سوپر شارژر چگونه کار می کند؟

هم رانندگان خودرو و هم تولیدکنندگان به قدرت اهمیت می دهند. از زمان عصر موتورهای احتراق داخلی مدرن، مهندسان به دنبال راه هایی برای افزایش قدرت موتور بوده اند.

«سوپرشارژر»، اصطلاح رایج خودرویی که قطعاً با آن مواجه خواهید شد، دستگاهی است که دقیقاً این کار را انجام می دهد. سوپرشارژر چیست و چگونه کار می کند؟

توربوشارژر دستگاه دیگری است که برای همین منظور طراحی شده است. برای درک این مؤلفه مهم در وسیله نقلیه خود بخوانید: سوپرشارژر چگونه کار می کند و سوپرشارژر چگونه با توربوشارژر مقایسه می شود.

 

موتور احتراقی چگونه کار می کند و چگونه می توان آن را قوی تر کرد؟

برای پاسخ به “سوپرشارژر چگونه کار می کند؟” برای قوی‌تر کردن موتور خودرو، ابتدا باید بدانید که موتور احتراقی چگونه کار می‌کند.

موتور احتراقی با ترکیبی از هوا و سوخت، انرژی را برای حرکت خودرو تولید می کند.

هوا و سوخت با نسبت معینی وارد محفظه احتراق موتور شده و فشرده شده و مشتعل می شوند تا احتراق یا انفجار ایجاد شود.

این احتراق انرژی تولید می کند که موتور آن را به تمام قسمت های لازم برای روشن کردن خودرو ارسال می کند. به همین دلیل است که موتور مدرن “موتور احتراق داخلی” نامیده می شود.

مشاهده می شود که هوا نقش مهمی در فرآیند تولید انرژی دارد. سرعت جریان هوا به داخل محفظه موتور بر میزان انرژی ایجاد شده تأثیر می گذارد، یعنی بر قدرت موتور تأثیر می گذارد.

وارد کردن هوای بیشتر به موتور احتراقی باعث کارایی بیشتر آن شده و یک سوپرشارژر برای این منظور ساخته می شود.

این روش در افزایش قدرت موتور در مقایسه با بزرگ‌تر کردن موتور ایده‌آل‌تر است که خودرو را سنگین‌تر و حجیم‌تر می‌کند.

 

سوپر شارژر چگونه کار می کند؟

برای کمک به موتور در تولید قدرت بیشتر، دو چیز مورد نیاز است: هوای بیشتر و سوخت بیشتری که به محفظه احتراق موتور مکیده می شود.

لازم به ذکر است که نسبت خاصی برای کارکرد موتور لازم است: 14 قسمت هوا به یک قسمت سوخت.

هوای پمپ شده به محفظه احتراق، هوای معمولی در فشار اتمسفر است. فشرده‌سازی بعداً با کار پیستون انجام می‌شود که برای فشرده‌کردن مخلوط سوخت و هوا به سمت بالا حرکت می‌کند و در نتیجه «خلاء» ایجاد می‌کند.

سوپرشارژر به سادگی با فشرده کردن هوا در فشار بالاتر اتمسفر قبل از پمپاژ به داخل محفظه احتراق، ورودی هوا را افزایش می دهد.

با ورود هوای بیشتر، می توان سوخت بیشتری را به داخل محفظه احتراق پمپ کرد تا موتور احتراق کند تا انرژی بیشتری تولید کند.

یک سوپرشارژر می‌تواند به طور متوسط ​​46 درصد اسب بخار بیشتر، اندازه‌گیری که همه با آن آشنا هستیم، و 31 درصد گشتاور بیشتر، قدرت چرخشی یا چرخشی خودرو (بر خلاف قدرت خطی مانند فشار یا کشش) اضافه کند.

 

نحوه تصفیه هوا توسط سوپرشارژر

پس از فشرده شدن هوا توسط سوپرشارژر، هوا گرمتر می شود و در نتیجه چگالی کمتری پیدا می کند. این بدان معنی است که نمی تواند در طول احتراق در محفظه احتراق موتور، پس از احتراق شمع در محفظه، منبسط شود.

بنابراین، برای اینکه سوپرشارژر هوای بهینه را ایجاد کند تا موتور بتواند بیشترین قدرت را تولید کند، هوای فشرده خروجی از سوپرشارژر باید قبل از ورود به موتور از طریق منیفولد ورودی خنک شود.

قطعات سوپرشارژر و کاری که آنها انجام می دهند

سوپرشارژر به میل لنگ موتور، شفت چرخشی که به پیستون های موتور متصل است، توسط یک تسمه جانبی متصل می شود. این تسمه به نوبه خود به دور قرقره پیچیده می شود. نیرو از میل لنگ از طریق تسمه لوازم جانبی برای چرخاندن قرقره گرفته می شود.

این باعث می شود چرخ دنده محرک که به قرقره متصل است بچرخد. چرخ دنده محرک به نوبه خود چرخ دنده کمپرسور را می چرخاند.

این چرخ دنده کمپرسور هوا را فشرده می کند و سپس توسط اینترکولر خنک می شود تا چگالی هوا را افزایش دهد. سپس هوای متراکم و فشرده به منیفولد ورودی موتور رها می شود.

دو نوع اینترکولر وجود دارد: هوا به هوا و هوا به آب. هوا یا آب سردتر از طریق سیستمی از لوله ها عبور می کند. هوای فشرده گرم شده پس از تماس با این لوله های خنک کننده خنک می شود.

مطلب مرتبط:آموزش تراشکاری

 

انواع سوپرشارژر

سه نوع سوپرشارژر وجود دارد که در نحوه تخلیه هوا به منیفولد ورودی موتور متفاوت است.

بسته به میزان افزایش قدرتی که می خواهید به خودروی خود بدهید، می توانید از بین اندازه های مختلف هر نوع سوپرشارژر انتخاب کنید.

روت

سوپرشارژر Roots قدیمی ترین طراحی است که به سال 1860 برمی گردد و به نام مخترعان آن فیلاندر و فرانسیس روتس نامگذاری شده است.

سوپرشارژرهای Roots از نظر فنی دمنده هوا هستند. هوا به سوپرشارژر جریان می یابد و در سیستمی از لوب های مشبک محبوس می شود.

لوب های مشبک می چرخند تا هوا را روی منیفولد ورودی موتور جمع کنند تا آن را فشرده کند، که سپس به منیفولد ورودی حرکت می کند.

به دلیل طراحی لوب های مشبک، سوپرشارژر Roots بزرگ و سنگین است و از کاپوت خودرو خارج می شود.

این طراحی همچنین باعث می شود کمترین کارایی داشته باشد، زیرا این فرآیند نمی تواند جریان مداوم هوای فشرده و متراکم را به داخل موتور ایجاد کند.

روشی که هوا در مقابل منیفولد ورودی موتور با چرخاندن لوب های مشبک برای ایجاد فشار اضافی “انباشته” می شود، تنها انفجارهای مجزای هوا را ایجاد می کند.

پیچ دوقلو

یک سوپرشارژر دو پیچه هوا را از طریق یک جفت لوب مشبک که شبیه مجموعه ای از چرخ دنده های حلزونی هستند به داخل می کشد. این مجموعه با دقت طراحی و تولید شده است و از لوب های مشبک سوپرشارژر Roots پیچیده تر است.

هوا در داخل یک سوپرشارژر دو پیچه فشرده می شود، بنابراین به وضوح کارآمدتر از روت است زیرا می تواند جریان مداوم هوای فشرده را به داخل موتور ارائه دهد. به دلیل طراحی آن، ساخت آن بسیار گران تر است.

گریز از مرکز

یک سوپرشارژر گریز از مرکز یک پروانه را با سرعت های بسیار بالا، تا 50000 تا 60000 RPM می چرخاند تا هوا را به داخل محفظه کوچک کمپرسور مکش کند. این با قطعات اضافی طراحی شده است که بهتر تضمین می کند که هوا به طور موثر و قابل اطمینان فشرده می شود.

سوپرشارژرهای گریز از مرکز تا حد زیادی کارآمدترین هستند. آنها همچنین کوچکتر و سبک هستند، به علاوه آنها در جلوی موتور قرار می گیرند تا از کاپوت خارج نشوند. این مزایا آنها را به پرکاربردترین سوپرشارژر تبدیل می کند.

سوپرشارژر در مقابل توربوشارژر

توربوشارژر همان کار سوپرشارژر را انجام می دهد. در واقع، “turbocharger” یا “turbo” در واقع مخفف “turbo-supercharger” هستند. تفاوت آنها چگونه است؟

تفاوت اصلی در این است که آنها از کجا نیرو می گیرند تا کار کنند. یک سوپرشارژر برای تامین انرژی کمپرسور از میل لنگ موتور خودرو نیرو می گیرد در حالی که یک توربوشارژر از گازهای خروجی اگزوز که توسط احتراق در محفظه موتور ایجاد می شود، نیرو می گیرد.

به عبارت دیگر، توربوشارژر مستقیماً به موتور متصل نیست. این تفاوت باعث ایجاد شکاف در سرعت چرخش آنها می شود. سوپرشارژرها با سرعت 50000 دور در دقیقه یا چرخش در دقیقه می‌چرخند.

توربوشارژرها می توانند بسیار سریعتر بچرخند زیرا سرعت آنها به حرکت میل لنگ موتور بستگی ندارد. آنها می توانند به 150000 دور در دقیقه یا سه برابر سریعتر از سوپرشارژرها برسند.

تفاوت دیگری که یک توربو را نسبت به سوپرشارژر سازگارتر با محیط زیست می کند این است که یک توربو دارای تجهیزات تغییردهنده ای است که انتشار کربن را کاهش می دهد.

به طور کلی توربو ساکت تر است. با این حال، سوپرشارژر پیچیدگی کمتری دارد، که به نوعی آن را پایدارتر می‌کند و تعمیر و نگهداری آسان‌تر می‌شود.

اکنون که چیزهایی را که باید در مورد اصول اولیه موتور خودروی خود و نحوه عملکرد سوپرشارژر بدانید، آموخته اید، می خواهید در مورد موتور خودروی خود و نحوه حفظ آن در بهترین حالت بیشتر بدانید؟

مطلب مرتبط:آموزش مکانیک خودرو