موتور های توربو شارژ

توربو شارژ فناوری است که در سال های اخیر به ویژه در صنایع خودروسازی و صنعتی محبوبیت فزاینده ای پیدا کرده است. این یک نوع سیستم القایی اجباری است که هوای ورودی به موتور احتراق داخلی را فشرده می کند و در نتیجه توان خروجی را افزایش می دهد و راندمان سوخت را بهبود می بخشد.

در این مقاله به بررسی اصول اولیه توربوشارژ، انواع، کاربرد ها، تولید و مواد مورد استفاده در ساخت آن می پردازیم.

توربو شارژ چیست؟

توربو شارژ فرآیندی است که از یک توربوشارژر برای افزایش توان خروجی موتور استفاده می کند. توربو شارژر وسیله ای است که هوای ورودی به موتور را فشرده می کند تا فشار و چگالی آن افزایش یابد. هوای فشرده حاوی اکسیژن بیشتری است که منجر به فرآیند احتراق کارآمد تر و افزایش توان خروجی می شود.

انواع توربو شارژ

دو نوع اصلی توربو شارژ وجود دارد

• Single-Turbo

در سیستم تک توربو از یک توربو شارژر برای فشرده سازی هوای ورودی به موتور استفاده می شود. سیستم ‌های تک توربو ساده‌ تر و کم‌ هزینه ‌تر هستند، اما ممکن است از تاخیر توربو رنج ببرند، که تاخیر در زمان پاسخ‌ دهی توربو شارژر است.

• Twin-Turbo

در سیستم توئین توربو از دو توربو شارژر برای فشرده سازی هوای ورودی به موتور استفاده می شود. سیستم‌ های توربو دوقلو پیچیده ‌تر و گران ‌تر هستند، اما می‌توانند عملکرد بهتری داشته باشند و تاخیر توربو را کاهش دهند.

کاربرد های توربو شارژ

توربوشارژ در طیف گسترده ای از کاربرد ها استفاده می شود، از جمله

• صنعت خودرو

توربوشارژ معمولاً در اتومبیل ها، کامیون ها و سایر وسایل نقلیه برای افزایش توان خروجی و بهبود بهره وری سوخت استفاده می شود. بسیاری از خودرو های اسپرت با عملکرد بالا و وسایل نقلیه لوکس نیز از توربو شارژر برای بهبود عملکرد استفاده می کنند.

• صنعت هوانوردی

از توربوشارژ در موتور های هواپیما برای بهبود عملکرد در ارتفاعات بالا استفاده می شود.

• صنعت دریایی

توربوشارژ در موتورهای دریایی برای افزایش توان خروجی و بهبود بهره وری سوخت استفاده می شود.

• کاربرد های صنعتی

توربوشارژ در موتورهای صنعتی مانند ژنراتورها و پمپ ها برای افزایش توان خروجی و بهبود راندمان استفاده می شود.

• تولید توربوشارژر

توربوشارژرها معمولاً از یک توربین، یک کمپرسور و یک محفظه ساخته می شوند. توربین در سیستم اگزوز قرار دارد و توسط جریان گاز های خروجی هدایت می شود. کمپرسور در سیستم ورودی قرار دارد و توسط توربین به حرکت در می آید. محفظه شامل دو جزء است و جریان هوا و گازهای خروجی را به توربو شارژر و از آن هدایت می کند.

جنس موترو های توربو شارژر

• چرخ کمپرسور

چرخ کمپرسور به طور معمول از آلومینیوم یا تیتانیوم ساخته شده است و برای مقاومت در برابر سرعت و دمای بالا طراحی شده است.

• چرخ توربین

چرخ توربین به طور معمول از فولاد mo40 یا فولاد ck45 یا تیتانیوم با استحکام بالا ساخته می شود و برای مقاومت در برابر دما و استرس بالا طراحی شده است.

• بلبرینگ ها

یاتاقان های مورد استفاده در توربوشارژرها معمولاً از فولاد بلبرینگ با استحکام بالا ساخته می شوند و به گونه ای طراحی می شوند که در برابر سرعت ها و دماهای بالا مقاومت کنند.

• محفظه اگزوز

محفظه اگزوز معمولا از فولاد ضد زنگ ساخته می شود و برای مقاومت در برابر دما های بالا و گازهای خورنده طراحی شده است.

• محفظه کمپرسور

محفظه کمپرسور معمولاً از آلومینیوم یا چدن ساخته می شود و برای مقاومت در برابر فشارها و دماهای بالا طراحی شده است.

نتیجه

توربو شارژ فناوری است که از توربوشارژر برای افزایش توان خروجی و کارایی موتورهای احتراقی استفاده می کند. این کار با فشرده سازی هوای ورودی به موتور برای رساندن اکسیژن بیشتر به محفظه احتراق کار می کند. توربوشارژ مزایای زیادی نسبت به موتورهای تنفس طبیعی دارد، از جمله افزایش توان خروجی، بهبود بازده سوخت، اندازه موتور کوچکتر و بهبود عملکرد در ارتفاع بالا. توربوشارژ در طیف وسیعی از کاربرد ها از جمله صنایع خودروسازی، هوانوردی، دریایی و صنعتی استفاده می شود.

توربوشارژرها از مواد مختلفی از جمله آلومینیوم، تیتانیوم، فولاد با مقاومت بالا، مواد سرامیکی، چدن و فولاد ضد زنگ ساخته می شوند. به طور کلی، توربوشارژ روشی قابل اعتماد و مقرون به صرفه برای بهبود عملکرد و کارایی موتورهای احتراقی است.