTBACK’).html();if(!confirmation_content){confirmation_content = contents;}setTimeout(function(){jQuery(‘#gform_wrapper_30’).replaceWith(confirmation_content);jQuery(document).scrollTop(jQuery(‘#gf_30’).offset().top – mt);jQuery(document).trigger(‘gform_confirmation_loaded’, [30]);window[‘gf_submitting_30’] = false;wp.a11y.speak(jQuery(‘#gform_confirmation_message_30’).text());}, 50);}else{jQuery(‘#gform_30’).append(contents);if(window[‘gformRedirect’]) {gformRedirect();}}jQuery(document).trigger(‘gform_post_render’, [30, current_page]);} );} );
مقاله “ توربو شارژ چیست ” حاصل تلاش تیم تحریریه دپارتمان اتومکانیک آموزشگاه فن آموزان بود که دوره های آموزش برق خودرو، آموزش کارشناسی رنگ خودرو و… را با ارائه مدرک فنی حرفه ای برگزار میکند.
نوشته توربو شارژ چیست؟ اولین بار در آموزشگاه فنی و حرفه ای فن آموزان. پدیدار شد.
دیدگاه خود را بنویسید