توربوشارژر اصولا با هدف طراحی و تولید خودروهای سبکتر و کمحجمتر و در عین حال قویتر و پربازدهتر بهکار گرفته میشود. معادل فارسی توربوشارژر را پرخوران میدانند. اساس کار این سیستم که نوعی موتور مکانیکی محسوب میشود، تزریق هوای بیشتر به محفظه احتراق و درنتیجه بالا بردن راندمان موتور است. توربوشارژر همچنین فشار هوای ورودی به سیلندر را نیز افزایش میدهد. این فرایند منجر به صورت گرفتن احتراق باکیفیتتر در نتیجه توان خروجی بیشتر موتور میشود.
بهطور معمول، هوای درون محفظه احتراق از طریق مکش ایجاد شده از حرکت پیستون بهسمت پایین و فشار جو تأمین میشود. گاهی ممکن است فشار هوای ورودی به سیلندر کمتر از فشار جو باشد. درنتیجه احتراق بهخوبی صورت نمیگیرد. توربوشارژر ضمن رفع این معضل، نیاز به فشار جو را از بین میبرد. توربوشارژر انرژی لازم برای افزایش فشار هوا را از گازهای خروجی اگزوز بهدست میآورد. به این ترتیب به موتور فشار مضاعفی وارد نمیشود. درواقع سامانه توربوشارژر از انرژی گرمایی خروجی موتور که نوعی نیروی هدررفته است، برای انجام فعالیت خود کمک میگیرد.
بنابراین توربوشارژر را میتوان ارتقادهنده کیفیت احتراق موتورهای درونسوز از طریق متراکمکردن هوای ورودی به سیلندر و افزایش حجم آن دانست. فعالیت سیستم توربوشارژر فشار هوای ورودی به سیلندر را تا دو برابر فشار جو افزایش داده و راندمان موتور را بین ۲۵ تا ۴۰ درصد بهبود میبخشد. این میزان بهبودی بسته به توربوشارژر بهکارگرفته شده و نوع موتور متغیر است.
اجزای توربوشارژر چیست و چگونه عمل میکنند؟
توربو شارژر در کنار کارایی مهم و مفیدی که دارد، ساختار چندان پیچیدهای ندارد و کار خود را با دو بخش اصلی پیش میبرد. این دو بخش عبارتند از:
توربین که از پوسته، محفظه، پرههای ثابت و پرههای متحرک تشکیل شده است.
کمپرسور که بخش تأمینکننده هوای متراکم برای سیلندرها است.
محور دوار یا روتر که دارای یک پوسته است و توربین و کمپرسور روی آن سوار میشوند. بین پوسته و محور اصلی مجرایی بهمنظور روغنکاری و خنککاری دارد.
آنچه در استفاده از این سیستم اهمیت بیشتری دارد، محل نصب هریک از این قطعات است. توربین توربوشارژر در نزدیکی اگزوز نصب میشود و از طریق گازهای خروجی اگزوز انرژی حرکتی خود را تأمین میکند. توربین و کمپرسور هر دو روی یک محور مشترک سوار شدهاند و با حرکت توربین محور و کمپرسور نیز به حرکت درمیآیند. کمپرسور که نزدیک سیلندرها است شروع به کار کرده و هوای متراکمتر را برای موتور تأمین میکند. گازهای خروجی از اگزوز ابتدا به پرههای پوسته توربین برخورد کرده و با فشار بیشتری به پرههای متحرک آن میرسند.
نکته دیگر اینکه توربوشارژر برای شروع به کار مؤثر، نیاز به فشار بالاتر گازهای خروجی اگزوز دارد. درواقع در دورهای پایین موتور که این فشار چندان بالا نیست پرهها به حرکت در میآیند اما تأثیری در افزایش تراکم هوای ورودی به درون سیلندرها ندارند. چرا که جرکتشان چندان جدی نیست. اما با بالا رفتن دور موتور، توربوشارژر میتواند وارد عمل شده و بر عملکرد موتور تأثیر داشته باشد. به همین دلیل معمولا توربوشارژر با بالارفتن دور موتور و سرعت خودرو وارد مدار میشود.