ટર્બોચાર્જર: એર બૂસ્ટ સિસ્ટમનું હૃદય

ટર્બોચાર્જરનો ઉપયોગ તેની ડિઝાઇનમાં આમૂલ હસ્તક્ષેપ વિના આંતરિક કમ્બશન એન્જિનની શક્તિ વધારવા માટે થાય છે.આ એકમ એન્જિનના ઇન્ટેક ટ્રેક્ટમાં દબાણ વધારે છે, જે કમ્બશન ચેમ્બરમાં બળતણ-હવા મિશ્રણની વધેલી માત્રા પ્રદાન કરે છે.આ કિસ્સામાં, વાયુઓના મોટા જથ્થાની રચના સાથે કમ્બશન ઊંચા તાપમાને થાય છે, જે પિસ્ટન પર દબાણમાં વધારો તરફ દોરી જાય છે અને પરિણામે, ટોર્ક અને એન્જિન પાવર લાક્ષણિકતાઓમાં વધારો થાય છે.

ટર્બોચાર્જરનો ઉપયોગ તમને તેની કિંમતમાં ન્યૂનતમ વધારા સાથે 20-50% એન્જિન પાવર વધારવાની મંજૂરી આપે છે (અને વધુ નોંધપાત્ર ફેરફારો સાથે, પાવર વૃદ્ધિ 100-120% સુધી પહોંચી શકે છે).તેમની સરળતા, વિશ્વસનીયતા અને કાર્યક્ષમતાને લીધે, ટર્બોચાર્જર-આધારિત પ્રેશરાઇઝેશન સિસ્ટમ્સનો ઉપયોગ તમામ પ્રકારના આંતરિક કમ્બશન એન્જિન વાહનોમાં વ્યાપકપણે થાય છે.

ટર્બોચાર્જરના પ્રકારો અને લાક્ષણિકતાઓ

આજે, ટર્બોચાર્જરની વિશાળ વિવિધતા છે, પરંતુ તેઓને તેમના હેતુ અને ઉપયોગિતા, ઉપયોગમાં લેવાતા ટર્બાઇનના પ્રકાર અને વધારાની કાર્યક્ષમતા અનુસાર જૂથોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે.

હેતુ અનુસાર, ટર્બોચાર્જર્સને ઘણા પ્રકારોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે:

• સિંગલ-સ્ટેજ પ્રેશરાઇઝેશન સિસ્ટમ્સ માટે - એન્જિન દીઠ એક ટર્બોચાર્જર, અથવા ઘણા સિલિન્ડરો પર કાર્યરત બે અથવા વધુ એકમો;
•શ્રેણી અને શ્રેણી-સમાંતર ફુગાવા પ્રણાલીઓ માટે (ટ્વીન ટર્બોના વિવિધ પ્રકારો) - સિલિન્ડરોના સામાન્ય જૂથ પર કાર્યરત બે સરખા અથવા અલગ એકમો;
• બે-સ્ટેજ પ્રેશરાઈઝેશન સિસ્ટમ્સ માટે, વિવિધ લાક્ષણિકતાઓવાળા બે ટર્બોચાર્જર છે, જે સિલિન્ડરોના એક જૂથ માટે જોડીમાં (ક્રમશઃ એક પછી એક) કામ કરે છે.

સિંગલ ટર્બોચાર્જરના આધારે બનેલ સિંગલ-સ્ટેજ પ્રેશરાઇઝેશન સિસ્ટમનો સૌથી વધુ ઉપયોગ થાય છે.જો કે, આવી સિસ્ટમમાં બે અથવા ચાર સરખા એકમો હોઈ શકે છે - ઉદાહરણ તરીકે, વી-આકારના એન્જિનમાં, સિલિન્ડરોની દરેક પંક્તિ માટે અલગ ટર્બોચાર્જરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, મલ્ટિ-સિલિન્ડર એન્જિનમાં (8 કરતાં વધુ) ચાર ટર્બોચાર્જરનો ઉપયોગ કરી શકાય છે, દરેક જે 2, 4 અથવા વધુ સિલિન્ડરો પર કામ કરે છે.બે-સ્ટેજ પ્રેશરાઇઝેશન સિસ્ટમ્સ અને ટ્વીન-ટર્બોની વિવિધ ભિન્નતાઓ ઓછી સામાન્ય છે, તેઓ બે ટર્બોચાર્જરનો ઉપયોગ વિવિધ લાક્ષણિકતાઓ સાથે કરે છે જે ફક્ત જોડીમાં જ કામ કરી શકે છે.

લાગુ પડે છે તે મુજબ, ટર્બોચાર્જર્સને ઘણા જૂથોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે:

• એન્જિનના પ્રકાર દ્વારા - ગેસોલિન, ડીઝલ અને ગેસ પાવર યુનિટ માટે;
• એન્જિન વોલ્યુમ અને પાવરના સંદર્ભમાં - નાના, મધ્યમ અને ઉચ્ચ પાવરના પાવર એકમો માટે;હાઇ-સ્પીડ એન્જિન, વગેરે માટે

ટર્બોચાર્જર બે પ્રકારના ટર્બાઇનમાંથી એકથી સજ્જ થઈ શકે છે:

• રેડિયલ (રેડિયલ-અક્ષીય, સેન્ટ્રીપેટલ) - એક્ઝોસ્ટ વાયુઓનો પ્રવાહ ટર્બાઇન ઇમ્પેલરની પરિઘને આપવામાં આવે છે, તેના કેન્દ્રમાં જાય છે અને અક્ષીય દિશામાં વિસર્જિત થાય છે;
• અક્ષીય - એક્ઝોસ્ટ વાયુઓનો પ્રવાહ ટર્બાઇન ઇમ્પેલરની ધરી (કેન્દ્રમાં) સાથે પૂરો પાડવામાં આવે છે અને તેની પરિઘમાંથી વિસર્જિત થાય છે.

આજે, બંને યોજનાઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, પરંતુ નાના એન્જિનો પર તમે ઘણીવાર રેડિયલ-અક્ષીય ટર્બાઇન સાથે ટર્બોચાર્જર શોધી શકો છો, અને શક્તિશાળી પાવર એકમો પર, અક્ષીય ટર્બાઇન પસંદ કરવામાં આવે છે (જોકે આ નિયમ નથી).ટર્બાઇનના પ્રકારને ધ્યાનમાં લીધા વિના, બધા ટર્બોચાર્જર્સ સેન્ટ્રીફ્યુગલ કોમ્પ્રેસરથી સજ્જ છે - તેમાં હવા ઇમ્પેલરના કેન્દ્રમાં પૂરી પાડવામાં આવે છે અને તેની પરિઘમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે.

આધુનિક ટર્બોચાર્જરમાં વિવિધ કાર્યક્ષમતા હોઈ શકે છે:

• ડબલ ઇનલેટ - ટર્બાઇનમાં બે ઇનપુટ્સ છે, તેમાંથી દરેક સિલિન્ડરોના એક જૂથમાંથી એક્ઝોસ્ટ ગેસ મેળવે છે, આ સોલ્યુશન સિસ્ટમમાં દબાણના ટીપાં ઘટાડે છે અને બુસ્ટ સ્થિરતામાં સુધારો કરે છે;
• વેરિયેબલ ભૂમિતિ - ટર્બાઇનમાં જંગમ બ્લેડ અથવા સ્લાઇડિંગ રિંગ હોય છે, જેના દ્વારા તમે ઇમ્પેલરમાં એક્ઝોસ્ટ ગેસના પ્રવાહને બદલી શકો છો, આ તમને એન્જિન ઓપરેટિંગ મોડના આધારે ટર્બોચાર્જરની લાક્ષણિકતાઓને બદલવાની મંજૂરી આપે છે.

છેલ્લે, ટર્બોચાર્જર તેમની મૂળભૂત કામગીરી લાક્ષણિકતાઓ અને ક્ષમતાઓમાં અલગ પડે છે.આ એકમોની મુખ્ય લાક્ષણિકતાઓને પ્રકાશિત કરવી જોઈએ:

• દબાણ વધવાની ડિગ્રી - કોમ્પ્રેસરના આઉટલેટ પર હવાના દબાણ અને ઇનલેટ પરના હવાના દબાણનો ગુણોત્તર, 1.5-3 ની રેન્જમાં આવેલું છે;
• કોમ્પ્રેસર સપ્લાય (કોમ્પ્રેસર દ્વારા હવાનો પ્રવાહ) - સમયના એકમ (સેકન્ડ) દીઠ કોમ્પ્રેસરમાંથી પસાર થતી હવાનો સમૂહ 0.5-2 કિગ્રા/સેકંડની રેન્જમાં રહેલો છે;
• ઓપરેટિંગ સ્પીડ રેન્જ કેટલાક સો (શક્તિશાળી ડીઝલ લોકોમોટિવ્સ, ઔદ્યોગિક અને અન્ય ડીઝલ એન્જિનો માટે) થી લઈને સેકન્ડ દીઠ હજારો (આધુનિક ફરજિયાત એન્જિનો માટે) રિવોલ્યુશન સુધીની છે. મહત્તમ ઝડપ ટર્બાઇન અને કોમ્પ્રેસર ઇમ્પેલરની મજબૂતાઈ દ્વારા મર્યાદિત છે, જો કેન્દ્રત્યાગી દળોને કારણે પરિભ્રમણની ઝડપ ખૂબ વધારે હોય, તો વ્હીલ તૂટી શકે છે.આધુનિક ટર્બોચાર્જરમાં, વ્હીલ્સના પેરિફેરલ બિંદુઓ 500-600 અથવા વધુ m/s ની ઝડપે ફેરવી શકે છે, એટલે કે, ધ્વનિની ગતિ કરતા 1.5-2 ગણી ઝડપી, આ ટર્બાઇનની લાક્ષણિકતા વ્હિસલની ઘટનાનું કારણ બને છે;

• ટર્બાઇનના ઇનલેટ પર એક્ઝોસ્ટ ગેસનું સંચાલન / મહત્તમ તાપમાન 650-700 ° સેની રેન્જમાં રહે છે, કેટલાક કિસ્સાઓમાં 1000 ° સે સુધી પહોંચે છે;
• ટર્બાઇન/કોમ્પ્રેસરની કાર્યક્ષમતા સામાન્ય રીતે 0.7-0.8 હોય છે, એક યુનિટમાં ટર્બાઇનની કાર્યક્ષમતા સામાન્ય રીતે કોમ્પ્રેસરની કાર્યક્ષમતા કરતા ઓછી હોય છે.