تبلیغات
قطعه شناسی اتومبیل - توربوشارژر هندسه متغیر چگونه کار می‌کند؟

 

صفحه اصلی

تماس با ما

آرشیو مطالب

طراح قالب

 
  کاربر مهمان، خوش آمدید!

منوی اصلی
لینکهای سریع
صفحه نخست
تماس با ما
آرشیو مطالب
ایمیل
لینک ار اس اس
طراح قالب
موضوعات

آرشیو ماهانه
شهریور 1392
خرداد 1392
اسفند 1391
دی 1391
مهر 1391
شهریور 1391
مرداد 1391
تیر 1391
خرداد 1391
اردیبهشت 1391
فروردین 1391
اسفند 1390
بهمن 1390
دی 1390
آذر 1390
آبان 1390
مهر 1390
شهریور 1390
مرداد 1390

.:: لیست کامل آرشیو ماهانه ::.


لوگوی دوستان


آمار بازدید
نویسندگان :
» همایون فرزین

آمار بازدید :
» تعداد مطالب :
» تعداد نویسندگان :
» آخرین بروز رسانی :
» بازدید امروز :
» بازدید دیروز :
» بازدید این ماه :
» بازدید ماه قبل :
» بازدید کل :
» آخرین بازدید :

اَبر برچسبها

یاتاقان مشخصات فنی تصاویر پژو تصاویر مختلف بنز کلاس s واژه نامه اتومبیل C کرمان موتور تصاویر بنز رنو اسکالا تصاویر مزدا 6 بلدوزر هپکو جی ای سی porche وانت تندر مشخصات فنی رنو لاگونا واژه نامه اتومبیل A تصاویر داشبورد بنز class s تصاویر مزدا سوپاپ موتور رنو لاگونا خودروی جی 3 مشخصات فنی بنز c180 مشخصات فنی بنز c250 داشبورد بنز مشخصات فنی مشخصات فنی مزدا 3 جدید پیستون موتور مشخصات فنی بنز e200 تصاویر بنز کلاس s کیا تصاویر kia مشخصات فنی بنز E350 چگونگی رانش در پیچ تصاویر لامبورگینی 4 میلیون دلاری لو رفت مزدا تصاویر بنز class s پورشه تصاویر مختلف پژو کمباین هپکو مزدا 5 مزدا 3 تصاویر پورشه


تبلیغات





توربوشارژر هندسه متغیر چگونه کار می‌کند؟

توربوشارژر هندسه متغیر چگونه کار می‌کند؟

دنیای‌خودرو- مهندس بابک وفایی: تا به حال در مقاله‌های مختلفی به توربوشارژر و وظایف آن در موتور خودرو پرداخته‌ایم. اما این بار قصد داریم به نوع خاصی از توربوشارژر اشاره کنیم که با وجود پیچیدگی‌های فنی و هزینه تولید بالاتر، به دلیل توانایی‌هایش روز به روز محبوبیت بیشتری نزد خودروسازان پیدا می‌کند. توربوشارژر هندسه متغیر راه حلی است که خودروسازان برای رفع مشکلات توربوشارژر‌های معمولی ابداع کردند و توانستند بخش‌های زیادی از مشکلات موجود در مسیر کاری توربوشارژر‌ها را بر طرف کنند.

موتور خودرو نیاز به نسبت مشخصی از هوا و سوخت دارد تا بتواند به صورت بهینه به کار خود ادامه دهد و هر‌گونه تغییر در آن باعث کاهش کارآیی موتور (در زمینه عملکردی و مصرف سوخت) می‌شود. شاید به نظر برسد با افزایش میزان سوخت تزریق شده به موتور می‌توان قدرت را افزایش داد اما متاسفانه این راه حل ساده مشکلات زیادی را به دنبال دارد که آن را غیر‌عملی می‌کند.
با افزایش میزان سوخت در هر بار پاشش به محفظه احتراق، به همان نسبت نیاز به وجود هوای بیشتر نیز هست اما فشار هوای ورودی به موتور تابعی از فشار هوای اطراف ما است و نمی‌توان انتظار داشت موتور در هر بار مکش حجم بیشتری از هوا را بکشد. به این ترتیب در صورت پاشش سوخت بیشتر، نه تنها افزایش قدرتی رخ نمی‌دهد بلکه با افزایش مصرف سوخت، کارآیی موتور خودرو نیز کاهش پیدا می‌کند.
دلیل اصلی کاهش کارآیی خودرو در ارتفاعات بالا نیز دقیقاً همین مساله است چرا که با کاهش فشار هوا، به همان نسبت میزان سوخت نیز کمتر می‌شود که در نهایت حاصلی جز کاهش کارآیی موتور به دنبال نخواهد داشت. این مساله از سال‌های اولیه اختراع موتور‌های درون‌سوز ذهن مهندسان را به خود جلب کرده بود. البته مهندسان خودرو در این میان تنها نبودند چرا که هواپیما‌ها هم از مشکل مشابهی رنج می‌بردند. پرواز در ارتفاع بالا به معنی کاهش فشار هوای پیرامون است و به دنبال آن از دست رفتن توان موتور که به هیچ عنوان پذیرفتنی نیست.
برای رفع این مشکل مهندسان ایده استفاده از سیستم‌های پر‌خوران را مطرح کردند. در این سیستم‌ها، هوا با فشار بیشتری به داخل سیلندر فرستاده می‌شد و به این ترتیب با افزایش فشار هوا، در هر مرتبه مکش، هوای بیشتری وارد می‌شد که اجازه تزریق سوخت بیشتر را هم می‌داد. این سیستم‌ها شامل سوپرشارژر و توربوشارژر هستند که هر چند هدف نهایی آن‌ها یکسان است اما روش کار متفاوتی دارند که پیش از این به آن پرداخته‌ایم اما موضوع بحث ما در این شماره توربوشارژر‌ها هستند.
توربوشارژر و دردسر‌هایش
توربوشارژر‌ها در حقیقت دو توربین متصل به یکدیگر هستند که یکی از آن‌ها با فشار گازهای خروجی اگزوز به حرکت در‌می‌آید و در سوی دیگر باعث فشردن هوای اضافه به داخل سیلندر می‌شود. هر چند این توضیح کلی از توربوشارژر قطعاً نمی‌تواند پیچیدگی ذاتی و تکنولوژی بسیار بالای این قطعه را تشریح کند اما برای آنچه ما به دنبالش هستیم کافی است.
توربوشارژر‌ها با یک مشکل ذاتی بزرگ مواجه‌اند و آن وابستگی آن‌ها به جریان گاز‌های خروجی از اگزوز است. در دور‌های پایین موتور، میزان و سرعت گاز‌های خروجی از اگزوز پایین است و به این ترتیب توربین نمی‌تواند میزان دور لازم را ایجاد کند و در نتیجه هوای وارد شده به موتور کافی نخواهد بود. این وضعیت باعث می‌شود در لحظه فشردن پدال گاز توسط راننده، میزان هوای فشرده شده توسط توربوشارژر به حد کافی نباشد. به این ترتیب در زمان آغاز حرکت، موتور از توان کافی برخوردار نبوده و برای چند لحظه نخست از آغاز شتابگیری موتور نمی‌تواند به میزان لازم قدرت و گشتاور برای شتاب بخشیدن به خودرو تولید کند. به این ترتیب همواره یک فاصله زمانی میان لحظه فشردن کامل پدال گاز از سوی راننده تا لحظه رسیدن موتور به قدرت کامل وجود دارد که از آن به عنوان تاخیر توربو یاد می‌شود.

برای درک بهتر کارآیی توربوشارژر باید از مفهومی به نام Aspect ratio )A/R) یا نسبت ابعادی آگاه باشیم. توضیح چگونگی محاسبه این نسبت اندکی دشوار است اما به طور کلی این نسبت هر چه بزرگ‌تر باشد به معنی آن است که سرعت گازهایی که به توربین توربو می‌رسند کمتر و حجم آن‌ها بیشتر است و در مقابل هر چه این نسبت کمتر باشد سرعت گازهای ورودی به توربین توربو بیشتر بوده و حجم آن‌ها کمتر است. در حقیقت با تغییر در طراحی توربوشارژر می‌توان این نسبت را تغییر داد اما برای هر توربوشارژر این نسبت یک عدد ثابت است و در مدل‌های معمولی امکان تغییر آن پس از تولید وجود ندارد. 
اما موتور برای کارآیی بهینه در دورهای موتور پایین و بالا نیاز به دو نسبت A/R کاملاً متفاوت دارد. البته برای رفع پدیده تاخیر توربو می‌توان توربوشارژر را به گونه‌ای تنظیم کرد که در دورهای پایین و شروع حرکت هم به دورهای بالا برسد تا پدیده تاخیر توربو تا حدود زیادی مرتفع شود. مشکل اینجا است که با این کار توربوشارژر در دورهای بالای موتور بیش از حد دور می‌گیرد و احتمال آسیب دیدن آن زیاد است. با بررسی این روند بود که ایده طراحی و ساخت توربوشارژر هندسه متغیر مطرح شد، توربوشارژری که در آن بتوان بسته به شرایط نسبت سرعت و حجم گازهای وارد شده به توربین را از طریق تغییر در A/R تغییر داد.
راز تغییر در توربوشارژر
این توربوشارژرها در ابتدا برای نصب بر روی موتورهای دیزل طراحی شدند چرا که در این موتورها در دورهای پایین سرعت گازهای خروجی بسیار پایین است و استفاده از این سیستم می‌تواند کمک زیادی بکند اما به مرور استفاده از آن‌ها از اواخر دهه 80 و اوایل دهه 90 در خودروهای سواری هم رواج پیدا کرد.
همان‌گونه که در شکل‌ها دیده می‌شود اصول کلی کارکرد این توربوشارژرها مانند توربوشارژرهای معمولی است اما وجود تعدادی پره در محیط پیرامون توربین آن‌ها را از توربوشارژرهای دیگر جدا می‌کند چرا که در توبوشارژرهای عادی گازهای خروجی اگزوز مستقیماً به توربین برخورد می‌کنند اما در اینجا برای رسیدن به توربین باید از میان پره‌های نصب شده عبور کنند.
در دورهای موتور پایین، فشار گازهای خروجی از اگزوز پایین است و به همین دلیل توان لازم برای چرخاندن سریع توربین را ندارند. در این شرایط پره‌ها به سمت بسته شدن حرکت می‌کنند. با این کار، سرعت گازهایی که به توربین می‌رسند افزایش پیدا می‌کند و می‌توانند سریع‌تر توربین توربوشارژر را به حرکت در آورند که در نتیجه قدرت موتور در دورهای پایین به شکل قابل ملاحظه‌ای افزایش پیدا می‌کند. به این ترتیب با کاهش نسبت A/R توربوشارژر می‌تواند در دورهای موتور پایین با سرعت بیشتری دوران کند و به این ترتیب هوای بیشتری را به موتور بدمد و موتور در آغاز حرکت با افت توان مواجه نمی‌شود.
با افزایش تدریجی دور موتور، سرعت گازهای اگزوز ورودی به توربوشارژر خود به خود افزایش پیدا می‌کند و در صورتی که پره‌ها بخواهند همچنان به حالت نیمه بسته باقی بمانند افزایش سرعت توربین می‌تواند به توربوشارژر آسیب برساند و یا حتی بوست بیش از حد ممکن است موتور را از میان ببرد. برای رفع این مشکل، در دورهای موتور بالا، پره‌های سیستم به حالت باز درمی‌آید که این مسئله باعث کاهش فشار توربین می‌شود هر چند این کاهش فشار در اصل با افزایش فشار ناشی از گازهای خروجی اگزوز که وارد توربوشارژر شده‌اند جبران می‌شود. با این تغییر، نسبت A/R افزایش پیدا می‌کند تا در دورهای موتور بالا سیستم از آسیب دیدن محفوظ بماند.
مزایا و معایب
توربوشارژر هندسه متغیر (VGT) دو مزیت عمده دارد که استفاده از آن را توجیه‌پذیر می‌کند. نخستین مزیت بدون شک کاهش پدیده تاخیر توربو است چرا که در دور موتور پایین توربین توربوشارژر همچنان دور بالایی دارد و می‌تواند در زمان شروع حرکت و به محض فشردن پدال گاز توسط راننده وارد عمل شود. این یک مزیت بسیار بزرگ برای خودروهای اسپرت است و به همین علت در حال حاضر یکی از مشتریان پر و پا قرص این سیستم شرکت پورشه آلمان است. این شرکت در مدل 911 با بهره‌گیری از موتور 3.8 لیتری مجهز به دو توربوشارژر هندسه متغیر توانسته قدرتی معادل 530 اسب‌بخار تولید کند. محور این توربوشارژرها در بالاترین دور موتور تا 150 هزار دور در دقیقه هم دوران می‌کنند و می‌توانند تا 1.2 میلیون هوا را در ساعت به موتور تزریق کنند.
VGT یک مزیت دیگر نیز عرضه می‌کند و آن افزایش کارآیی مجموعه توربوشارژر در تمام دورهای موتور است و به این ترتیب می‌توان در ادامه افزایش توان، کاهش مصرف سوخت را نیز شاهد بود.
در مقابل این مزایا، VGT ساختار پیچیده‌تری نسبت به توربوشارژرهای عادی دارد که این ساختار پیچیده‌تر باعث افزایش قیمت آن نیز می‌شود.



مرتبط با : قطعات موتور

نوشته شده توسط همایون فرزین در 1391/06/25

نظرات (

مطالب پیشین

» خودروی جی 3
» لوگوی bmw
» رونمایی ابرخودروی VXR8 GTS توسط واکسهال
» تصاویر لامبورگینی 4 میلیون دلاری لو رفت
» وانت تندر
» رنو لاگونا
» رنو اسکالا
» رنو فلؤنس
» بنز e220
» فورد تاندربرد 1963
» 10 تا از ابر خودروهای نمایشگاه خودروی پاریس ۲۰۱۲
» توربوشارژر هندسه متغیر چگونه کار می‌کند؟
» اتوبوسی منحصربه‌فرد
» مشت آهنین ولوو
» سوپر خودرو های 2012

» لیست کامل مطالب ارسالی


درباره



لوگوی ما



نظرسنجی

کدام بهتر است؟





جستجو

     

پیوند های روزانه

سرگرمی
سایت خودرو ها
ایران خودرو
سایپا

.:: لیست کامل پیوندهای روزانه ::.

.:: ارسال پیوند ::.

صفحه اصلی |  تماس با ما |  اضافه به علاقه مندی ها | ذخیره صفحه | تم دیزاینر


Powered By mihanblog.com Copyright © 2009 by mfcar
Design By : wWw.Theme-Designer.Com