اخبار
آشنایی با موتور توربو شارژ
آبان
نحوه عملکرد موتور توربو شارژ ، مزایا و معایب
سه فاکتور کلیدی در طراحی موتور خودرو شامل ابعاد و اندازه، مصرف سوخت و قدرت تولیدی هستند. دستیابی به نقطه‌ای بهینه بین این سه مولفه برای سازندگان موتور یک چالش همیشه در جریان است. خودروسازان به‌خوبی می‌دانند که برای باقی ماندن در چرخه رقابت باید به‌سمت موتورهایی حرکت کنند که ابعاد و اندازه نسبتا کوچک دارند؛ مصرف سوخت‌شان پایین است و در عین حال قدرت تولیدی بالایی را از خود نشان می‌دهند. موتور توربور شارژ یکی از محصولاتی است که از دل تلاش برای دستیابی به این هدف بیرون آمده است.
نحوه عملکرد موتور توربو شارژ
ایده اصلی تولید موتور توربو شارژ، فشرده سازی هوای ورودی به موتور است. هدف از این کار فراهم کردن ورود هوا با حجم بیشتر به محفظه احتراق است. در این حالت می‌توان بدون نیاز به افزایش سایز محفظه احتراق، میزان سوخت و هوای بیشتری را در آن مخلوط کرد. به‌همین دلیل قدرت موتور پس از احتراق نیز افزایش پیدا می‌کند.
بنابراین تمرکز سیستم توربو شارژ روی مکش هوا در ورودی موتور است. ساختمان یک سیستم توربو شارژ از 2 بخش اصلی و 1 بخش جانبی تشکیل می‌شود. بخش اول تحت عنوان کمپرسور شناخته می‌شود که به منیفولد ورودی هوا متصل است. این کمپرسور وظیفه فشرده‌سازی هوا را بر عهده دارد. حتما این سوال را می‌پرسید که کمپرسور قدرت خود را از کجا تامین می‌کند؟
سر دیگر کمپرسور به دومین بخش سیستم توربو شارژ یعنی توربین متصل می‌شود. گاز خروجی اگزوز موتور به‌سمت توربین هدایت می‌شود. این توربین به‌صورت سانتریفیوژ طراحی می‌شود. به‌همین دلیل قادر است با سرعت بسیار زیاد (تا 30 برابر دور موتور) دوران کند. توربین و کمپرسور با یک شفت به یکدیگر متصل می‌شوند. چرخش توربین، شفت را به‌حرکت در می‌آورد و این توان چرخشی به‌کمپرسور انتقال می‌یابد که قطعه‌ای متحرک است.
تجربه نشان می‌دهد که حرارت تولیدی در سیستم توربو شارژ ممکن است به دمای 130 درجه سلسیوس هم برسد. این دما احتمال آسیب دیدن قطعات داخلی موتور را به‌شدت افزایش می‌دهد. ضمن اینکه احتمال به‌هم خوردن نسبت ترکیب سوخت و هوا به‌دلیل کاهش چگالی هوا نیز وجود دارد. برای کنترل دمای هوا در سیستم توربو شارژ از اینترکولر بین کمپرسور و توربین استفاده می‌شود. اینترکولر نقشی مشابه رادیاتور ماشین را ایفا می‌کند و دمای هوای خروجی از کمپرسور را تا حدود 60 درجه سلسیوس پایین می‌آورد.
اجزای تشکیل دهنده موتور توربو شارژ
مهم‌ترین ویژگی که تمام قطعات موتور توربو شارژ خودرو باید داشته باشند؛ مقاومت آنها در برابر دمای بسیار بالا است. در ادامه تک تک اجزای این قطعه را برای شما شرح می‌دهیم؛ توجه داشته باشید که خرابی هر کدام، عملکرد پیشرانه را تحت تاثیر قرار می‌دهد.
· هوزینگ
این قطعه در واقع به عنوان یه محفظه کامل برای پوشاندن قطعات موجود در Turbocharges استفاده می‌شود و نقش حفاظت از آنها را برعهده دارد.
· تیغه‌های چرخان
تیغه‌ها یا همان پره‌های کمپرسور با هدف فشرده ساختن هوای ورودی به موتور با کمک گازهای خروجی بر روی توربو شارژ قرار گرفتند. پره‌ها باید کاملا با پیشرانه، همگام و سازگار باشند؛ در واقع ویژگی‌هایی مثل شیوه طراحی، اندازه و شکل تیغه‌ها، شدت تزریق هوا و میزان فشار همگی در افزایش کارکرد کمپرسور و قدرت توربین اثرگذار هستند.
· یاتاقان‌ها
این قطعات در محفظه توربو شارژ قرار می‌گیرند تا چرخش پره‌ها را راحت‌تر کنند. در بعضی از خودروها، تنها از بلبرینگ استفاده می‌شود و قطعه مورد بحث، نقشی در سیستم ندارد.
نکته مهم: یاتاقان باید با کمک روغن موجود در پیشرانه روان شود.
· بلبرینگ‌های محور اتصال دهنده
این قطعات، فشار نیروهای وارده به محور اتصال دهنده را به بار می‌کشند.
· محور اتصال دهنده
پره‌های کمپرسور و توربین که در بین یاتاقان‌ها و بلبرینگ‌ها قرار گرفته است؛ توسط این محور به هم متصل می‌شود.
· آب بند
این قطعه از نشت کردن روغن در کمپرسور و سایر تجهیزات موجود در توربو شارژ جلوگیری کرده و به عبارتی، سیستم را آب‌بندی می‌کند.
مزایا و معایب موتور توربو شارژ
توربوشارژ در خودرو مزایا و معایبی دارد.
مزایا
- بهبود عملکرد و افزایش راندمان پیشرانه
- امکان کاهش حجم پیشرانه به دلیل افزایش راندمان
- تقابل توان و گشتاور موتور با پیشرانه حجیم‌تر اتمسفریک (بدون توربو)
- عدم تاثیرپذیری از تغییرات جوی (تغییرات فصلی دما) و تغییرات ارتفاع
- کاهش نسبی مصرف سوخت در تناسب با راندمان نهایی
معایب
- حساسیت بالا به استفاده از روغن موتور مرغوب و سرویس های دوره ای به موقع
- بالا بودن هزینه تعمیر و نگه داری و پیچیدگی آن
- کاهش طول عمر قطعات به علت بالا بودن دمای موتور
- حساسیت به کیفیت بنزین و لزوم استفاده از اکتان یا بنزین سوپر
رانندگی با خودروهای توربو شارژ
موتورهایی که توسط توربو شارژر تقویت شده‌اند، ساختار متفاوتی را نسبت به موتورهای تنفس طبیعی طلب می‌کنند.
یکی از مهم‌ترین علل بروز مشکل در موتورهای توربوشارژ، به سیستم روغن‌کاری مرتبط است. اتصالات توربوشارژر برای داشتن عملکردی مناسب به روغنی با خلوص، فشار و شدت جریان مناسب احتیاج دارند. روغن پس از استارت زدن و روشن شدن خودرو برای رسیدن به موتور و رسیدن به دمای مناسب نیاز به زمان دارد. بنابراین باید در نظر داشت که بعد از استارت زدن خودرو، چیزی حدود ۳ تا ۵ دقیقه برای گرم شدن صبر کنیم.
با خاموش کردن خودرو، پمپ روغن در موتور هم خاموش می‌شود و این باعث می‌شود مقداری از روغن در سیستم باقی بماند و چون دمای موتور هنوز بالاست، روغن در برخورد با این بخش‌های داغ می‌سوزد و کیفیت و ویسکوزیته‌ی مطلوب را از دست می‌دهد. برای جلوگیری از این آسیب، باید قبل از خاموش کردن خودرو برای مدتی کوتاه صبر کنید تا دمای موتور پایین بیاید و بعد آن را خاموش کنید.
زمانی که دور موتور پایین‌تر از ۲۰۰۰ rpm قرار دارد و با دنده‌های سبک در حال حرکت هستید، وقتی برای شتاب‌گیری پدال گاز را فشار می‌دهید، میزان سوخت بیشتری وارد می‌شود ولی به علت دور پایین موتور اکسیژن کمتری وارد می‌شود و این مخلوط غنی سوخت و هوا می‌تواند به موتور آسیب بزند. برای جلوگیری از این اتفاق بهتر است که هنگام شتاب‌گیری دنده خودرو کاهش داده شود.
در موتورهای توربوشارژ کیفیت سوخت بسیار اهمیت دارد. استفاده از سوخت با عدد اکتان پایین باعث افزایش احتمال کوبش در موتور و آسیب به موتور می‌شود. از بهترین سوخت موجود برای خودرو توربوشارژ خود استفاده کنید. ولی ترجیحا از مکمل‌های رایج در بازار پرهیز کنید. یکی از مشکلات خودروهای توربوشارژ وجود توربولگ است. بدین معنا که بین زمانی که پای رو پدال گاز گذاشته می‌شود و اعمال شتاب لحظه‌ای، تأخیری به وجود می‌آید. این حالت در پیچ جاده می‌تواند باعث از بین رفتن تعادل خودرو شود. به همین دلیل به هنگام رانندگی در خودروی توربوشارژ، در پیچ‌ها از فشار دادن ناگهانی پدال گاز خودداری کنید.
نکات نگهداری موتور توربو شارژ
۱- در خودروهای مجهز به پرخوران به علت حساسیت قطعات توربو به روغن مصرفی بهتر است پیش از حرکت به مدت ۳۰ ثانیه خودرو در دور آرام درجا روشن باشد تا روان کاری صورت گرفته و روغن به تمام قطعات داخلی توربو برسد.
۲- به علت حساسیت بالای موتورهای توربو شارژر به کیفیت روغن موتور دمای بالای موتور حتی المقدور می بایست از روغن با کیفیت بالا استفاده شود و در فواصل زمانی کوتاه تر نسبت به پیشرانه های معمولی تعویض روغن صورت گیرد تا فشار بیش از حد متوجه قطعات داخلی توربو نگردد.
۳- از آنجا که سیستم توربو به شدت به روان کاری و خنک کاری حساس است لذا چک کردن سلامت اتصالات توربو به جهت جلوگیری از نشت آب و روغن باعث جلوگیری از خرابی آن خواهد شد.
۴- تعویض به موقع فیلتر هواکش خودرو به منظور جلوگیری از آسیب به پره ها و از کار افتادن آنها توسط گرد و غبار .توصیه می شود در مناطق با میزان گرد وخاک زیاد هر ۲-۳ هزار کیلومتر فیلتر هوا تعویض گردد.
۵- استفاده از سوخت با کیفیت و اکتان بالا به جهت احتراق بهتر و افزایش راندمان موتور می تواند عمر موتور را تا حد زیادی افزایش دهد.
۶- از آنجا که توربو با سرعت بسیار بالا در حال حرکت است و دمای زیادی تولید می کند بهتر است پس از پیمایش مسافت های طولانی، خودرو برای مدت۱-۲ دقیقه در حالت دور آرام روشن بماند تا دمای محفظه موتور و توربو به دمای متعادل برسد و سپس اقدام به خاموش کردن نمایید.
