تمام افراد دهه ۱۹۸۰ به یاد دارند که واژه توربو به هر چیز کاربردی اطلاق می شد؛ ریش تراش توربو , عینک آفتابی توروبو و اسکیت بورد های توربو. اما توربو اصلی چیست؟

ساده ترین راه برای درک این مسئله این است که تصور کنید که یک موتور اتومبیل باید سوخت و هوا را ترکیب کند. توربو هوای بیشتری وارد سیلندر می کند که که می تواند با سوخت بیشتری ترکیب شود در نتیجه نیروی بیشتری تامین کند. توربو انرژی گاز های خروجی از اگزوز را استفاده می کند تا هوا را به موتور هدایت کند.

این سیستم چگونه کار می کند ؟

توربو از دو بخش اصلی تشکیل شده است : یک توربین و یک کمپرسور . این دو اینگونه مکمل هم هستند که وقتی یکی از آنها شروع به چرخیدن می کند دیگری هم با آن می چرخد. در حالی که سوخت در موتور می سوزد گازهای خروجی با فشار از آن خارج می شوند و از طریق یک لوله حلزونی شکل باعث چرخش توربین می شوند. این توربین با سرعت بسیار بالایی (نزدیک به ۲۵۰۰۰۰ دور در دقیقه) می چرخد و باعث می شود کمپرسور ( که در واقع یک توربین معکوس است) شروع به چرخش کند . این کار باعث مکش هوای بیشتری نسبت به موتورهای عادی به درون موتور می شود که نیروی بیشتری هم تولید می کند .

توربو در سرعت های بسیار بالا کار می کند , بدین معنی که در فشار و دمای بالایی به کار می افتد . معمولا یک خنک کننده داخلی با توربوشارژ قرار گرفته تا هوای خروجی را خنک کند و یک سیستم خنک کننده روغنی هم برای اطمینان از این که خود سیستم توربو بیش از حد داغ نشود  قرار داده می شود . خودرو های دیزل که قطعات محکم تر و ورودی ساده تری در موتور خود دارند بسیار مناسب اند تا سیستم توربو شارژ بر روی آنها نصب شود , به همین دلیل تمام خودروهای دیزل مدرن دارای سیستم توربو می باشند .

سیستم توربو چه فوایدی دارد؟

نیروی بیشتر در اینجا خیلی خودنمایی می کند , اما این تنها فایده ی آن نیست . موتور های توربو نیروی هم اندازه با موتور های معمولی را با مصرف سوخت کمتر تولید می کند . بطور مثال فورد موتور ۱٫۶ لیتری بنزینی خود را با موتور ۱٫۰ لیتری توربو تعویض کرده است تا با مصرف سوخت پایین تر نیروی هم اندازه ای تولید کند .

همچنین توربو به موتور گشتاور بیشتری می دهد , معمولا در محدوده برگشت دور کمتری دارد . این به این معنی است که موتور در شهر احساس قدرتمند تری دارد , جایی که گشتاور بیشتر گزند کمتری به حفرات وارد کند . فایده غیر قابل انتظار دیگر این است که توربو در واقع باعث می شود موتور با صادای کمتری کار کند چون صدای موتور را از بین می برد .

آیا سیستم توربو مضرراتی هم دارد ؟

مضررات آن زیاد نیست ,به همین دلی در موتور امروزی بسیار رایج شده است . بیشتر هزینه بیشتری دارند و موتور را پیچیده تر می کند(یک قطعه دیگر به موتور اضافه می شود که ممکن است از روند طبیعی خود خارج شود) و به دلیل کار کردن در دما و فشار بالا سیستم پرخرج تری دارند .

نکته ی دیگری هم وجود دارد, متخصصان اغلب از کندی توربو صحبت می کنند؛ یک تاخیر جزیی که در کنترل جریان سوخت و تولید نیرو وجود دارد . این به این دلیل بوجود می آید که گازهای خروجی به اندازه کافی فشار ندارند تا توربین را به طور بهینه بچرخانند . بنابراین خودروسازان در تلاش اند این تاخیر را با استفاده از توربو های کوچک تر کاهش دهند . توربو هایی با چندین سرعت بهینه یا در بعضی خودرو های مسابقه , یک سیستم وحشتناک ضدتاخیر که باعث می شود شعله هایی به طول ده فوت از ماشین خارج شود!

اگر شما می خواهید به حالت بهینه مدنظر نزدیک شوید نیازمند کنترل دقیق سوخت هستید ؛ توربو در حالت off boost  بسیار بهینه تر عمل می کند(جایی که توربو در واقع کار نمی کند) اما در حالت on boost  بسیار کم بازده عمل می کند . این به این معنی است که اگر شما از خودروی معمولی استفاده می کردید باید سبک رانندگی خود را تغییر دهید .

سوپرشارژر ها چطور؟

سوپرشارژرها مشابه توربو شارژها عمل می کنند؛ آنها هوای بیشتری وارد سیلندر می کنند تا نیروی بیشتری تولید کنند . تفاوت در آنجاست که هر وسیله چگونه طراحی شده است . توربو بر اساس فشار گازهای خروجی برای وارد کردن هوا بنا نهاده شده است , درحالی که سوپرشارژر براساس نیروی میل لنگ طراحی شده است .

گفته می شود سوپرشارژرها نیروی بیشتری تولید می کنند و کنترل بهتری بر روی جریان سوخت نسبت به توربو دارند ؛ چون اتصال مکانیکی بین موتور و سوپرشارژر کندی عملکرد را از بین می برد . اما به هر حال آنها باعث ایجاد پارازیت هایی در نیروی موتور می شوند و به همین دلیل به بهینگی سیستم توربو نمی رسند .

تاریخچه

سوپرشارژر ها توسط Gottilieb Daimler در اواخر قرن نوزدهم طراحی شدند ؛ ما توربو  تا سال ۱۹۰۵ وجود نداشتند . تا پایان جنگ جهانی اول به این صورت مرسوم نبودند , زمانی که خلبانان دریافتند آنها می توانند در ارتفاعات بالاتر با اکسیژن کمتر بهتر بجنگند به آن دست یافتند .توربو ها در صنعت هوایی پیشرفت کردند , از مواد بهتری استفاده شد تا تحمل آن را بالا برده و نیروی بیشتر تولید کرد .

اولین خودرو توربو Oldsmobile Cutlass در ایالات متحده بود که یک توربو به موتور ۳٫۵ لیتری V8 متصل شده بود ؛ این موتور بدون توربو به Rover V8  معروف بود . پیچیدگی این موتورها آنها را از دور خارج کرد تا زمانی که Saab این تکنولوژی در سال ۱۹۸۴ بازطراحی کرد و آن را به جایگاهی که هم اکنون هست رساند . با اصول مدرن تر پابرجا مانده اند .

سیستم توربو در چه خودرو هایی یافت می شود؟

تقریبا تمام تولیدکنندگان مدل توربو شارژ یک یا چند نسل از محصولات خودرو را عرضه می کنند . مدل های گروه خودرو سازی Volkswagen دارای علامت TSL  برای مدل های توربوی بنزینی و علامت TDL برای مدل های توربوی دیزل هستند . خودروهایی که به صورت مشترک توسط Renault  و Nissan ساخته می شوند دارای نشان TCi و در مدل دیزلی dCi هستند .

مراجعه به صفحه مقاله: https://tayer.ir/2453/how-do-turbos-work/