امروزه توربو شارژر به یک عنصر اساسی و فراگیر در بسیاری از پیشرانه‌های احتراق داخلی تبدیل شده که ضمن کاستن از حجم پیشرانه، قادر است راندمان موتور را افزایش داده و از وزن آن بکاهد. با این حال عواملی نیز وجود دارند که می‌توانند خرابی توربوشارژر را در پی داشته باشند. در ادامه با دیجیاتو همراه شوید تا نحوه عملکرد و عوامل مخرب توربوشارژر را به حضورتان معرفی کنیم.
آقای کریس کامبوس مدیر کمپانی «توربو دایرکت» که از سابقه فعالیت ۲۰ ساله در صنعت ساخت توربوشارژر برخوردار است، در این زمینه می‌گوید: «توربو ها بسیار قابل اطمینان هستند». او با یقین این حرف را بر زبان می‌آورد و می‌افزاید که در طی این همه سال، تنها چند مورد مراجعه به گارانتی درباره خرابی توربو شارژ را مشاهده کرده است.
به نظر او اکثر مشکلات توربو شارژرها ناشی از عوامل بیرونی هستند و اگر مراقبت صحیح از این قطعه حساس به عمل نیاید، این بخش نیز مانند سایر قطعات مکانیکی دچار عیب خواهد شد.
هدف از کاربرد توربو شارژر چیست؟
به کارگیری توربو شارژر موجب کاهش حجم پیشرانه بدون از دست رفتن توان خروجی، کاهش مصرف سوخت و تقلیل آلاینده‌های مضر خواهد شد. از طرفی توان یک موتور احتراق داخلی به عوامل مختلفی از جمله میزان هوای ورودی و نسبت سوخت به هوا بستگی دارد؛ تزریق سوخت اضافی بدون وجود هوای کافی تنها موجب اتلاف آن خواهد شد.
توربو شارژر مانند یک دمنده هوا عمل کرده که انرژی خود را از نیروی گازهای خروجی از پیشرانه، در ابتدای مسیر اگزوز دریافت می‌کند. هوای فشرده با غلظت اکسیژن بالاتر وارد محفظه احتراق می‌شود و در پی آن، سوخت با کیفیت بالاتری سوزانده خواهد شد؛ بدین ترتیب انرژی بیشتری از سوختن مقدار مساوی بنزین یا گازوئیل به دست خواهد آمد.
توربو شارژر چگونه کار می‌کنند؟
با خروج گازهای ناشی از احتراق از محفظه سیلندر، پره‌های توربین توربوشارژر به چرخش درآمده و به دلیل هم محور بودن با تیغه‌های کمپرسور، موجب دوران آنها می‌شوند؛ چرخش کمپرسور موجب مکش هوای تازه و فشرده به سیستم شده که پس از عبور از رادیاتور خنک‌کننده (اینترکولر)، به همراه سوخت به درون سیلندر تزریق می‌شود؛ بدین ترتیب هوارسانی به موتور افزایش یافته، غلظت اکسیژن موجود در محفظه سیلندر بالا رفته و همین امر باعث ارتقای کیفیت سوختن بنزین و گازوئیل می‌شود که منجر به آزادشدن انرژی بیشتری خواهدشد
اجزای توربو شارژر
یک توربو شارژر از بخش‌های مختلفی تشکیل شده که بایستی دماهای نزدیک به ۱۰۰۰ درجه سلسیوس را تاب بیاورند. همچنین پره‌های توربوشارژر با سرعتی بیش از ۲۰۰ هزار دور در دقیقه دوران خواهند داشت که همین امر متریال بسیار مقاوم و ویژه را برای ساخت آن ها طلب می‌کند.
مهمترین اجزای تشکیل‌دهنده یک توربو شارژر عبارتند از :
1. هوزینگ
پوسته بیرونی توربوشارژر که فرم کلی این قطعه را تشکیل می‌دهد و سایر اجزا را درون خود نگاه می‌دارد، هوزینگ نام دارد.
2. پره‌های چرخان
تیغه‌ها و پره‌های کمپرسور و توربین به منظور فشرده‌سازی هوا با استفاده از انرژی گازهای خروجی طراحی شده‌اند. عواملی همچون: نوع طراحی، سایز و فرم این تیغه‌ها، شدت جریان هوا، نسبت فشار، تعیین کننده راندمان کمپرسور و نیز توان توربین هستند. این تیغه‌ها بایستی از سازگاری کامل با یکدیگر و نیز با عملکرد موتور برخوردار باشند.
3. شفت یا محور اتصال‌دهنده
این محور در میان بلبرینگ‌ها یا یاتاقان‌های روغنکاری شونده نصب شده و تیغه های کمپرسور و توربین را به یکدیگر متصل می‌کند.
4. یاتاقان‌ها
این یاتاقان‌ها توسط روغن موتور روانکاری می‌شوند؛ در برخی مدل‌های سطح بالا نیز از بلبرینگ به جای یاتاقان استفاده می‌شود.
۵. بلبرینگ‌های شفت
این بلبرینگ‌ها نیروهای محوری وارده بر شفت را تحمل می‌کنند
۶. آب‌بندها
این آب‌بندها بیشتر شبیه به رینگ پیستون هستند و موجب عدم نشتی روغن از کمپرسور و یا توربین خواهند شد.
راه‌های مراقبت از توربو شارژر
مهمترین نکته در اینباره، انجام به موقع سرویس‌های ذکر شده در دفترچه نگهداری از خودرو است؛ همچنین باید دقیقا از همان روغن توصیه شده توسط کمپانی سازنده در پیشرانه استفاده شود. مشکلات موتور از جمله هر گونه نشتی باید خیلی زود برطرف شود. جز در مدل‌هایی که از پمپ آبی الکتریکی بهره می‌برند، بایستی خودرو پیش از خاموش شدن یکی دو دقیقه به صورت درجا کار کند و سپس اقدام به خاموش نمودن آن کرد.
اگر توربوشارژر خراب شده، پیش از تعویض به جستجوی علت خرابی آن بپردازید. قبل از روشن کردن پیشرانه مجهز به توربوی نو، از صحت عملکرد سیستم روغن‌رسانی اطمینان حاصل کنید.
عوامل مخرب توربو شارژر
نکته‌ای که بایست مد نظر داشته باشید این است که نباید توربو شارژ را به عنوان یک قطعه مجزا و اضافه شده به پیشرانه همچون دینام در نظر گرفت؛ بلکه توربو شارژر یک بخش یکپارچه با موتور است و عوامل خارجی می‌توانند موجب خرابی آن شوند. در نتیجه پیش از تعویض آن بایستی علت خرابی را پیدا کرد تا قطعه جدید نیز به سرنوشتی مشابه با توربو شارژر قبلی دچار نگردد.
در ادامه با برخی از عوامل خارجی مخرب توربو شارژرها آشنا خواهید شد:
1. فقدان روغن کاری مناسب
عدم روانکاری مناسب قاتل شماره یک توربو شارژر است. با توجه به سرعت دوران ۲۰۰ هزار دور در دقیقه، روغنکاری لایه مرزی یاتاقان‌ها امری ضروری و حیاتی است. اگر روغن به هر دلیل به این بخش‌ها نرسد، خرابی توربو شارژر غیر قابل اجتناب خواهد بود. استفاده از روغن نامناسب، خرابی پمپ روغن، گرفتگی لوله روغن‌رسانی نیز می‌توانند موجب عدم روانکاری توربو شوند.
اگر توربو شارژر عوض شده است، استارت خشک و عدم انجام دستورالعمل‌های لازم، می‌تواند موجب خرابی دوباره قطعه نو گردد؛ چرا که در حالت درجا نیز توربوشارژر حداقل با سرعت ۱۰ هزار دور در دقیقه دوران می‌کند.
2. روغن آلوده
روغن‌رسانی به توربو شارژر امری لازم است اما کافی نیست؛ این روغن باید تمیز و عاری از آلودگی باشد. با توجه به سرعت بسیار بالای دوران شفت، هرگونه آلودگی می‌تواند بر روی عملکرد شفت، یاتاقان‌ها و بلبرینگ‌ها اثرگذار باشد و آنها را از دور خارج کند.
3. شرایط کارکرد استثنایی
مواردی نظیر: سرعت دوران بیش از حد که می‌تواند باعث انفجار توربو شارژر شود، دمای کارکرد بالاتر از حد مجاز و خاموش‌کردن پیشرانه در دماهای بالا می‌توانند باعث بروز مشکل در عملکرد این بخش شوند.
4. مشکلات ناشی از شیئ خارجی
تجسم کنید که یک تکه سنگ به پره های پنکه برخورد کند؛ نتیجه این امر درست مانند زمانی است که یک شی خارجی وارد توربو شارژر شود و می‌تواند آسیب زیادی به آن وارد آورد. عدم استفاده از فیلتر هوا حین روشن بودن پیشرانه باعث ورود ذرات گرد و غبار به توربو شارژر می‌گردد. حتی مواد درزگیر که در تعمیرات استفاده می‌شوند، به مرور خشک شده و ممکن است وارد مسیر تیغه‌ها گردند و آنها را با مشکل روبرو سازند.
علل نشت روغن از توربو شارژر
عواملی نظیر: خراب شدن رینگ‌های آب‌بندی، مسدود شدن لوله بازگشت روغن، وجود روغن بیش از حد در پیشرانه و نیز عدم توازن فشار گاز بین کمپرسور و توربین، از جمله مواردی هستند که باعث نشت روغن خواهند شد.