سوپر شارژر مرکز گريز ProCharger D1SC

براي فشرده کردن هوا يک سوپر شارژر بايد خيلي سريع بچرخد ـ سريع تر خود موتور. بزرگ تر بودن چرخ دنده ي محرک نسبت به چرخ دنده ي کمپرسور باعث مي شود که کمپرسور سريع تر بچرخد. سوپر شارژر ها مي توانند در سرعت هاي بلايي نظير 50000 تا 65000 دور بر دقيقه کار کنند.
اگر کمپرسور 50000 دور بر دقيقه بچرخد. تقويتي برابر شش تا نه پوند بر اينچ مربع ايجاد مي کند که به معني شش تا نه psi بالاتر از فشار اتمسفريک در يک ارتفاع خاص است. فشار جو در سطح دريا 14.7 psi است، بنابر اين يک تقويت معمولي به وسيله ي يک سوپر شارژر حدود 50 درصد به هواي ورودي بر موتور مي افزايد.
اگر هوا فشرده شود داغ مي شود، بدين معنا که چگالي خود را از دست مي دهد و در زمان انفجار نمي تواند خيلي منبسط شود. اين يعني اين که وقتي به وسيله ي شمع آتش زده مي شود نمي تواند قدرت زيادي ايجاد کند. براي اين که يک سوپر شارژر در ماکسيمم بازده کار کند، هواي فشرده که از بخش خروجي تخليه مي شود. مي بايست قبل از ورود به منيفولد ورودي خنک شود. يک اينتر کولر اين وظيفه را به عهده دارد. اينتر کولر ها به دو صورت عرضه مي شوند: اينتر کولر هاي هوا به هوا و اينتر کولر هاي هوا به آب. هر دو ي آن ها مانند رادياتور ها کار مي کنند. هوا يا آب به مجموعه اي از لوله ها فرستاده مي شوند و وقتي که هواي داغ خارج شده با لوله ها برخورد مي کند خنک مي شود. کاهش دماي هوا چگالي آن را افزايش مي دهد که باعث مي شود. مخلوط متراکم تري از هوا و سوخت وارد اتاق احتراق شود.
در مرحله ي بعد انواع مختلف سوپر شارژر ها را بررسي مي کنيم .

انواع سوپر شارژر

سه نوع سوپر شارژر وجود دارد: روتز (Roots)، دو پيچي(twin screw) و مرکز گريز. تفاوت اصلي آن ها در چگونگي حرکت دادن هوا به سمت منيفولد مکش موتور است. سوپر شارژر هاي روتز و دو پيچي از انواع لب هاي گير اندازنده(meshing lobe) استفاده مي کنند و يک سوپر شارژر مرکز گريز از پروانه براي به درون کشيدن هوا استفاده مي کند. گرچه تمام اين سه نوع موجب تقويت هستند ولي بازدهي هاي متفاوتي دارند. بسته به اين که شما بخواهيد خودرو را کمي تقويت کنيد يا در يک مسابقه رقابت کنيد انواع مختلف سوپر شارژر در اندازه هاي مختلف وجود دارند.

سوپر شارژر اتون، يک سوپر شارژر روتز بهينه سازي شده

سوپر شارژر روتز قديمي ترين طرح است. Philander و Francis روتز در سال 1860 طرح را به عنوان ماشيني که مي تواند به خنک کاري مته هاي معدن کمک کند به ثبت رساندند. در سال 1900 Gottleib Daimler يک سوپر شارژر روتز را در موتور خودرو يي به کار گرفت.

سوپر شارژر روتز

با چرخش لب هاي گير اندازنده، هوايي که ميان لب ها گير کرده است از سمت ورودي به سمت خروجي مي روند. مقادير بزرگي از هوا به منيفولد ورودي مي روند و انباشته مي شوند تا فشار مثبت ايجاد کنند. به همين جهت سوپر شارژر هاي روتز در واقع چيزي بيشتر از دمنده هاي هوا نيستند، و واژه ي دمنده ي هوا همچنان اغلب براي تمام سوپر شارژر ها به کار مي رود.

يک هورد پيک آپ دهه 1940 با يک سوپر شارژر روتز

سوپر شارژر هاي روتز معمولا بزرگ هستند و در بالاي موتور قرار داده مي شوند. سوپر شارژر هاي روتز در ماشين هاي عضلاني و اتومبيل هاي مسابقه و شکاري قرار داده مي شوند زيرا بيرون کاپوت قرار مي گيرند. به هر حال آن ها از نا کار آمد ترين سوپر شارژر ها هستند: اول اينکه به وزن خودرو اضافه مي کنند و دوم اين که به جاي آن که هوا را به صورت يک جريان نرم و پيوسته بفرستند در انفجار هاي گسسته مي فرستند.

سوپر شارژر هاي دو پيچي

يک سوپر شارژر دو پيچي هوا را به وسيله يک جفت لب گير اندازنده که شبيه مجموعه اي از چرخ دنده هاي حلزوني مي باشند مي کشد. هواي درون يک سوپر شارژر دو پيچي مانند يک سوپر شارژر روتز در فضاي ايجاد شده به وسيله ي لب هاي گردنده محبوس مي شود. اما در يک سوپر شارژر دو پيچي هوا درون پوشش موتور فشرده مي شود و اين به خاطر آن است که روتور ها باريک شدگي مخروطي دارند؛ يعني هرچه از سمت ورودي به سمت خروجي برويم فضا ها براي هوا کوچک تر مي شوند و هرچه فضا ها کوچک شوند هوا در فضاي کوچکتري فشرده مي شود.

سوپر شارژر دو پيچي

سوپر شارژر دو پيچي

آنچه گفته شد سوپر شارژر هاي دو پيچي را کار آمد تر مي سازد، اما آن ها گران تر هستند چون روتور هاي پيچ مانند نيازمند دقت بيشتري در فرآيند توليد هستند. برخي انواع سوپر شارژر ها ي دو پيچي مانند سوپر شارژر هاي روتز بالاي موتور مي نشينند، آن ها همچنين صداي زيادي هم توليد مي کنند. هواي فشرده اي که خروجي سوپر شارژر را ترک مي کند. يک صداي ناله يا سوت ايجاد مي کند که بايد به وسيله روش هاي فرو نشاندن صدا آرام شود.

سوپر شارژر هاي مرکز گريز

يک سوپر شارژر مرکز گريز به يک پروانه در سرعت هاي بسيار بالا توان مي دهد تا هوا را به درون پوشش کوچک کمپرسور بکشاند. يک پروانه مي تواند تا سرعت هاي 50000 تا 60000 دور بر دقيقه برسد. همان طور که هوا به مرکز پروانه کشيده مي شود، نيروي مرکز گريز آن را وادار مي کند که به صورت شعاعي به بيرون پخش شود. هوا پروانه را در سرعت بالايي ترک مي کند اما فشار هوا در آن نقطه کم است. يک پخشگر(diffuser) ـ دسته اي از پره هاي ثابت که پروانه را احاطه کرده اند ـ هواي با سرعت بالا و فشار کم را به هواي با سرعت کم و فشار بالا تبديل مي کند. وقتي هوا به پره ها برخورد مي کند، سرعت ملکول هاي آن کم و فشارش زياد مي شود.

سوپر شارژر مرکز گريز ProCharger D1SC

سوپر شارژر مرکز گريز

سوپر شارژر ها ي مرکز گريز کارآمد ترين و رايج ترين سيستم هاي مکش تقويت شده هستند. سبک و کوچک هستند به علاوه به جلوي موتور متصل مي شوند نه به بالاي آن. همچنين وقتي که موتور دور مي گيرد يک ناله ي واضح از آن به گوش مي رسد، ويژگي که سر ها را به سوي خيابان مي چرخاند.

هر دوي مونت کارلو و ميني کوپر اس با سوپر شارژر هم عرضه مي شوند.
هر کدام از اين سوپر شارژر ها مي توانند به عنوان يک ارتقاي پس از فروش براي يک خودرو در نظر گرفته شوند. شرکت هاي متعددي مجموعه ها يي از تمام قطعات ضروري براي نصب يک سوپر شارژر را به عنوان يک پروژه ي do-it-course عرضه مي کنند. در دنياي خودرو هاي عجيب و غريب و fuel racer ها چنين سفارشي سازي يک جزء لازم از ورزش است. خودرو سازان متعددي نيز سوپر شارژر ها را در مدل هاي توليد خود در نظر مي گيرند.
در بخش بعدي در مورد مزايا و معايب به کار بستن سوپر شارژر ياد خواهيم گرفت.

مزايا و معايب سوپر شارژر ها

بزرگ ترين فايده ي سوپر شارژر افزايش توان موتور است. نصب کردن يک سوپر شارژر روي يک ماشين يا کاميون باعث مي شود رفتار ان مانند يک خودرو با موتوري بزرگ تر شود.
اما چه اگر کسي بخواهد ميان سوپر شارژر و توربو شارژر انتخاب کند؟ اين سوال به سختي مورد بحث مهندسان و دوست داران خودرو است. اما به طور کلي سوپر شارژر ها برتري مختصري نسبت به توربو شارژر ها دارند.
سوپر شارژر ها از پس افت(lag) رنج نمي برند ـ يعني زماني ميان فشار دادن پدال و عکس العمل موتور. ولي توربو شارژر ها از پس افت رنج مي برند به خاطر اين که زمان کوتاهي طول مي کشد تا گاز هاي اگزوز به سرعت کافي براي چرخاندن پروانه يا توربين برسند. سوپر شارژر ها هيچ پس افتي ندارند به خاطر اينکه به طور مستقيم توسط ميل لنگ گردانده مي شوند. برخي سوپر شارژر ها در دور هاي پايين بازدهي بيشتري دارند در حالي که برخي ديگر در دور هاي بالا بازدهي بيشتري دارند. براي مثال سوپر شارژر هاي روتز و دو پيچي در دور هاي پايين توان بيشتري ايجاد مي کنند. اما سوپر شارژر هاي مرکز گريز هرچه دور پروانه بيشتر شود کارآمد تر مي گردند، لذا در دور هاي بالاتر توان بيشتري ايجاد مي کنند.
نصب کردن يک توربو شارژر نيازمند اصلاحات و تغييرات زيادي در سيستم اگزوز است. اما سوپر شارژر ها مي توانند به بالا يا پهلوي موتور پيچ شوند، که اين نصب آن ها را ارزان تر و تعمير و سرويس کاري را آسان تر مي سازد.
در نهايت هيچ راه ويژه اي براي خاموش کردن سوپر شارژر ها مورد نياز نيست. زيرا آن ها به وسيله ي روغن موتور روغن کاري نمي شوند. آن ها به صورت معمولي خاموش مي شوند. توربو شارژر ها بايد حدود 30 ثانيه يا کمتر بي بار باشند تا خاموش شوند. در صورت روغن روان سازي براي خنک شدن فرصتي خواهد داشت. با اين گفته يک گرم کردن مناسب براي سوپر شارژر ها مهم به نظر مي رسد، به گونه اي که در دماهاي معمولي کار با بيشترين بازده کار مي کنند.
سوپر شارژر ها معمولا بر روي موتور هاي احتراق داخلي هواپيما ها افزوده مي شوند. اين کار منطقي است اگر در نظر داشته باشيم که هواپيما ها بيشتر زمان خود را در ارتفاع هاي زياد مي گذرانند که اکسيژن کمتري براي احتراق وجود دارد. با آمدن سوپر شارژر ها هواپيما ها قادر بودند تا در ارتفاع هاي بالا تري پرواز کنند بدون اين که از کارايي موتور کاسته شود.

يک سيستم ابتدابي براي يک هواپيما همراه يک سوپر شارژر مرکز گريز يا کمپرسور

سوپر شارژر ها يي که در هواپيما ها به کار بسته مي شوند درست مانند آن ها يي کار مي کنند که در خودرو ها نصب شده اند. آنها توان خود را مستقيما از موتور مي گيرند و يک کمپرسور را براي دميدن هواي پر فشار به اتاقک احتراق به کار مي اندازند. توضيحات بالا ساز و کار ساده اي از يک هواپيماي سوپر شارژ شده را نشان مي دهد.
اول بار سوپر شارژر ها در اواخر جنگ جهاني دوم در هواپيما ها به کار برده شدند. يک مثال در خور توجه Supermarine Spitfire است، هواپيمايي که به وسيله نيروي هوايي سلطنتي به کار گرفته شد و يک موتور سوپر شارژ شده ي رولز رويس مرلين را در خود جا داده بود.
بزرگ ترين نقطه ي ضعف سوپر شارژر ها ويژگي است که ريشه در تعريف آن ها دارد: از آنجايي که ميل لنگ آن را مي گرداند، به طور قطع قسمتي از توان موتور را مي گيرد. يک سوپر شارژر مي تواند تا حدود 20% توان موتور را مصرف کند. در عين حال چون سوپر شارژر مي تواند تا حدود 46% بر توان موتور بيفزايد، بيشتر مردم فکر مي کنند ارزشش را دارد.

هم از توبره هم از آخور

Volkswagen اخيرا يک موتور Twinchargerدار را روي يک Golf GT.T عرضه کرده است. Twincharger هم از توربو شارژر و هم از سوپر شارژر بهره مي برد. در دور هاي پايين سوپر شارژر هوا را به درون سيلندر فشار مي دهد و گشتاور را ارتقا مي بخشد و در دور هاي بالا وقتي گاز هاي اگزوز در مقادير کافي توليد شدند، توربو شارژر تاثير خود را آغاز مي کند. GT که فقط در اروپا در دسترس است. در 7.9 ثانيه 62 مايل بر ساعت سرعت مي گيرد. همچنين مي تواند به 136 مايل در ساعت برسد در حالي که هنوز با هر گالن سوخت 39 مايل راه مي پيمايد.
سوپر شارژينگ بر تنش موتور مي افزايد، که محتاج اين است که موتور براي تحمل تقويت بيشتر و انفجار هاي بزرگ تر قوي باشد. بيشتر توليد کنند گان اين منظور را با انتخاب قطعات قوي تري تامين مي کنند. طراحي يک موتور براي سوپر شارژينگ قيمت آن را افزايش مي دهد. همچنين سوپر شارژر ها هزينه ي نگه داري بيشتري دارند و بيشتر توليد کنند گان سوخت با کيفيت و عدد اوکتان بالا را براي چنين خودرو ها يي توصيه مي کنند.
علي رغم نقاط ضعف سوپر شارژر ها، سوپر شارژينگ هنوز هم کم هزينه ترين راه براي افزايش توان موتور است. سوپر شارژر ها مي توانند بين 50 تا 100 توان موتور را افزايش دهند تا براي مسابقه، کشيدن بار هاي سنگين يا فقط افزودن هيجان به رانندگي معمولي مناسب شود.

شارژر ها چگونه کار مي کنند ؟

از زمان اختراع موتور احتراق داخلي، مهندسان خودرو، عاشقان سرعت و طراحان خودرو هاي مسابقه در حال جست و جوي راه ها يي براي افزايش قدرت آن بوده اند. يک راه براي افزودن قدرت ساختن يک موتور بزرگ تر است. اما موتور هاي بزرگ تر که سنگين تر و ساخت و نگهداري آنها گران تر است هميشه بهتر نيستند.

فوررد رنجر با يک شارژر زير کاپوت

يک راه ديگر براي افزودن قدرت کارآمد تر کردن موتور هاي به اندازه ي معمولي است. مي توان اين کار را با دميدن هواي بيشتر به درون اتاقک احتراق انجام داد. با هواي بيشتر همچنين مي توان سوخت بيشتري اضافه کرد. سوخت بيشتر به انفجار بزرگ تر و افزايش توان مي انجامد. به کار گرفتن يک شارژر يک راه به درد بخور براي به دست آوردن هواي دميده شده ي پر فشار است. در اين مقاله ما توضيح خواهيم داد که شارژر ها چه هستند، چگونه کار مي کنند و چگونه با توربو شارژر ها مقايسه مي شوند.

تفاوت شارژر و توربوشارژر

شارژر به هر وسيله اي گفته مي شود که فشار هواي مکيده شده را به بيش از فشار جو مي رساند. توربو شارژر ها هم اين کار را انجام مي دهند. در واقع کلمه ي توربو شارژر کوتاه شدهي کلمه ي توربو شارژر، اسم رسمي خود است.

يک شارژر دو پيچي

تفاوت بين اين دو سيستم، منبع انرژي آن ها است. توربو شارژر ها توان خود را از توربيني مي گيرند که به وسيله ي جريان جرمي اگزوز به حرکت در مي آيد. ولي شارژر ها به وسيله ي تسمه يا زنجير به صورت مکانيکي از طريق ميل لنگ نيرو مي گيرند.

اصول شارژر ها

يک موتور معمولي 4 زمانه يک زمان را صرف فرآيند مکش مي کند. اين فرآيند 3 مرحله دارد:
پيستون به سمت پايين حرکت مي کند.
حرکت پيستون به سمت پايين خلاء ايجاد مي کند.
هوا در فشار جو به درون اتاق احتراق مکيده مي شود.
همين که هوا به درون موتور کشيده مي شود، مي بايست با سوخت ترکيب شود تا ترکيب هوا و سوخت را تشکيل دهد. بسته اي از انرژي پتانسيل که مي تواند به وسيله ي يک فرآيند شيميايي به نام احتراق به انرژي جنبشي مفيد تبديل شود. شمع، واکنش شيميايي را با مشتعل کردن سوخت آغاز مي کند. وقتي که سوخت بسوزد، مقدار زيادي انرژي آزاد مي شود. نيروي اين انفجار که بالاي سرسيلندر متمرکز مي شود. پيستون را به پايين مي راند و يک حرکت رفت و برگشتي ايجاد مي کند که آن هم آخر کار به چرخ ها منتقل مي شود.

يک موتور ساده به علاوه ي شارژر

اضافه کردن سوخت بيشتر به مخلوط سوخت و هوا انفجار قوي تري ايجاد مي کند. اما ما نمي توانيم به سادگي سوخت بيشتري به داخل موتور پمپ کنيم، زيرا مقدار معيني از اکسيژن براي سوزاندن مقدار سوخت داده شده لازم است. ترکيب شيميايي صحيح ـ 14 بخش هوا با يک بخش سوخت ـ براي کارکرد بهينه يک موتور لازم است. کلام آخر اين که براي وارد کردن سوخت بيشتر بايد هواي بيشتري وارد کرد.
اين کار يک شارژر است. شارژر ها بدون ايجاد کردن خلاء با فشرده کردن هوا در فشاري بالا تر از فشار جو، مکش را افزايش مي دهند. اين کار هواي بيشتري را به درون موتور مي فرستد و موتور را تقويت مي کند. با توجه به هواي اضافه تر، سوخت بيشتري به مخلوط هوا و سوخت افزوده مي شود و قدرت موتور افزايش مي يابد.
شارژينگ به طور متوسط 46 درصد به قدرت موتور و 31 درصد به گشتاور اضافه مي کند. در ارتفاع هاي بالا که عملکرد موتور به خاطر چگالي و فشار کم هوا افت مي کند، شارژر هوا را با فشار بيشتر به موتور مي دهد که موتور بتواند به صورت بهينه اي کار کند.
برخلاف توربو شارژر ها که از گاز هاي اگزوز که از احتراق به دست آمده، براي به کار انداختن کمپرسور استفاده مي کنند، شارژر ها قدرت خود را مستقيما از ميل لنگ مي گيرند. بيشتر آن ها با يک تسمه به حرکت در مي آيند که ان تسمه به دور يک قرقره مي پيچد که آن قرقره به يک چرخ دنده ي محرک متصل است. چرخ دنده ي محرک به نوبه ي خود چرخ دنده کمپرسور را مي چرخاند. روتور کمپرسور در طرح هاي مختلفي عرضه مي شود، اما وظيفه ي ان به درون کشيدن هواست، هوا را فشرده مي کند و به منيفولد ورودي مي فرستد.

شارژر مرکز گريز ProCharger D1SC

براي فشرده کردن هوا يک شارژر بايد خيلي سريع بچرخد ـ سريع تر خود موتور. بزرگ تر بودن چرخ دنده ي محرک نسبت به چرخ دنده ي کمپرسور باعث مي شود که کمپرسور سريع تر بچرخد. شارژر ها مي توانند در سرعت هاي بلايي نظير 50000 تا 65000 دور بر دقيقه کار کنند.
اگر کمپرسور 50000 دور بر دقيقه بچرخد. تقويتي برابر شش تا نه پوند بر اينچ مربع ايجاد مي کند که به معني شش تا نه psi بالاتر از فشار اتمسفريک در يک ارتفاع خاص است. فشار جو در سطح دريا 14.7 psi است، بنابر اين يک تقويت معمولي به وسيله ي يک شارژر حدود 50 درصد به هواي ورودي بر موتور مي افزايد.
اگر هوا فشرده شود داغ مي شود، بدين معنا که چگالي خود را از دست مي دهد و در زمان انفجار نمي تواند خيلي منبسط شود. اين يعني اين که وقتي به وسيله ي شمع آتش زده مي شود نمي تواند قدرت زيادي ايجاد کند. براي اين که يک شارژر در ماکسيمم بازده کار کند، هواي فشرده که از بخش خروجي تخليه مي شود. مي بايست قبل از ورود به منيفولد ورودي خنک شود. يک اينتر کولر اين وظيفه را به عهده دارد. اينتر کولر ها به دو صورت عرضه مي شوند: اينتر کولر هاي هوا به هوا و اينتر کولر هاي هوا به آب. هر دو ي آن ها مانند رادياتور ها کار مي کنند. هوا يا آب به مجموعه اي از لوله ها فرستاده مي شوند و وقتي که هواي داغ خارج شده با لوله ها برخورد مي کند خنک مي شود. کاهش دماي هوا چگالي آن را افزايش مي دهد که باعث مي شود. مخلوط متراکم تري از هوا و سوخت وارد اتاق احتراق شود.

انواع شارژر

سه نوع شارژر وجود دارد: روتز (Roots)، دو پيچي(twin screw) و مرکز گريز. تفاوت اصلي آن ها در چگونگي حرکت دادن هوا به سمت منيفولد مکش موتور است. شارژر هاي روتز و دو پيچي از انواع لب هاي گير اندازنده(meshing lobe) استفاده مي کنند و يک شارژر مرکز گريز از پروانه براي به درون کشيدن هوا استفاده مي کند. گرچه تمام اين سه نوع موجب تقويت هستند ولي بازدهي هاي متفاوتي دارند. بسته به اين که شما بخواهيد خودرو را کمي تقويت کنيد يا در يک مسابقه رقابت کنيد انواع مختلف شارژر در اندازه هاي مختلف وجود دارند.

شارژر اتون، يک شارژر روتز بهينه سازي شده

شارژر روتز قديمي ترين طرح است. Philander و Francis روتز در سال 1860 طرح را به عنوان ماشيني که مي تواند به خنک کاري مته هاي معدن کمک کند به ثبت رساندند. در سال 1900 Gottleib Daimler يک شارژر روتز را در موتور خودرو يي به کار گرفت.

شارژر روتز

با چرخش لب هاي گير اندازنده، هوايي که ميان لب ها گير کرده است از سمت ورودي به سمت خروجي مي روند. مقادير بزرگي از هوا به منيفولد ورودي مي روند و انباشته مي شوند تا فشار مثبت ايجاد کنند. به همين جهت شارژر هاي روتز در واقع چيزي بيشتر از دمنده هاي هوا نيستند، و واژه ي دمنده ي هوا همچنان اغلب براي تمام شارژر ها به کار مي رود.

يک هورد پيک آپ دهه 1940 با يک شارژر روتز

شارژر هاي روتز معمولا بزرگ هستند و در بالاي موتور قرار داده مي شوند. شارژر هاي روتز در ماشين هاي عضلاني و اتومبيل هاي مسابقه و شکاري قرار داده مي شوند زيرا بيرون کاپوت قرار مي گيرند. به هر حال آن ها از نا کار آمد ترين شارژر ها هستند: اول اينکه به وزن خودرو اضافه مي کنند و دوم اين که به جاي آن که هوا را به صورت يک جريان نرم و پيوسته بفرستند در انفجار هاي گسسته مي فرستند.
شارژر هاي دو پيچي يک شارژر دو پيچي هوا را به وسيله يک جفت لب گير اندازنده که شبيه مجموعه اي از چرخ دنده هاي حلزوني مي باشند مي کشد. هواي درون يک شارژر دو پيچي مانند يک شارژر روتز در فضاي ايجاد شده به وسيله ي لب هاي گردنده محبوس مي شود. اما در يک شارژر دو پيچي هوا درون پوشش موتور فشرده مي شود و اين به خاطر آن است که روتور ها باريک شدگي مخروطي دارند؛ يعني هرچه از سمت ورودي به سمت خروجي برويم فضا ها براي هوا کوچک تر مي شوند و هرچه فضا ها کوچک شوند هوا در فضاي کوچکتري فشرده مي شود.
شارژر دو پيچي
شارژر دو پيچي
آنچه گفته شد شارژر هاي دو پيچي را کار آمد تر مي سازد، اما آن ها گران تر هستند چون روتور هاي پيچ مانند نيازمند دقت بيشتري در فرآيند توليد هستند. برخي انواع شارژر ها ي دو پيچي مانند شارژر هاي روتز بالاي موتور مي نشينند، آن ها همچنين صداي زيادي هم توليد مي کنند. هواي فشرده اي که خروجي شارژر را ترک مي کند. يک صداي ناله يا سوت ايجاد مي کند که بايد به وسيله روش هاي فرو نشاندن صدا آرام شود.

شارژر هاي مرکز گريز

يک شارژر مرکز گريز به يک پروانه در سرعت هاي بسيار بالا توان مي دهد تا هوا را به درون پوشش کوچک کمپرسور بکشاند. يک پروانه مي تواند تا سرعت هاي 50000 تا 60000 دور بر دقيقه برسد. همان طور که هوا به مرکز پروانه کشيده مي شود، نيروي مرکز گريز آن را وادار مي کند که به صورت شعاعي به بيرون پخش شود. هوا پروانه را در سرعت بالايي ترک مي کند اما فشار هوا در آن نقطه کم است. يک پخشگر(diffuser) ـ دسته اي از پره هاي ثابت که پروانه را احاطه کرده اند ـ هواي با سرعت بالا و فشار کم را به هواي با سرعت کم و فشار بالا تبديل مي کند. وقتي هوا به پره ها برخورد مي کند، سرعت ملکول هاي آن کم و فشارش زياد مي شود.

شارژر مرکز گريز ProCharger D1SC
شارژر مرکز گريز

شارژر ها ي مرکز گريز کارآمد ترين و رايج ترين سيستم هاي مکش تقويت شده هستند. سبک و کوچک هستند به علاوه به جلوي موتور متصل مي شوند نه به بالاي آن. همچنين وقتي که موتور دور مي گيرد يک ناله ي واضح از آن به گوش مي رسد، ويژگي که سر ها را به سوي خيابان مي چرخاند. هر دوي مونت کارلو و ميني کوپر اس با شارژر هم عرضه مي شوند.
هر کدام از اين شارژر ها مي توانند به عنوان يک ارتقاي پس از فروش براي يک خودرو در نظر گرفته شوند. شرکت هاي متعددي مجموعه ها يي از تمام قطعات ضروري براي نصب يک شارژر را به عنوان يک پروژه ي do-it-course عرضه مي کنند. در دنياي خودرو هاي عجيب و غريب و fuel racer ها چنين سفارشي سازي يک جزء لازم از ورزش است. خودرو سازان متعددي نيز شارژر ها را در مدل هاي توليد خود در نظر مي گيرند.

مزاياي شارژر ها

بزرگ ترين فايده ي شارژر افزايش توان موتور است. نصب کردن يک شارژر روي يک ماشين يا کاميون باعث مي شود رفتار ان مانند يک خودرو با موتوري بزرگ تر شود.
اما چه اگر کسي بخواهد ميان شارژر و توربو شارژر انتخاب کند؟ اين سوال به سختي مورد بحث مهندسان و دوست داران خودرو است. اما به طور کلي شارژر ها برتري مختصري نسبت به توربو شارژر ها دارند.
شارژر ها از پس افت(lag) رنج نمي برند ـ يعني زماني ميان فشار دادن پدال و عکس العمل موتور. ولي توربو شارژر ها از پس افت رنج مي برند به خاطر اين که زمان کوتاهي طول مي کشد تا گاز هاي اگزوز به سرعت کافي براي چرخاندن پروانه يا توربين برسند. شارژر ها هيچ پس افتي ندارند به خاطر اينکه به طور مستقيم توسط ميل لنگ گردانده مي شوند. برخي شارژر ها در دور هاي پايين بازدهي بيشتري دارند در حالي که برخي ديگر در دور هاي بالا بازدهي بيشتري دارند. براي مثال شارژر هاي روتز و دو پيچي در دور هاي پايين توان بيشتري ايجاد مي کنند. اما شارژر هاي مرکز گريز هرچه دور پروانه بيشتر شود کارآمد تر مي گردند، لذا در دور هاي بالاتر توان بيشتري ايجاد مي کنند.
نصب کردن يک توربو شارژر نيازمند اصلاحات و تغييرات زيادي در سيستم اگزوز است. اما شارژر ها مي توانند به بالا يا پهلوي موتور پيچ شوند، که اين نصب آن ها را ارزان تر و تعمير و سرويس کاري را آسان تر مي سازد.
در نهايت هيچ راه ويژه اي براي خاموش کردن شارژر ها مورد نياز نيست. زيرا آن ها به وسيله ي روغن موتور روغن کاري نمي شوند. آن ها به صورت معمولي خاموش مي شوند. توربو شارژر ها بايد حدود 30 ثانيه يا کمتر بي بار باشند تا خاموش شوند. در صورت روغن روان سازي براي خنک شدن فرصتي خواهد داشت. با اين گفته يک گرم کردن مناسب براي شارژر ها مهم به نظر مي رسد، به گونه اي که در دماهاي معمولي کار با بيشترين بازده کار مي کنند.
شارژر ها معمولا بر روي موتور هاي احتراق داخلي هواپيما ها افزوده مي شوند. اين کار منطقي است اگر در نظر داشته باشيم که هواپيما ها بيشتر زمان خود را در ارتفاع هاي زياد مي گذرانند که اکسيژن کمتري براي احتراق وجود دارد. با آمدن شارژر ها هواپيما ها قادر بودند تا در ارتفاع هاي بالا تري پرواز کنند بدون اين که از کارايي موتور کاسته شود.

يک سيستم ابتدابي براي يک هواپيما همراه يک شارژر مرکز گريز يا کمپرسور

شارژر ها يي که در هواپيما ها به کار بسته مي شوند درست مانند آن ها يي کار مي کنند که در خودرو ها نصب شده اند. آنها توان خود را مستقيما از موتور مي گيرند و يک کمپرسور را براي دميدن هواي پر فشار به اتاقک احتراق به کار مي اندازند. توضيحات بالا ساز و کار ساده اي از يک هواپيماي شارژ شده را نشان مي دهد.
اول بار شارژر ها در اواخر جنگ جهاني دوم در هواپيما ها به کار برده شدند. يک مثال در خور توجه Supermarine Spitfire است، هواپيمايي که به وسيله نيروي هوايي سلطنتي به کار گرفته شد و يک موتور شارژ شده ي رولز رويس مرلين را در خود جا داده بود.

معايب شارژر ها

بزرگ ترين نقطه ي ضعف شارژر ها ويژگي است که ريشه در تعريف آن ها دارد: از آنجايي که ميل لنگ آن را مي گرداند، به طور قطع قسمتي از توان موتور را مي گيرد. يک شارژر مي تواند تا حدود 20% توان موتور را مصرف کند. در عين حال چون شارژر مي تواند تا حدود 46% بر توان موتور بيفزايد، بيشتر مردم فکر مي کنند ارزشش را دارد.
شارژينگ بر تنش موتور مي افزايد، که محتاج اين است که موتور براي تحمل تقويت بيشتر و انفجار هاي بزرگ تر قوي باشد. بيشتر توليد کنند گان اين منظور را با انتخاب قطعات قوي تري تامين مي کنند. طراحي يک موتور براي شارژينگ قيمت آن را افزايش مي دهد. همچنين شارژر ها هزينه ي نگه داري بيشتري دارند و بيشتر توليد کنند گان سوخت با کيفيت و عدد اوکتان بالا را براي چنين خودرو ها يي توصيه مي کنند.
علي رغم نقاط ضعف شارژر ها، شارژينگ هنوز هم کم هزينه ترين راه براي افزايش توان موتور است. شارژر ها مي توانند بين 50 تا 100 توان موتور را افزايش دهند تا براي مسابقه، کشيدن بار هاي سنگين يا فقط افزودن هيجان به رانندگي معمولي مناسب شود.

هم از توبره هم از آخور

Volkswagen اخيرا يک موتور Twinchargerدار را روي يک Golf GT.T عرضه کرده است. Twincharger هم از توربو شارژر و هم از شارژر بهره مي برد. در دور هاي پايين شارژر هوا را به درون سيلندر فشار مي دهد و گشتاور را ارتقا مي بخشد و در دور هاي بالا وقتي گاز هاي اگزوز در مقادير کافي توليد شدند، توربو شارژر تاثير خود را آغاز مي کند. GT که فقط در اروپا در دسترس است. در 7.9 ثانيه 62 مايل بر ساعت سرعت مي گيرد. همچنين مي تواند به 136 مايل در ساعت برسد در حالي که هنوز با هر گالن سوخت 39 مايل راه مي پيمايد.

چه تفاوتى بين شارژر و توربو شارژر وجود دارد؟

اجازه بدهيد ابتدا از شباهت ها شروع كنيم.هر دوى توربو و شارژر سيستمهاي القاء اجبارى ناميده مى شوند وهستند.انها جريان هوا را فشرده مى كنند وبه داخل موتور مى فرستند.مزيت فشرده كردن هوا اين است كه موتور مقدار بيشترى هوا را وارد سيلندر مى كند.وارد شدن هواى بيشتر به معناي سوخت بيشتر در سيلندر است بنابراين شما قدرت بيشترى نيز در هر انفجار از هر سيلندر بدست مى آوريد.وجود توربو/ شارژر در موتور باعث توليد نيروي بيشترى نسبت به حالتى كه موتور بدون شارژر است مى شود.ميزان تقويت توربو/ شارژر به اندازه 6تا 8 پوند بر اينچ مربع(psi) است.مى دانيم كه فشار نرمال اتمسفر در سطح آزاد دريا 14.7 psi است.در نتيجه در مى يابيم كه توربو/ شارژر به اندازه 50% هواي بيشتر به داخل موتور و سيلندر مى فرستند.بنابراين شما انتظار 50% نيروى بيشتر نسبت به حالت عادى داريد.اما كاملا نيز به اين مقدار نمى رسد بلكه بين 30 تا40 % بهبود مى يابد.تفاوت اساسي بين توربو/ شارژر در محل تامين انرژى شان است .همان انرژى كه باعث فشرده شدن هوا مى شود.در شارژرتامين انرژى توسط يك تسمه كه به طور مستقيم به موتور متصل است انجام مى شود.مانند پمپ آب وژنراتورها در موتور خودرو كه به همين صورت انرژى خود را بدست مى آورند. در توربو شارژر اين انرژى توسط گازهاي خروجي از اگزوز تامين مى شود.اين گازها با سرعت و فشارى كه دارند توربين را به حركت در مىاورند ودر نتيجه توربين هم كمپرسور را به حركت در مىاورد كه باعث فشرده كردن هوا مى شود.
توربو شارژر كارايى بالاتري نسبت به شارژرها دارد.زيرا از انرژى تلف شده و گازهاي خروجي براي تامين انرژى خود استفاده مى كند.ولي توربو شارژر باعث مى شود كه مقداري فشار برگشتى درسيستم اگزوز ايجاد شود كه اين فشار برگشتى مى تواند باعث كاهش كارايى توربو شارژر تا زمانى كه موتور در دور بالا كار مى كند شود.نصب كردن شارژر ها راحت تر است ولى تمام مى شود

توربو شارژر موتورسيكلت

توربوشارژر موتورسيكلت سوخت مجزايي داره يا همون بنزينه؟

عمر موتوريسكلت با توربوشارژر بيشتره يا بدون توربوشارژر؟

تحليل و ارزيابي اثرگذاري سيستم توربوشارژ بر مصرف سوخت و ميزان آلاينده هاي خروجي اتوبوس هاي گازسوز نمونه منتخب «شرکت واحد اتوبوسراني تهران»

براساس مطالعات انجام شده سهم خودروها در انتشار آلاينده ها در حدود %70 است و اين سهم نيز عمدتا ناشي از سوخت هاي فسيلي است. با توجه به مشکلات روزافزون آلودگي هوا و عواقب زيست محيطي آن به دليل استفاده از سوخت هاي دودزا (گازوئيل و بنزين و...) که حجم عمده اي از اين آلودگي توسط وسايل نقليه شخصي يا عمومي توليد مي گردد، استفاده از سوخت گاز طبيعي به دليل توليد حداقل گازهاي آلوده کننده در صدر اولويت هاي دولتها از جمله کشور ايران جهت جايگزين نمودن اين سوخت با ديگر سوخت هاي موجود در وسايل نقليه قرار دارد. در اين راستا، لازم است تحقيقاتي در جهت بهينه سازي فناوري گازسوز نمودن خودروها انجام گيرد که يکي از جنبه هاي تحقيقاتي، تاثير توربوشارژ بر ميزان آلايندگي و مصرف سوخت خودروهاي گازسوز است. در اين تحقيق سعي شده است تاثير توربوشارژ در ميزان آلاينده ها و مصرف سوخت اتوبوس گازسوز 355 (يکي از اتوبوسهاي گازسوز شرکت واحد) به کمک داده هاي آزمايشگاهي و تحليلهاي آماري بررسي شود. در اين پژوهش با الهام از نتايج و داده هاي آزمايشگاهي موجود، ابتدا توان مناسبي با توجه به تاثير نوع توروشارژ بر روي اتوبوس گازسوز 355 که به عنوان اتوبوس مبنا جهت آزمايش در نظر گرفته شده است؛ انتخاب شد و سپس ميزان آلاينده ها که ابتدا با استفاده از اصول و مقادير پايه ترموديناميک و احتراق محاسبه شده، مقايسه گرديد و در مرحله بعدي اين مقادير با ميزان استاندارد آلايندگي EURO2 اروپا- که ميزان آلاينده هاي استاندارد از آزمايش بر روي اتوبوس گازسوز اسکانيا که موفق به کسب استاندارد آلايندگي EURO2 اروپا شده است، لحاظ گرديده مقايسه شده و در نهايت توربوشارژي که بيشترين تاثير را جهت سازگاري با اين استاندارد و حداقل سازي آلاينده ها و مصرف سوخت داشته است؛ به عنوان توربوشارژ منتخب معرفي مي شود که در اين پروژه تحقيقي، توربوشارژ Garrett مدل Gt37 بهترين توربوشارژ سازگار با اين اتوبوس گازسوز چه از لحاظ قدرت و چه از لحاظ تاثير بر ميزان آلاينده ها و مصرف سوخت معرفي مي شود.
منابع و ماخذ:
http://www.TurkanTuning.mihanblog.com
http://www.centralclubs.com/
http://www.parsikhodro.com/underhood/49.htm
http://www.centralclubs.com
:http://www.forum.niksalehi.com/
http://www.allengineering.ir
www. Automotivemag.com
www.automotive.com
http://iran204.blogfa.com
http://www.frequency.ir
http://carsx2.blogfa.com/
http://www.carx1.com/
http://forum.patoghu.com/
http://www.daneshju.ir/
http://www.sid.ir
:سايت پارسي خودرو
/خ