چگونه یک توربوشارژر فشار را افزایش می دهد؟

چگونه یک توربوشارژر فشار را افزایش می دهد؟

توربوشارژر فرآیند سوپرشارژ موتور را از طریق مراحل زیر انجام می دهد و در نتیجه توان خروجی و راندمان را بهبود می بخشد:

1. گاز خروجی توربین را به حرکت در می آورد (توربین)

• استفاده از انرژی گاز اگزوز: هنگامی که موتور کار می کند، گاز خروجی با دمای بالا و فشار بالا تولید می کند. 

که از طریق لوله اگزوز وارد انتهای توربین توربوشارژر می شود.

• چرخش توربین: گاز خروجی بر پره های توربین (معمولاً از مواد مقاوم در برابر دمای بالا مانند آلیاژهای نیکل ساخته می شود) ضربه می زند. 

راندن توربین برای چرخش با سرعت بالا (تا ده ها هزار تا صدها هزار دور در دقیقه).

2. عملکرد کمپرسور (کمپرسور)

• پیوند کواکسیال: توربین و پروانه کمپرسور (چرخ کمپرسور) مستقیماً از طریق یک شفت صلب به هم متصل می شوند. 

هنگامی که توربین می چرخد، پروانه کمپرسور به طور همزمان می چرخد.

• فشرده سازی هوا: پروانه کمپرسور هوای خارجی را از ورودی هوا استنشاق می کند و پروانه چرخان با سرعت بالا هوا را تسریع و فشرده می کند. 

افزایش قابل توجه فشار هوا (سوپرشارژ).

3. اینترکولینگ (اینترکولینگ، مرحله اختیاری)

• کاهش دما: دمای هوای فشرده افزایش می یابد (به دلیل گرمای تولید شده در طی فرآیند فشرده سازی)، 

و چگالی هوا در دمای بالا کمتر است. برخی از سیستم ها هوای فشرده را از طریق اینترکولر خنک می کنند تا چگالی آن را بیشتر کنند. 

در نتیجه راندمان احتراق را بهبود می بخشد.

4. هوای پرفشار به سیلندر فرستاده می شود

• بهینه سازی ورودی: هوای فشرده شده با چگالی بالا از طریق منیفولد ورودی وارد سیلندر موتور می شود.

• افزایش احتراق: اکسیژن بیشتر باعث می شود سوخت به طور کامل بسوزد، انرژی بیشتری در واحد زمان آزاد شود. 

و قدرت موتور (معمولاً 30٪ -50٪ افزایش) و مصرف سوخت را بهبود می بخشد.

مزایای کلیدی • بازیافت انرژی: استفاده از انرژی گاز خروجی، کاهش ضایعات و بهبود بازده حرارتی.

• جابجایی کوچک و خروجی بالا: به موتورهای با جابجایی کوچک اجازه می دهد تا به قدرتی معادل موتورهای با جابجایی بزرگ دست یابند (یعنی " کاهش حجم).

• حفاظت از محیط زیست: احتراق بهینه می تواند انتشار گازهای آلاینده هیدروکربن نسوخته و ذرات معلق را کاهش دهد.

اجزای اصلی

• توربین: مقاومت در برابر دمای بالا، تبدیل انرژی جنبشی گازهای خروجی به انرژی مکانیکی.

• کمپرسور: هوا را فشرده می کند و چگالی ورودی را افزایش می دهد.

• سیستم یاتاقان: از شفت توربین دوار با سرعت بالا پشتیبانی می کند، انواع متداول شامل یاتاقان های شناور یا بلبرینگ های توپ می باشد.

• ضایعات: فشار افزایش را کنترل می کند و از فشار بیش از حد جلوگیری می کند (مجهز به برخی از توربوشارژرها).

از طریق این فرآیند، توربوشارژرها به طور قابل توجهی عملکرد و راندمان قدرت را بدون افزایش قابل توجه جابجایی موتور بهبود می بخشند. 

و به طور گسترده در زمینه های موتور خودرو، دریایی و صنعتی استفاده می شود.