به گزارش خبرنگار پرشین خودرو، احتمالا شما هم با سسیستم توربو شارژ خودرو آشنایی دارید یا حداقل نام آن را شنیده‌اید. توربو شارژ سیستمی است که بدون نیاز به افزایش حجم موتور، قدرت آن را به شکل چشمگیری افزایش می‌دهد. کار اصلی که توربو شارژ انجام می‌دهد، فراهم کردن هوا یا اکسیژن بیشتر برای سوخت بهتر موتور خودرو است. بنابراین راندمان موتور بالاتر می‌رود و بدون اینکه لازم باشد بنزین بیشتری مصرف شود، قدرت افزایش می یابد.
استفاده از توربو شارژ دارای مزایا و معایبی است که در ادامه به آنها خواهیم پرداخت. همچنین عواملی وجود دارند که می‌توانند در کار توربو شارژ اخلال ایجاد کنند و موجب خرابی آن شوند. در این مقاله قصد داریم نحوه عملکرد سیستم توربو شارژ را به زبان ساده توضیح بدهیم و به نکات مثبت و منفی این سیستم اشاره کنیم. همچنین شما را با دلایل خراب شدن توربو شارژر آشنا می‌کنیم و خواهیم گفت که برای نگهداری بهتر از این سیستم، چه نکاتی را باید رعایت کنید. لطفا تا پایان این مقاله با «پرشین خودرو» همراه باشید.
توربو شارژ چیست و چطور کار میکند؟
توربو شارژر (TurboCharger) که در ایران با نام توربو شارژ شناخته می‌شود، سیستمی برای افزایش قدرت موتور خودرو است. اما قبل از اینکه درباره نحوه کار این سیستم توضیح بدهیم، بد نیست تا با تاریخچه پیدایش آن به‌طور مختصر آشنا شویم. ایده اولیه برای تقویت موتورهای احتراق داخلی به سال 1885 میلادی برمی‌گردد. گوتلیب دایملر، مهندس مشهور آلمانی طرحی برای فشرده کردن هوا و تزریق آن به درون سیلندر را ارائه کرد که مورد توجه هم واقع شد. اما اصطلاح توربو شارژر اولین بار از سوی یک مهندس سوییسی به نام آلفرد بوچی مطرح شد. طرح بوچی به این شکل بود که یک سازه توربین دار، به محل گازهای خروجی اگزوز متصل می‌شد و میزان تراکم هوای قابل اشتعال داخل سیلندر را افزایش می‌داد و در واقع باعث بیشتر شدن میزان احتراق می‌شد. این طرح در ظاهر خیلی ساده به نظر می‌رسید، اما سال‌های زیادی طول کشید تا به‌طور عمده اجرایی شوند.
در سال 1918 کمپانی جنرال موتورز شروع به ساخت موتورهای توربو شارژ برای هواپیماهای جنگی کرد. بعدا از این موتورهای روی هواپیماهای معمولی و حتی کشتی‌های جنگی نیز استفاده شد. در کل هر جایی که نیاز به افزایش قدرت موتورهای احتراقی حس می‌شد، توربو شارژ به عنوان یک راه‌حل مورد استفاده قرار می‌گرفت.
در دهه 1950 شرکت‌های خودروساز آلمانی و آمریکایی تصمیم گرفتند که از سیستم توربو شارژ روی خودروهای خودشان استفاده کنند، اما مشکلات زیادی در این راه وجود داشت. برای مثال به دلیل افزایش شدید دمای داخلی پیشرانه، بخش‌هایی از آن ذوب می‌شدند یا اینکه افزایش ناگهانی دور موتور، مشکلاتی را در بخش انتقال قدرت به‌وجود می‌آورد. در حقیقت این شرکت‌ها هنوز نتوانسته بودند که قدرت فوق‌العاده توربو شارژ را برای استفاده در یک خودروی سواری کنترل کنند. بالاخره در اوایل دهه 1960 کمپانی جنرال موتورز آمریکا موفق شد اولین خودروی جهان مجهز به موتور توربو شارژ را با نام جت‌فایر (Jetfire) معرفی کند. سپس کمپانی شورولت نیز از همین سیستم روی خودروی مونزا (Monza) بهره گرفت. شرکت BMW آلمان هم حدود یک دهه بعد، از اولین خودروی توربو شارژ خودش رونمایی کرد.
اما توربو شارژ چگونه کار میکند؟ این سیستم از دو توربین پره‌ای تشکیل شده که با یک میله به یکدیگر متصل هستند. یکی از توربین‌ها در محل خروج گاز (اگزوز) و دیگری در محل ورود هوای تازه قرار گرفته‌اند. وقتی گاز ناشی از احتراق سوخت در حال خارج شدن از اگزوز است، یکی از توربین‌ها به گردش درمی‌آید و همزمان توربین دیگر را نیز به چرخش می‌اندازد. با چرخش توربین دوم، هوای تازه به درون سیلندر موتور تزریق می‌شود. با افزایش هوارسانی به موتور و بالا رفتن غلظت اکسیژن، کیفیت سوختن بنزین نیز بیشتر می‌شود و انرژی مضاعفی تولید خواهد شد.
توربو شارژر از بخش‌های مختلفی تشکیل شده است که آشنایی با آنها کمک میکند تا طرز کار این سیستم را بهتر درک کنید. در ادامه مهمترین اجزای توربو شارژ را معرفی می‌کنیم:
- توربین‌ها: توربین‌ها در واقع اصلی‌ترین بخش توربوشارژر هستند که وظیفه آنها فشرده‌سازی هوا و انتقال آن به سمت محفظه احتراق است. همان‌طور که گفتیم، توربین‌ها به کمک انرژی حاصل از خروج گازها از لوله اگزوز به حرکت در می‌آیند. جنس توربین‌ها، شکل طراحی پره‌ها، اندازه و شدت جریان هوا از جمله مواردی هستند که روی راندمان آنها تاثیر می‌گذارند.
- میله اتصال یا شفت: این میله که پره‌های توربین را به یکدیگر متصل میکند، در میان بلبرینگ یا یاتاقان نصب می‌شود تا قابلیت چرخش به‌صورت روان را داشته باشد.
- یاتاقان و بلبرینگ‌ها: از یاتاقان یا بلبرینگ در دو طرف میله اتصال استفاده می‌شود تا امکان گردش پره‌های را فراهم کنند. این بخش‌ها قابل روغن‌کاری هستند تا چرخش آنها روان‌تر شود.
- آب‌بندها: آب‌بندها تقریبا مشابه رینگ پیستون هستند و وظیفه آنها جلوگیری از نشتی روغن از توربین است.
معرفی انواع توربو شارژ
به‌طور کلی می‌توان گفت که همه توربوشارژها به یک شکل عمل می‌کنند. امروزه انواع توربو شارژر الکتریکی به بازار آماده که امکان نصب آنها روی خودروهای مختلف نیز وجود دارد. البته پیشنهاد می‌کنیم که جهت نصب توربو شارژر برقی حتما به مراکز تخصصی و معتبر مراجعه کنید. اما در مدل‌های مختلف توربو شارژ، نحوه ورود گازهای خروجی به داخل توربین متفاوت است. بر همین اساس، سیستم‌های توربوشارژر به انواع مختلفی تقسیم می‌شوند که در ادامه آنها را معرفی می‌کنیم:
توربوشارژ حلزونی ساده
این نوع توربوشارژ، دارای یک معبر مارپیچ به شکل حلزون است که گازهای خروجی از داخل آن عبور کرده و به توربین می‌رسند. عبور گازها از میان پره‌های توربین، باعث چرخش توربین شده و توربوشارژ شروع به کار میکند.
توربوشارژ حلزونی با افزاینده سرعت
این مدل دارای یک حلزونی و همچنین یک افزاینده سرعت است. افزاینده سرعت دارای پره‌های ثابتی است که موجب افزایش سرعت و انرژی گازهای خروجی می‌شوند. در نتیجه این گازها با قدرت بیشتری به سمت توربین هدایت شده و آن را سریع‌تر می‌چرخانند.
توربوشارژ ضربانی
در این توربوشارژ از یک چندراهه (منیفولد) در محل گازهای خروجی از سیلندر استفاده می‌شود. این چندراهه از نوع ضربانی بوده و گازها را به سمت توربین هدایت میکند. همچنین چندراهه دارای دو کانال مختلف است که گازهای خروجی از هر سیلندر، وارد یکی از این کانال‌ها می‌شوند و در نهایت به سمت توربین می‌روند.
مزایای توربو شارژ کدامند؟
با توجه به توضیحاتی که تا به اینجا ارائه کردیم، احتمالا می‌دانید که مزیت اصلی توربو شارژر، افزایش قدرت موتور خودرو است. اما این سیستم دارای مزایای دیگری نیز هست؛ برای مثال چون احتراق به کمک سیستم‌های توربو شارژر به شکل بهتری انجام می‌شود، در نتیجه میزان آلودگی نیز کاهش پیدا میکند. از سوی دیگر در مصرف سوخت خودرو هم صرفه جویی خواهد شد، چون برای رسیدن به قدرت و سرعت مورد نظر، لازم نیست سوخت زیادی وارد محفظه احتراق موتور شود. در ادامه تعدادی از مهمترین مزایای توربو شارژ را نام می‌بریم:
- افزایش قدرت موتور بدون نیاز به تغییر وزن یا افزایش حجم آن
- کاهش مصرف سوخت و جلوگیری از اتلاف انرژی
- کاهش آلودگی به‌خاطر کیفیت بهتر سوخت داخل موتور
- امکان استفاده روی انواع وسایل نقلیه بنزینی یا گازوئیلی
معایب توربو شارژ کدامند؟
اما بد نیست که به معایب توربو شارژ هم اشاره داشته باشیم. این سیستم اگرچه راندمان موتور خودرو را به شکل چشمگیری افزایش می‌دهد، اما ضررهایی هم دارد. مثلا به دلیل افزایش دمای احتراق، احتمالا عمر قطعات جانبی کاهش پیدا میکند. همچنین به دلیل پیچیده بودن این سیستم، هزینه تعمیر آن بیشتر خواهد بود. در زیر به معایب توربوشارژر به‌طور تیتروار اشاره می‌کنیم:
- کاهش عمر قطعات داخلی به خاطر افزایش دمای
- افزایش هزینه تعمیر و نگهداری موتور
- پیچیده بودن سیستم موتور و توربو شارژر
- وجود تاخیر اولیه در هنگام شروع به کار توربوشارژر
مهمترین دلایل خراب شدن توربو شارژر
حالا که دانستیم توربو شارژ چیست، بهتر است با مهم ترین دلایل خراب شدن توربوشارژر نیز آشنا شویم. این قطعه که به‌صورت یکپارچه با موتور خودرو کار میکند، بسیار حساس بوده و نیاز به نگهداری و سرویس دوره‌ای دارد. در بخش بعدی مقاله نکاتی را برای نگهداری توربو شارژر مطرح می‌کنیم، اما در اینجا قصد داریم دلایل اصلی خراب شدن این سیستم را بازگو کنیم:
1. ورود شئ خارجی به داخل توربین
یکی از مهمترین آسیب های توربوشارژر ورود هرگونه شئ خارجی به داخل پره‌های توربین است. وقتی درباره کاربرد توربو شارژ توضیح دادیم، گفتیم که گازهای خروجی از موتور باعث گردش پره‌های توربین می‌شوند. این پره‌ها با سرعت بسیار زیادی می‌چرخند و در این شرایط، حتی برخورد یک سنگ‌ریزه با آنها می‌توان منجر به آسیب دیدن توربین شود. اگر از فیلتر هوا استفاده نکنید، ذرات گرد و خاک می‌توانند به راحتی وارد توربوشارژ شده و به توربین صدمه بزنند. حتی گاهی مواد درزگیر استفاده شده در قطعات مختلف، به تدریج خشک و جدا می‌شوند و احتمال وارد شدن آنها به داخل پره‌های توربین وجود دارد.
2. کارکرد بیش از ظرفیت
وقتی پره‌های توربین با سرعتی بیش از حد مجاز به چرخش درآیند، گرمای بسیار بالایی ایجاد می‌شود که این گرما حتی می‌تواند انفجار توربوشارژ را به همراه داشته باشد. سعی کنید با توجه به توان و ظرفیت سیبستم توربو شارژ، از فشار آوردن بیش از حد به آن خودداری کنید. همچنین هرگز موتور خودرو را در دماهای بسیار بالا خاموش نکنید.
3. عدم روغن کاری
پره‌های توربین با سرعت بسیار زیادی می‌چرخند و به همین دلیل باید بلبرینگ و یاتاقان‌ها همواره نرم و روان باشند. برای همین منظور باید همیشه این بخش‌ها را روغن کاری کنید. اگر روغن زدن به این قسمت‌ها فراموش شود، سیستم توربوشارژ شما خیلی زود از کار می‌افتد و باید برای تعمیر یا تعویض آن اقدام نمایید.
4. استفاده از روغن‌های آلوده
یکی از مواردی که معمولا کمتر به آن توجه می‌شود، کیفیت روغن مورد استفاده برای توربوشارژر است. با توجه به عملکرد سریع این سیستم و سرعت بسیار بالای آن، کوچکترین آلودگی در روغن می‌تواند در چرخش یاتاقان‌ها یا میله شفت اختلال ایجاد کند و در نهایت باعث آسیب دیدن توربو شارژ شود.
7 نکته برای نگهداری توربو شارژر
همان‌طور که گفتیم، سیستم توربو شارژ ماشین بسیار حساس است و برای نگهداری از آن باید دقت زیادی داشته باشید. در ادامه به بیان 7 نکته جهت نگهداری و افزایش طول عمر توربو شارژ می‌پردازیم:
1. از سوخت مناسب استفاده کنید
در موتورهایی که از سیستم توربوشارژ استفاده می‌کنند، به خاطر خودسوزی هوا و سوخت، احتمال وارد شدن ضربه به پیستون‌ها وجود دارد. به همین دلیل توصیه می‌شود از بنزین‌هایی با اکتان بالا استفاده کنید. معمولا بنزین سوپر اکتان بالایی دارد و برای سیستم‌های توربو شارژر مناسب‌تر است. بنزین‌های معمولی، احتمال خودسوزی هوا و سوخت را افزایش می‌دهند و به دلیل ایجاد ضربه، می‌توانند به موتور آسیب برسانند.
2. تعویض فیلتر هوا، روغن و سوخت را فراموش نکنید
تعویض به موقع فیلترها اهمیت زیادی در عملکرد مناسب سیستم توربوشارژ دارد. اگر فیلتر هوا را تعویض نکنید یا از فیلترهای غیر استاندارد استفاده نمایید، ذرات گرد و خاک وارد توربین شده و به پره‌ها آسیب می‌رسانند. همچنین فیلتر روغن باعث بهبود راندمان یاتاقان‌ها و بلبرینگ‌ها خواهد شد. در صورت گرفتگی فیلتر سوخت هم نسبت ترکیب سوخت به هوا تغییر میکند و این مورد باعث افت عملکرد موتور و توربو شارژ می‌شود.
3. روغن‌کاری اهمیت زیادی دارد
استفاده از روغن مناسب نقش بسیار پررنگی در خنک‌کنندگی سیستم توربوشارژ خواهد داشت. این موضوع در نهایت منجر به افزایش طول عمر توربو شارژ می‌شود. البته انواع مختلف توربو شارژ علاوه بر روغن، با استفاده از سایر سیالات نیز خنک می‌شوند، اما به هر حال نباید نقش روغن را نادیده بگیریم.
4. همیشه با سرعت زیاد رانندگی نکنید
بسیاری از افراد گمان می‌کنند که چون سیستم توربو را روی خودروی خودشان نصب کرده‌اند، همیشه باید با سرعت زیاد رانندگی کنند. واقعیت آن است که هر چه بیشتر به توربو شارژ فشار بیاورید، استهلاک آن را افزایش داده و از عمر سیستم می‌کاهید. بهتر است زمانی که نیاز به شتابگیری سریع ندارید، بی‌دلیل روی پدال گاز فشار نیاورید و توربو را درگیر نکنید.
5. به موتور اجازه گرم شدن بدهید
وقتی موتور را تازه روشن کرده‌اید، به دلیل پایین بودن دمای روغن، میزان روان‌کنندگی آن پایین است. به همین دلیل توصیه می‌شود که حدود یک دقیقا اجازه بدهید تا موتور گرم شود و روغن به‌شکل روان‌تری به توربو شارژ برسد.
6. با دنده مناسب رانندگی کنید
اگر در هنگام بالا رفتن از جاده‌های شیب‌دار یا وقتی که می‌خواهید سبقت بگیرید، از دنده سنگین استفاده کنید، فشار کمتری روی توربو شارژ وارد می‌شود. در این حالت چون خودرو سریع‌تر شتاب می‌گیرد، توربو شارژر زمان کمتری را در حالت بوست (Boost) سپری میکند و به همین دلیل میزان کارکرد آن کمتر می‌شود.
7. به نحوه خاموش کردن موتور توجه داشته باشید
وقتی به مدت طولانی رانندگی کرده‌اید، دمای موتور و توربو شارژ در بالاترین حد خود قرار دارد. به همین دلیل بهتر است پس از توقف، حدود یک دقیقه اجازه بدهید که خودرو در حالت ثابت روشن بماند و سپس آن را خاموش کنید. با این کار دمای قسمت‌های مختلف به حد نرمال خواهد رسید.
در این مقاله با سیستم توربو شارژ و انواع مختلف آن آشنا شدیم. در حال حاضر تعداد خودروهایی که از توربو شارژر استفاده می‌کنند هر روز در حال افزایش است. به همین دلیل باید با این سیستم به‌طور کامل آشنا باشیم و روش‌های نگهداری از آن را به‌خوبی بدانیم. امیدواریم نکاتی که در این مقاله به آنها اشاره شد، برای شما مفید واقع شوند. اگر شما هم نکته‌ای در زمینه استفاده از توربوشارژ می‌دانید، لطفا آن را با ما و مخاطبان «پرشین خودرو» به اشتراک بگذارید.
نظر شما