توربوشارژر ؛ کارکرد و دلایل خرابی
توربوشارژر؛ کارکرد و دلایل خرابی
*با ما (گروه بازرگانی فلاحی) همراه باشید.
این روزها استفاده از توربوشارژر در خودروها بسیار رایج است. شاید این فناوری به نظر جدید برسد اما استفاده از توربوشارژر اصلا جدید نیست و به دهه‌ها پیش برمی‌گردد. البته در آغاز توربوشارژر برای استفاده در هواپیماها توسعه پیدا کرد اما به‌مرور استفاده از آن در خودروها هم رواج یافت. این روزها در کشورمان هم شاهد حضور پررنگ خودروهای دارای توربوشارژر هستیم و داشتن اطلاعات در مورد این قطعه می‌تواند به مالکین خودروهای دارای توربوشارژر کمک کند. در این مقاله به هر آنچه باید در مورد توربوشارژر بدانید، پرداخته می‌شود.
این روزها استفاده از توربوشارژر در خودروها بسیار رایج است. شاید این فناوری به نظر جدید برسد اما استفاده از توربوشارژر اصلا جدید نیست و به دهه‌ها پیش برمی‌گردد. البته در آغاز توربوشارژر برای استفاده در هواپیماها توسعه پیدا کرد اما به‌مرور استفاده از آن در خودروها هم رواج یافت. این روزها در کشورمان هم شاهد حضور پررنگ خودروهای دارای توربوشارژر هستیم و داشتن اطلاعات در مورد این قطعه می‌تواند به مالکین خودروهای دارای توربوشارژر کمک کند. در این مقاله به هر آنچه باید در مورد توربوشارژر بدانید، پرداخته می‌شود.
توربوشارژر چیست؟
توربو شارژر (Turbocharger)، قطعه‌ای است که بر روی موتور خودرو نصب می‌شود و باعث افزایش بازدهی و بهبود کارایی موتور می‌شود. به همین دلیل است که خودروسازان برای خودروهای خود توربوشارژر را استفاده می‌کنند. توربوشارژر وظیفه دارد با تزریق هوای بیشتر به محفظه احتراق، به موتور کمک کند که با تزریق سوخت بیشتر، توان را افزایش دهد.
یک توربوشارژر از دو نیمه تشکیل می‌شود که توسط یک محور به هم متصل می‌شوند. از یک‌طرف گازهای داغ اگزوز توربین را می‌چرخانند. این توربین خود متصل به توربین دیگری است که هوا را به درون مکش کرده، فشرده می‌کند و به موتور می‌فرستد.
فشرده کردن هوا همان چیزی است که قدرت اضافی به موتور خودرو می‌بخشد و بازدهی آن را بهتر می‌کند. این مسئله به این علت است که هرچه هوای بیشتری بتواند به محفظه احتراق راه یابد، امکان سوزاندن سوخت بیشتر فراهم می‌شود که درنتیجه توان بالاتری فراهم می‌کند.
توربوشارژر چگونه کار می‌کند؟
توربوشارژر که باهدف طراحی موتورهای کم‌حجم و سبک‌تر و با قدرت بالا، تولید می‌شود، فناوری بسیار ساده‌ای دارد. این قطعه دارای دو توربین یا کمپرسور، هوزینگ، پره‌های چرخان، شفت یا همان محور اتصال، یاتاقان‌ها، بلبرینگ و واشر یا آب‌بند تشکیل است.
به این ترتیب می‌توان گفت که توربوشارژر یک دمنده است، که از دو پروانه تشکیل می‌شود. یکی از این دو پروانه توسط دود خروجی از اگزوز چرخانده شده و چرخ پروانه نامیده می‌شود و دیگری با چرخش پروانه دود می‌چرخد. به این صورت هوای فشرده شده با غلظت بالاتری بعد از خنک کاری به سمت موتور هدایت می‌شود؛ بهینه‌سازی در هوا رسانی به موتور با بالا بردن غلظت اکسیژن، قدرت انفجار در مرحله احتراق را افزایش داده و باعث بهینه‌سازی مصرف سوخت، افزایش راندمان، و کاهش آلودگی هوا می‌شود.
پروانه محرک در توربوشارژر مستقیما توسط گازهای خروجی از منیفولد دود در دمایی حدود 1000 درجه سانتی‌گراد به حرکت در می‌آید. حرکت پروانه دود باعث دوران پروانه هوا با سرعتی بیش از 200 هزار دور در دقیقه خواهد شد.
مزیت‌های استفاده از توربوشارژر
توربوشارژر علاوه بر ایجاد توان اضافی برای موتور، به‌عنوان قطعه‌ای شناخته می‌شود که “توان رایگان” ایجاد می‌کند، زیرا برخلاف سوپرشارژر، این قطعه نیاز به توان موتور برای کار کردن ندارد. در حقیقت برای عملکرد این قطعه، موتور نیاز ندارد که سخت‌تر کار کند. از طرف دیگر موتورهای مجهز به توربوشارژر زمانی که در ارتفاعات بالا قرار می‌گیرند، مانند موتورهای تنفس طبیعی دچار افت توان نمی‌شوند. در ارتفاعات برای موتورهای تنفس طبیعی گرفتن اکسیژن با توجه به اتمسفر موجود در ارتفاعات سخت‌تر می‌شود.
از دیگر مزایای توربو شارژر، افزایش بازدهی سوخت است، هرچند که تصور غلطی درباره خودروهای مجهز به توربوشارژر و بازدهی سوخت وجود دارد؛ در حقیقت استفاده از توربوشارژر بر روی یک موتور تنفس طبیعی باعث افزایش بازدهی سوخت نمی‌شود. کاری که تولیدکنندگان برای بهبود بازدهی سوخت انجام می‌دهند این است که اندازه موتور را کاهش داده و بر روی آن توربوشارژر نصب می‌کنند. مثلا به‌جای استفاده از یک موتور 2.5 لیتری خطی 4 سیلندر تنفس طبیعی، از یک موتور 1.4 لیتری به همراه توربوشارژر استفاده می‌کنند. یک موتور کوچک‌تر، و مجهز به توربوشارژر از لحاظ کارایی مشابه همان موتور قبلی و شاید بهتر خواهد بود، اما به دلیل کوچک‌تر شدن و جابجایی، سوخت کمتری مصرف می‌کند.
معایب توربو شارژر
توربوشارژرها در مقایسه با موتورهای تنفس طبیعی و یا موتورهای مجهز به سوپرشارژر دارای دو عیب اصلی هستند؛ اولین مورد گرمای تولید شده است چراکه توربو شارژر توان خود را از گازهای داغ اگزوز دریافت می‌کند و به همین علت بسیار داغ می‌شود. برخی اوقات در شرایطی خاص برای مثال زمانی که موتور برای مدت‌زمان زیادی در حد مجاز خود کار کند، توربوشارژر برافروخته می‌شود. به همین دلیل است که گاهی دریچه‌هایی بر روی کاپوت یا بر روی پایین بدنه خودروهای اسپرت مشاهده می‌کنید، که این کار به‌منظور جریان هوا در موتور و درنتیجه خنک نگه‌داشتن آن انجام می‌شود.
یکی دیگر از معایب توربو شارژر تاخیر در شتابگیری خودرو است؛ برای کارکرد توربوشارژر باید فشار گازهای خروجی به حد کافی برسد و این مسئله با افزایش دور موتور ممکن است. به این ترتیب در آغاز حرکت توربوشارژر وارد مدار نمی‌شود و نمی‌تواند به افزایش توان موتور خودرو کمک کند.
همچنین موتورهای توربو نسبت به موتورهای تنفس طبیعی حساس‌تر بوده و به مراقبت بیشتری نیاز دارند. برای مثال مدت زمانی که موتور توربو نیاز به گرم شدن دارد، و یا خاموش نکردن خیلی سریع خودرو پس از رانندگی مسافت طولانی.
خرابی توربوشارژر
توربوشارژر هرچند حساس است اما به‌طورکلی قطعه‌ای قابل اطمینان به شمار می‌رود معمولا عوامل بیرونی است که باعث خرابی آن می‌شود. توربوشارژر یک بخش مجزا از موتور نیست و درواقع بخش یکپارچه با موتور محسوب می‌شود. در صورتی که مراقبت صحیح از این قطعه به عمل نیاید، همانند دیگر بخش‌های خودرو دچار مشکل شده و نیاز به تعویض پیدا می‌کند.
مهم‌ترین قاتل این قطعه حساس، روغن است. همان‌طور که قبل از این گفته شد، این قطعه با سرعت بالایی کار می‌کند، درنتیجه روغن‌کاری یاتاقان آن از اهمیت بالایی برخوردار است. در اینجا استفاده از روغن بی‌کیفیت، عدم عملکرد درست اویل پمپ و یا هرگونه مشکلی در روغن‌کاری می‌تواند به این قطعه آسیب برساند.
- یکی از مواردی که ممکن است برای توربوشارژر پیش بیاید، آسیب دیدن شفت مرکزی آن است. زیرا این قطعه انتقال گردش بین دو توربین را بر عهده دارد که در دور بالایی کار می‌کند. لذا در صورت استفاده از روغن نامناسب و هر مسئله‌ای در سیستم روانکاری، این قطعه از تعادل خارج و خراب می‌شود.
- خرابی توربین مورد دیگری است که ممکن است برای این قطعه رخ دهد. این بخش در مجاورت گازهای خروجی از اگزوز بوده و در صورت عدم استفاده از فیلتر هوای مناسب و باکیفیت، به دلیل وجود ذرات و گرد و غبار به پره‌های توربین آسیب وارد می‌شود. لذا استفاده از فیلتر هوا و صافی بنزین باکیفیت بسیار می‌تواند در مراقبت از این قطعه کمک کند.
- وجود مشکل در سیستم خنک‌کننده خودرو نیز می‌تواند به این قطعه آسیب وارد کند. زیرا این قطعه در مجاورت گازهای داغ بوده و از طریق روغن و سیستم خنک کاری خودرو، خنک می‌شود.
- بنزین نامناسب و بی‌کیفیت نیز در عملکرد و دوام پرخوران تاثیر دارد. با توجه به اینکه این قطعه در مجاورت گازهای داغ است، مخلوط بنزین دمای بالاتری نسبت به موتورهای معمولی دارد. به همین دلیل باید از بنزین با اکتان بالاتر استفاده کرد، تا کیفیت و مرغوبیت لازم برای این قطعه را داشته باشد.
- سوپاپ‌های توربوشارژر بخش دیگری از این قطعه است که ممکن است در معرض آسیب قرار گیرد. این قطعات در بیشتر مواقع از طریق ECU کنترل شده و میزان ورودی و خروجی هوا را کنترل می‌کنند.
- نشت روغن نیز یکی از مواردی است که ممکن است به دلیل خرابی آب‌بندهای توربوشارژر، وجود گرفتگی در مسیر لوله‌های روغن و وجود روغن بیش از حد رخ دهد. عدم وجود تعادل در فشار گاز توربین و کمپرسور نیز می‌توان باعث به وجود آمدن این مشکل شود.
نکات مهم در مورد نصب و نگهداری توربوشارژر
- یکی از قطعات بسیار حساس در خودرو، توربوشارژر است؛ همان‌قدر که حساسیت تولید این محصول بالا است، به همان اندازه نصب و راه‌اندازی آن نیز مهم و حساس است؛ خرابی این قطعه می‌تواند منجر به خرابی و تعمیر اساسی موتور شود. به همین دلیل تعویض آن باید در نمایندگی‌های مجاز دارای صلاحیت انجام شود.
- برخورد هر شی خارجی با پروانه‌ها می‌تواند باعث خرابی آن‌ها شود. به همین دلیل باید از تمیز بودن مسیرهای منتهی به پروانه و تمیزی فیلتر هوا، اطمینان حاصل کرد و در زمان‌های مشخص شده در دستورالعمل خودرو، فیلتر را از یک برند معتبر و استاندارد تعویض نمود.
- از سوی دیگر به دلیل کارکرد پروانه‌ها در دور بالا، روغن‌کاری یاتاقان‌های توربوشارژر امری حساس و مهم است؛ به همین دلیل نیاز است روغن موتور را در فواصل زمانی مشخص و مطابق با دستورالعمل خودرو تعویض نمود.
- از خاموش کردن خودرو بعد از رانندگی طولانی در شرایط تمام بار، خودداری کنید؛ چراکه باید فرصتی برای خنک شدن به پروانه‌ها داده شود.
- پیشنهاد می‌شود برای افزایش طول عمر توربوشارژر، خودرو به مدت زیاد به‌صورت خلاص روشن نماند.
- همان‌طور که در قسمت بالا گفته شد، خنک کاری و روغن‌کاری این قطعه بسیار مهم و حساس است و باید قبل از نصب، تمامی مسیرهای خنک کاری و روغن‌کاری قطعه مورد بررسی، بازبینی و تایید مجدد قرار گیرد.
- شروع به کار قطعه در دورهای بالا بدون روغن باعث خرابی آن خواهد شد، به همین دلیل در هنگام تعویض از روغن تمیز برای روغن‌کاری اولیه استفاده نمایید.
- در زمان خرید قطعه باید دقت نمود که هنگامی‌که محصول را از بسته‌بندی آن خارج می‌کنید، بررسی کنید که تمامی درپوش‌های آن بر روی کالا نصب بوده و هیچ شی خارجی امکان ورود به داخل محصول را نداشته است.
- روغن و فیلتر هوای خودرو را طبق دستورالعمل خودرو و در زمان‌های اعلام شده تعویض کنید.
- در هنگام تعویض، تمامی واشرهای اتصالات دود، هوا، آب و روغن را نیز تعویض کرده و از واشرهای نو و استاندارد استفاده کنید.
