آشنايي با توربو شارژر

توربو شارژر ( Turbocharger )در سال ۱۹۰۵توسط آلفرد بوچی که یک مهندس مکانیک سوئیسی بود، اختراع شد.

. پیشرانه های پیستونی هواپیماهای جنگنده در اوایل قرن بیستم به علت تراکم کم هوا در هنگام پرواز در ارتفاعات بالا دچار خفگی و استال )واماندگی( می شد تا اینکه ایده استفاده از توربوشارژر در این پیشران ها که بی شباهت به پیشرا نه خودروها نبودند، مطرح شد و به یکباره استفاده از توربو شارژر در پیشرانه های V12رولز رویس مرلین که در جنگند ه های اسپیت فایر و هوریکن انگلیسی به کار رفت، مانند معجزه ای برای مهندسین مکانیک بود. بعد از جنگ جهانی دوم و کنار گذاشته شدن پیشرانه های پیستونی از هواپیماها، استفاده از توربو شارژر منحصر به پیشرانه خودروها شد و روز به روز هم این سیستم تیونینگ پیشرفت کرد. همان طور که می دانید با افزایش حجم هوا )اکسیژن( در داخل سیلندر، بعد از جرقه زنی شمع، انفجار قوی تری رخ می دهد که باعث بالا رفتن توان پیشرانه می شود. به همین دلیل برای بالا بردن حجم هوا قبل از مرحله تراکم در سیلندر، از توربو شارژر یا سایر رو شها استفاده می شود.

توربو شارژر در واقع یک نوع مکنده پرقدرت هواست که جریان هوای ورودیبه سیلندر را فشرده ميکند و باعث می شود تا هوای بیشتری به سیلندرها وارد شود. توربو شارژر نسبت قدرت به وزن پیشرانه را افزایش مي دهد، بدین صورت که از گازهای خروجی اگزوز یک توربین را که به یک کمپرسور متصل است ميچرخاند. بد نیست بدانید توربین متصل به توربو شارژر با سرعت دورانی بیش از ۱۵۰۰۰۰ دور بر دقیقه ميچرخد که حدودا ۳۰ برابر بیشتر ا حالت عادی دوران پیشرانه است توربو شارژر از دو قسمت اصلی با نامهاي توربین و کمپرسور تشکیل شده است. همان طور که گفته شد توربو شارژر به خروجی اگزوز متصل است و گازهای خروجی از اگزوز باعث چرخش توربین می شوند. ازآنجا که توربین توسط یک شفت به کمپرسور متصل است، کمپرسور ميچرخد و با مکش هوای بیرون، هوای فشرده شده را وارد سیلندر ميکند. هرچه حجم گازهای ورودی به داخل توربین بیشتر باشد، سرعت دورانی آن نیز بیشتر می شود. در نتیجه هوای فشرده بیشتری نیز وارد سیلندر مي شود. پس از این که مخلوط سوخت و هوای فشرده در داخل سیلندر متراکم شد، احتراق انجام مي شود و انرژی زیادی تولید می کند که در نهایت به چر خها و زمین منتقل ميشود اما متراکم کردن هوای ورودی به سیلندر به تنهایی باعث افزایش توان پیشرانه نمی شود. با افزایش فشار و سرعت دوران، دما افزایش مي يابد. در نتیجه هوایی که توسط توربوشارژ فشرده و وارد سیلندر می شود، داغ است و افزایش دما نیز باعث عدم تراکم مولکو لهای هوا می شود. این هوای داغ پس از ورود به سیلندر و فشرده شدن توسط پیستون باز هم گرم تر می شود. مشکل اصلی در این مرحله این است که اگر سوخت به داخل سیلندر پاشیده شود، پیش از وقوع احتراق توسط جرقه شمع، این عمل توسط هوای داغ ورودی انجام می شود که به آن احتراق زودرس یا خودسوزی مي گويند و باعث ناک زدن )لگد زدن( پیشرانه مي شود. برای جلوگیری از وقوع ناک زدن باید از سیستم خنک کننده استفاده کرد و تا حد ممکن هوای ورودی از کمپرسور را خنک کرد. به همین دلیل از یک نوع رادیاتور که معمولا جنسی از آلومینیوم دارد، استفاده می شود )هیت سینک CPU که آن هم جنسش از آلومینیوم است در تبادل گرمایی عمل مشابهی انجام مي دهد(. هوای داغ بعد از متراکم شدن در کمپرسور از این سیستم خنک کننده عبور داده مي شود و دمای آن تا حد مطلوبی کاهش پیدا مي کند. سپس هوای متراکم و خنک وارد سیلندر مي شود و پدیده احتراق به صورت بهینه و قدرتمندتری صورت مي پذيرد.

.