توربو شارژر و تاثیر آن بر عملکرد موتور

اقتصاد۲۴- هرچه دور موتور بالاتر می‌رود، سوپاپ‌ها زمان کمتری باز می‌مانند و بنابراین محفظه سیلندر نمی‌تواند به‌خوبی از مخلوط سوخت و هوا پر شود. توربوشارژر با استفاده از یک توربین فلزی، هوای بیشتری را فشرده و به موتور تزریق می‌کند. در واقع، توربوشارژر به‌عنوان یک کمک برای موتور عمل می‌کند تا در دور‌های بالاتر با حفظ عملکرد و راندمان و افزایش نسبت هوا به سوخت، مصرف سوخت نیز کاهش یافته و قدرت و سرعت بیشتری نیز به دست آید. این سیستم ابتدا بیشتر در خودرو‌های مسابقه‌ای و وسایل نقلیهٔ سنگین مورد استفاده قرار می‌گرفت، اما امروزه حتی روی موتور‌های کم حجم و شهری به‌وفور دیده می‌شود. استفاده از توربوشارژر یا سوپرشارژر باعث می‌شود تا بتوان از موتور‌های کوچک‌تر و کم حجم‌تر استفاده کرد که خود باعث کاهش مصرف سوخت می‌شود.

اجزای سیستم توربو شارژر:

توربین: این بخش شامل یک پره‌ی فلزی است که به‌وسیلهٔ گاز‌های خروجی از موتور دور می‌گیرد. توربین باعث چرخش یک شفت می‌شود که در پایان به کمک آن، فن کمپرسور به حرکت درمی‌آید.
کمپرسور: این بخش شامل یک پره‌ی دیگر است که هوایی که از محیط خارجی جذب می‌شود را فشرده کرده و با افزایش فشار به سمت موتور تزریق می‌کند.
سیستم خنک‌کننده: در بعضی از توربوشارژرها، یک سیستم خنک‌کننده داخلی نیز وجود دارد که باعث خنک‌کردن هوای فشرده و افزایش چگالی آن می‌شود.
مکانیسم کارکرد توربوشارژر به این صورت است که هوایی که از محیط خارجی جذب می‌شود توسط کمپرسور فشرده شده و سپس به سمت موتور تزریق می‌شود. در همین حین، توربین باعث چرخش پره‌های کمپرسور می‌شود و هوایی که وارد موتور شده، احتراق بهتری داشته و قدرت و عملکرد بیشتری را به دست می‌آورد.

در حال حاضر، بیشتر خودرو‌های جدید به‌صورت استاندارد و کارخانه‌ای به توربوشارژر مجهز شده‌اند، اما انواع توربوشارژر مختلفی وجود دارند که به شرح زیر هستند:

توربوشارژر مستقیم: در این نوع توربوشارژر، هوای فشرده شده توسط کمپرسور مستقیماً به سیستم تزریق سوخت وارد می‌شود.
توربوشارژر متغیر: در این نوع توربوشارژر، میزان فشار هوا بسته به سرعت ماشین و وضعیت موتور تغییر می‌کند. این نوع توربوشارژر معمولاً در خودرو‌های اسپرت یا خودرو‌هایی که به دنبال بهره‌وری سوخت هستند استفاده می‌شود.
توربوشارژر توئین: در این نوع توربوشارژر، دو توربین بر روی یک محور قرار گرفته‌اند. این نوع توربوشارژر معمولاً در خودرو‌هایی استفاده می‌شود که قدرت و سرعت بیشتری نیاز دارند.
توربوشارژر الکتریکی: این نوع توربوشارژر با استفاده از باتری‌های الکتریکی ولتاژ بالا به‌جای کمپرسور مکانیکی عمل می‌کند. این نوع توربوشارژر در آینده به دلیل افزایش رویش خودرو‌های الکتریکی بسیار موردتوجه قرار خواهد گرفت.
انواع توربوشارژر

به‌علاوه، توربوشارژر‌های مختلفی با ظرفیت‌ها و قدرت‌های مختلف وجود دارند که بر اساس ویژگی‌های فنی موتور و نیاز‌های خودرو انتخاب می‌شوند.

در حال حاضر، بسیاری از شرکت‌های معتبر تولیدکننده توربوشارژر برای خودرو‌های مختلف وجود دارند. این شرکت‌ها شامل Garrett، BorgWarner، Holset، Mitsubishi، IHI و Honeywell هستند.

گاررت یکی از معروف‌ترین و بزرگ‌ترین تولیدکنندگان توربوشارژر برای خودرو‌های سبک‌وسنگین است. بورگوارنر نیز یکی دیگر از بزرگ‌ترین تولیدکنندگان توربوشارژر برای خودرو‌های سنگین و سبک است. هولست نیز بیشتر به تولید توربوشارژر برای خودرو‌های سنگین می‌پردازد.

میتسوبیشی، IHI و Honeywell نیز در تولید توربوشارژر اقتصادی برای خودرو‌های سبک و سنگین فعالیت دارند و با توجه به محصولات باکیفیت و عملکرد قابل‌اعتماد، محبوبیت زیادی در بین مشتریان خود دارند.

نصب توربوشارژر روی موتور تنفس طبیعی

بهتر است نصب توربوشارژر بر روی یک موتور استاندارد و اتمسفریک، به دلیل ماهیت پیچیده و حساس این فرایند، توسط تعمیرکاران مجرب و کارشناسان متخصص انجام شود. بااین‌حال، مراحل عمومی برای نصب توربوشارژر به شرح زیر است:

انتخاب توربوشارژر: برای نصب توربوشارژر، باید یک توربوشارژر مناسب برای موتور انتخاب شود. اندازه، شکل و ویژگی‌های فنی توربوشارژر باید با موتور سازگار باشند.
اتصال توربوشارژر به موتور: توربوشارژر باید به سیستم تزریق سوخت و سیستم تهویه موتور متصل شود. برای این کار، باید اتصالات لازم را به‌دقت انجام داده و از درستی نصب آن‌ها اطمینان حاصل کرد.
نصب سیستم خنک‌کننده: برای جلوگیری از آسیب به توربین به دلیل دمای بالای هوا، باید یک سیستم خنک‌کننده نصب شود. این سیستم شامل یک رادیاتور، لوله‌های خنک‌کننده و پمپ آب است.
تنظیم کمپرسور: پس از نصب توربوشارژر، باید کمپرسور به طور صحیح تنظیم شود تا هوا به فشار مناسبی فشرده شود.
تنظیم سیستم الکترونیکی: با نصب توربوشارژر، باید سیستم الکترونیکی موتور نیز تنظیم شود تا با توجه به تغییراتی که در سیستم تزریق سوخت و سیستم تهویه ایجاد شده است، موتور به‌درستی کار کند.

مزایا و معایب سیستم توربوشارژر

مزایا:

افزایش توان موتور: سیستم توربوشارژر با افزایش حجم هوای ورودی به موتور، توان آن را افزایش می‌دهد.
بهبود عملکرد خودرو: با افزایش توان موتور، عملکرد خودرو نیز بهبود می‌یابد و شتاب آن افزایش می‌یابد.
بهره‌وری سوخت: با افزایش حجم هوای ورودی، میزان سوخت مصرفی کاهش می‌یابد و بهره‌وری سوخت بهتر می‌شود.
کاهش آلودگی هوا: با افزایش بهره‌وری سوخت و کاهش میزان مصرف سوخت، آلودگی هوا کاهش می‌یابد.

بیشتر بخوانید:  سنسور دور موتور و نحوه عملکرد آن

معایب:

قیمت بالا: سیستم توربوشارژر، در مقایسه با موتور‌های ساده پیچیدگی و درنتیجه هزینه بالاتری دارد.
حساسیت به گردوغبار: توربوشارژر برای عملکرد بهینه خود، به هوای تمیز و بدون ذرات گردوغبار نیاز دارد و در صورت ورود ذرات آلوده به محیط، ممکن است آسیب جدی ببیند.
نیاز به نگهداری دقیق: سیستم توربوشارژر به نگهداری دقیق و مرتب نیاز دارد و در صورت عدم تعویض روغن به‌موقع یا نظافت مناسب، ممکن است مشکلاتی رخ دهد.
تأخیر در پاسخگویی: برای رسیدن به حجم هوای فشرده، سیستم توربوشارژر نیاز به زمانی دارد که باعث تأخیر در پاسخگویی موتور می‌شود، اما در سیستم‌های مدرن با استفاده از تکنولوژی‌های جدید، این مشکل بسیار کاهش یافته است.
محدودیت در قدرت نهایی: سیستم توربوشارژر ممکن است محدودیتی در قدرت نهایی موتور ایجاد کند، زیرا برای کارکرد بهینه، به تعادل بین دبی هوا و مقدار سوخت نیاز است و درصورتی‌که میزان سوخت نسبت به حجم هوای ورودی کمتر باشد، ممکن است توربوشارژر به‌صورت بیش از حد گرم شود و باعث کاهش قدرت نهایی موتور شود.

به‌طورکلی، سیستم توربوشارژر با افزایش توان موتور و کاهش میزان سوخت مصرفی، از مزایای بسیاری برخوردار است. بااین‌حال، برای استفاده بهینه از این سیستم، نیازمند نگهداری و تعویض روغن به‌موقع، نظافت مناسب و هوای تمیز و بدون ذرات گردوغبار است. همچنین، تخصص فنی برای نصب و تعویض سیستم توربوشارژر نیز مهم است.

نگهداری اصولی سیستم توربوشارژر

سیستم توربوشارژر به دلیل کارکرد با فشار، دما و دور بالا، حساس بوده و نیاز به نگهداری و مراقبت خاصی دارد. رعایت نکات زیر می‌تواند به افزایش عمر و عملکرد توربوشارژر خودرو کمک کند:

استفاده از روغن موتور مناسب

روغن موتور نقش مهمی در روانکاری و خنک‌کاری قطعات توربوشارژر دارد؛ بنابراین استفاده از روغن موتور مناسب و باکیفیت ضروری است. روغن موتور مناسب برای توربوشارژر، روغن موتور سینتیک با درجه گرانروی ۵ W-۴۰ یا ۵ W-۳۰ است.

تعویض به‌موقع روغن موتور

تعویض به‌موقع روغن موتور از فرسودگی قطعات توربوشارژر جلوگیری می‌کند. روغن موتور باید هر ۵۰۰۰ تا ۷۰۰۰ کیلومتر تعویض شود.

خنک‌کاری صحیح توربوشارژر

توربوشارژر در اثر کارکرد، گرمای زیادی تولید می‌کند؛ بنابراین خنک‌کاری صحیح آن ضروری است. برای خنک‌کاری توربوشارژر، پس از رانندگی طولانی‌مدت، اجازه دهید موتور به مدت ۱ تا ۲ دقیقه در حالت دور آرام کار کند تا توربوشارژر خنک شود.

رانندگی صحیح

رانندگی صحیح با خودروی توربوشارژر نیز به افزایش عمر و عملکرد توربوشارژر کمک می‌کند. از شتاب‌گیری‌های ناگهانی و طولانی‌مدت خودداری کنید. همچنین از خاموش‌کردن موتور بلافاصله پس از رانندگی طولانی‌مدت خودداری کنید.

تعمیر و نگهداری به‌موقع

تعمیر و نگهداری به‌موقع توربوشارژر توسط یک مکانیک ماهر، از بروز مشکلات احتمالی و آسیب‌دیدن توربوشارژر جلوگیری می‌کند.

رعایت نکات فوق می‌تواند به افزایش عمر و عملکرد توربوشارژر خودرو کمک کند و از بروز مشکلات احتمالی و هزینه‌های تعمیرات جلوگیری کند.

در اینجا برخی از علائم خرابی توربوشارژر خودرو آورده شده است:

کاهش قدرت و گشتاور موتور
دود سیاه از اگزوز
نشتی روغن از توربوشارژر
صدای غیرعادی از توربوشارژر