مدیران خودروکارمانیا

آشنایی با توربوشارژرهای دوقلو

دکوراسیون زیر کاپوت

عصر خودرو- امروزه با گسترش روزافزون آلایندگی توسط خودروها، عموم خودروسازان به دنبال استفاده از پیشرانه‌های کم حجم هستند و در مقابل برای افزایش بهره‌وری از این نوع پیشرانه‌ها از سیستم توربوشارژر استفاده می‌کنند.

آشنایی با توربوشارژرهای دوقلو
نسخه قابل چاپ
شنبه ۲۴ فروردين ۱۳۹۸ - ۰۹:۲۴:۰۰

    به گزارش پایگاه خبری«عصرخودرو» به نقل از گسترش‌نیوز،  فناوری ساخت سیستم‌های توربوشارژر همواره در حال پیشرفت است و هر یک از خودروسازان با روش‌های مختلف به دنبال ساخت توربوشارژرها با کارایی بیشتر است. امروزه بسیاری از خودروسازان به جای استفاده از یک توربو شارژر از دو توربوشارژر یا ترکیب یک توربوشارژر و سوپرشارژر برای بازدهی بیشتر استفاده می‌کنند. در این مقاله قصد داریم به معرفی، بررسی و چیدمان این سیستم‌ها بپردازیم.

     

    بایتوربو(موازی)

    به طور کلی سیستم‌های مجهز به دو توربوشارژر برای افزایش بازدهی و کاهش تاخیر نسبت به سیستم‌های مجهز به یک توربوشارژر طراحی شد. سیستم‌های مجهز به دو توربوشارژر در سه مدل طراحی و چیدمان می-شوند و به سه دسته سری(sequential)، موازی(parallel) و مرحله‌ای تقسیم می‌شود. هر یک از سازندگان بر روی ساخت نوع خاصی از توربوشارژرها تاکید بیشتری دارند به عنوان مثال برند مرسدس بنز از نوع موازی استفاده بیشتری می‌کند و به طور کلی نیز می‌توان گفت سیستم موازی یکی از پرکاربردترین نوع‌های پیکربندی مورد استفاده برای صنعت خودروسازی است.

    سیستم بای‌توربو به سیستم‌های توربوشارژر دوقلو گفته می‌شود که در آن به طور کلی نیمی از دود خارج شده از سیلندرها در پیشرانه به یک توربوشارژر و نیمه دیگر به توربوشارژر دوم وارد می‌شود. به طور کلی می-توان گفت در این نوع پیکربندی هر دو توربوشارژر وظایف یکسانی را برعهده دارد و به صورت همزمان کار می‌کند. در بیشتر کاربردها هوای فشرده از هر دو توربو در یک منیوفولد مشترک ترکیب می‌شود و به صورت مجزا به سیلندرها فرستاده می‌شود. زمانی که از سیستم بای‌توربو در پیشرانه‌های خطی استفاده می‌شود هر دو توربوشارژر بر روی یک منیوفولد نصب می‌شود اما در پیشرانه‌های v شکل توربوشارژر به صورت اختصاصی بر روی بانک سیلندر نصب می‌شود و این عامل باعث ایجاد تقارن و سادگی لوله‌کشی نسبت به چیدمان و طراحی تنها یک توربوشارژر برای این نوع پیشرانه‌ها می‌شود.

     به طور کلی می‌توان گفت استفاده از دو توربوشارژر باعث کاهش پدیده تاخیر(lag) نسبت به توربوشارژرهای تکی می‌شود؛ همچنین استفاده از دو توربوشارژر کوچک در پیشرانه‌های خطی باعث کاهش حجم اشغال شده نسبت به یک توربوشارژر می‌شود. مواردی از جمله لوله کشی ساده‌تر اگزوز، کم‌تر بودن مقاومت اینرسی و چرخش همزمان هر دو توربین در سیستم‌های بای‌توربو را می‌توان عامل کمتر شدن تاخیر در این نوع سیستم‌ها نسبت به سیستم‌های با توربوشارژر تکی دانست اما با تمام این موارد و استفاده از دو توربوشارژر همچنان پدیده تاخیر در این سیستم نیز در بوست بالا وجود دارد. یکی از راه‌هایی که می‌تواند به کاهش لگ در این سیستم‌ها کمک کند استفاده از توربو‌های کوچک‌تر است که در آن توربو‌ها برای خروجی بوست کمتر اما چرخش زودتر طراحی شده ‌است. هرچند که این سیستم بخشی از توان بیشینه بالا را تلف می‌کند اما همچنان استفاده از آن برای یک پیشرانه با توان مشابه مجهز به یک توربوشارژر از تاخیر کمتری برخوردار است. برند‌های مختلفی نظیر ولوو، میتسوبیشی، ب‌ام‌و، نیسان، آئودی و بنز از پیکربندی موازی برای پیشرانه‌های خود استفاده کرده‌اند. در پیکربندی موازی الزامی برای استفاده از تنها دو توربوشارژر وجود ندارد و می‌توان از بیش از دو توربوشارژر استفاده کرد. بوگاتی ویرون خودرویی است که در آن از 4 توربوشارژر به صورت موازی در پیشرانه 8 لیتری استفاده شده است و بوگاتی EB110 نیز نمونه دیگری از استفاده از چهارتوربوشارژر بر روی یک پیشرانه 3.5 لیتری به صورت موازی است.

    توئینتوربو(سری)

    در توربوشارژر سری پیشرانه از یک توربوشارژر کوچکتر برای سرعت‌های پایین و یک توربوشارژر بزگتر برای سرعت‌های بالا به صورت همزمان استفاده می‌شود. عموما توربوشارژرهای بزرگ در دور کم و با جریان بالا بازدهی مناسبی ندارد و این شرایط باعث فشار کمتر منیوفولد ورودی می‌شود. در نقطه مقابل توربوهای کوچک در سرعت‌های کم به سرعت فازایش دور پیدا می‌کنند اما در سرعت‌های بالا نمی‌تواند به اندازه کافی هوا را تامین کند. در سیستم‌‌های تویین توربو سری در سرعت‌های کم تا متوسط تنها توربوشارژر کوچک یا اولیه فعال است و تمام انرژی خروجی پیشرانه تنها به توربوشارژر اولیه انتقال می‌یابد. استفاده از توربوشارژر اولیه در این حالت باعث ایجاد حداقل تاخیر توربو و افزایش توان خروجی می‌شود. به‌تدریج با افزایش دور پیشرانه توربوشارژر ثانویه که اندازه بزرگتری دارد فعال می‌شود و تا حدی دور می‌گیرد. هنگامی که به سرعت یا فشار خاص و تعیین شده‌ای رسیده شود ولوم‌های کنترل‌کننده جریان کمپرسور و توربین در توربوشارزر ثانویه به صورت کامل باز می‌شود. فعال بودن توربوشارژر اولیه در این نوع سیستم‌ها بستگی به نحوه طراحی دارد و در برخی از سیستم‌ها به هنگام فعال بودن توربوشارژر ثانویه، توربوشارژر اولیه غیرفعال خواهد شد. نسل چهارم تویوتا سوپرا را می‌توان یکی از مهم‌ترین خودروهایی دانست که به یکی از قابل اعتمادترین سیستم‌های توربوشارژر سری مجهز شده است و درصد خطا در این سیستم کمتر از 1 درصد است. در میان سایر مدل‌ها می‌توان به پورشه 959، مزدا RX7، سوبارو لگاسی و پژو 407 اشاره کرد. علاوه بر تمامی موارد گفته شده سیستم دیگری نیز برای توربوشارژرهای سری وجود دارد؛ در این سیستم منیفولد دود از دو خروجی و یک ورودی بهره می‌برد. یکی از خروجی‌ها گاز را به صورت جداگانه به توربین مربوط به دورهای پایین می‌فرستد و دیگری گاز را به سمت توربین بزرگتر هدایت‌ می‌کند. در این بین گاز اضافه خارج شده از توربین بزگتر یا پرفشار به ورودی توربین کم فشار فرستاده می‌شود. این سیستم از دو دریچه استفاده می‌کند و هنگامی که یکی از دریچه‌ها باز می‌شود تا گاز به سمت یکی از توربوشارژرها برود دریچه دیگر از ورود گاز به توربوشارژر دوم جلوگیری می‌کند.

    توربوشارژر مرحلهای

    توربوشارژر مرحله‌ای می‌تواند در سیستم‌هایی به کار رود که در آنها فشار خروجی باید بیشتر از مقداری باشد که توسط یک عدد توربوشارژر ارائه می‌شود و عموما به این نوع سیستم‌ها توئین توربو مرحله‌ای گفته می‌شود. در این نوع سیستم چندیدن توربوشارژر با اندازه یکسان یا مشابه به صورت سری استفاده می‌شود و همگی به صورت همزمان فعالیت می‌کنند. عملیاتی که نخستین توربوشارژر انجام می‌دهد افزایش میزان فشار تا حد ممکن است. توربوهای بعدی وظیفه دریافت گاز از توربوهای قبلی را دارند و بر این اساس میزان فشار را بیشتر از توربوشارژر اول افزایش می‌دهند. این نوع پیکربندی عموما در پیشرانه‌های دیزل یا صنایع هوایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در پیشرانه‌های هواپیما که معمولا لازم نیست سرعت پیشرانه افزایش یا کاهش یابد تاخیر توربوشارژرها مسئله مهمی در طراحی این نوع سیستم‌ها نیست و با توجه به فشار اتمسفر در ارتفاع بالا فشار نسبتا زیاد و فشار مکش کم لازم است. در برخی از انواع پیشرانه‌های دیزل با راندمان بالا از این پیکربندی استفاده می‌شود و چون پیشرانه‌های دیزل با مشکل اشتعال زودرس همانند پیشرانه‌های بنزینی مواجه نیستند می‌توانند از افزایش فشار به مقداری بالاتر از پیشرانه‌های بنزینی بهره ببرند. استفاده از این نوع پیکربندی برای پیشرانه‌های دیزل بین 1.6 لیتری تا 3 لیتری امروزه مرسوم است.

     

    برچسب ها
    کرمان موتورپورسعید
    مطالب مرتبط
    پربازدیدترین های ۲ روز گذشته
      دکه مطبوعات
      • شماره ۴۳۶
      • شماره ۴۳۵
      • شماره ۴۳۴
      • شماره ۴۳۳
      • شماره ۴۳۲
      • شماره ۴۳۰
      • شماره ۴۲۹
      • شماره ۴۲۷
      • شماره ۴۲۶
      آخرین بروزرسانی ۱۶ روز پیش
      آرشیو