نحوه کار توربوشارژر و سوپرشارژر

در هفته های گذشته پست های بخش خودرو بیشتر مربوط به تست های درگ و معرفی چند خودرو بود اما تصمیم گرفتیم از این پس به معرفی قطعات و اصطلاحات اصلی خودرو بپردازیم و کمی علمی تر به خودرو ها نگاه کنیم  ، یکی از بحث های جالب خودرو بحث پرخورانی ( توربوشارژر ها و سوپرشارژرهاست ) که عموما زیاد شنیده میشوند یا شاید خودروهایی مثل تصویر بالارا دیده باشید اما نحوه کار آنها چیست و چگونه باعث بهتر شدن عملکرد موتور میشوند بحث امروز ماست .

اول از همه باید پورخورانی  را تعریف کنیم .

پورخورانی همانطوری از اسمش پیداست از پورخوری میاید و درواقع سعی میکنیم موتوری با حجم ثابت میزان بیشتری از مخلوط بنزین و هوا وارد کنیم تا در اثر انفجار در موتور نیروی بیشتری تولید شود و اما چگونه میشود این کار را کرد ؟

در فرایند سوختن بنزین یا هر سوخت دیگری هوا و سوخت با هم ترکیب شده و با یک نسبت معین بداخل سیلندر تزریق میشوند پس برای بیشتر کردن قدرت موتور باید سوخت و هوای بیشتری بداخل سیلندر ها وارد شوند سوخت را که به راحتی میتوان بیشتر کرد اما چطور هوای بیشتری به داخل سیلندر وارد کنیم؟؟ این دقیقا کاریست که توربوشارژر ها و سوپرشارژرها انجام میدهند.

1-توربوشارژ :

توربو شارژر یکی از معروف ترین عوامل پرخورانی در موتور هاست که طرفداران زیادی هم دارد اما یک توربو شارژر چگونه کار میکند ؟؟  نحوه کار توربو شارژر بسیار ساده است در واقع از دو پروانه ( توربین و کمپرسور )  تشکلیل شده است که با یک محور ( شفت ) به هم متصل شده اند ، دود خروجی از موتور پس از سوختن با پروانه ( توربین ) که در مسیر خروجی دود قرار دارد برخورد میکنید  با حرکت این پروانه (توربین ) ، و به کمک محور متصل کمپرسور که در قسمت ورودی هوا قرار دارد حرکت میکند و با فشرده کردن هوا میزان بیشتری هوا را وارد موتور میکند و در نتیجه میتوان مقدار بیشتری سوخت وارد سیلندر کرد .

همانگونه که در تصویر های زیر مشاهده میکنید محفظه توربین در سمت راست و کمپرسور در طرف چپ مشاهده میشود و نحوه کار این سیستم را میتوانید به طور دقیق ببینید .

یکی از مشکلاتی که پس از فشرده شده هوا ایجاد میشود گرم شده هوا است که باعث انفجار زود هنگام سوخت در سیلندر میشود به همین دلیل در سیستم های پرخورانی معمولا از سیستمی برای خنک کردن هوا استفاده میشود که در تصویر زیر میتوانید نحوه عملکرد این دو سیستم را در کنار هم ببینید .

در ادامه نیز میتوانید با دیدن ویدیو زیر دقیق تر با نحوه کار این سیستم آشنا شوید .

2- سوپر شارژ :

نحوه کار سوپرشارژ ها بسیار نزدیک به توربوشارژ است با این تفاوت که در سوپر شارژر ها انرژی موردنیاز برای چرخاندن کمپرسور از خود موتور تامین میشود سوپر شارژرها انواع مختلفی دارند که طرز کار آنها تا حدودی زیادی شبیه به توربوشارژر ها هستند اما بدون توربین و در واقع محورشان به میل لنگ خودرو متصل است . سوپر شارژر ها انواع مختلفی دارند مثل روتز ( Roots ) ، دوپیچی ( Twin-Screw ) ، و سانتریفیوژی (Centrifugal) 

در ویدیو زیر نحوه کار یک سوپرشارژر سانتریفیوژی (Centrifugal) را به طور دقیق مشاده کنید .

 نکاتی در مورد توربوشارژر ها و سوپرشارژر ها :

1- در توربو شارژر ها تا از روشن شدن موتور تا رسیدن به دور موتوری که توان چرخاندن پره های توربین را داشته باشد مدت زمانی طول میکشد که باعث تاخیر در قدرت موتور شود اما در سوپرشارژرها به دلیل اینکه سوپرشارژر همراه با روشن شدن موتور روشن شده و تاخیر در پرخورانی وجود ندارد . به این پدیده که در توربوشارژرها وجود دارد پس افت (Lag) میگویند .

2-استفاده از توربوشارژرهای کوچک به جای توربوشارژرهای بزرگ:

یکی از راههای که می توانیم میزان پس افت توربوشارژرها را  کاهش داد استفاده از توربوشارژرهای کوچک استفاده نمائیم زیرا توربوشارژرهای کوچک سریعتر شتاب گرفته و در دور پائین موتور تقویت بهتری ایجاد می نمایند اما نمی توانند تقویت بیشتری را در دورهای بالای موتور که ما نیاز به وارد نمودن حجم بیشتری از هوا به موتور هستیم را تولید کنند و نیابد دور توربین گاز در آنها خیلی بالا رود. در جاهائی که ما نیاز به شتاب بالا در توربین گاز و مقدار بیشتری از هوای ورودی به موتور داریم می توانیم از دو توربو شارژر کوچک که به صورت مجزا از یکدیگر می باشند، استفاده نمائیم که شرکتهای خودروسازی همچون تویوتا ، آئودی ، مزدا این نوع توربوشارژر را در برخی از تولیدات خود به کار برده اند . به توربوشارژرهای فوق توربوشارژرهای دوقلو (Twin Turbocharger) نیز می گویند.

در پایان هم میتوانید این ویدیو جالب که مخصوص سایت  Cnet است و توضیحات کاملی در مورد توربوشارژر و سوپر شارژر داده است را ببینید