آشنایی با نحوه عملکرد توربین دوقلو

[sahar67]

حالا که قیمت نفت و در پی آن قیمت سوخت سر به فلک گذاشته، خودروسازان بدنبال روشهای کاهش مصرف سوخت و بالا بردن راندمان ماشینهای درون سوز تولیدی خود هستند. یکی از سیاستهای دنبال شده، جایگزینی موتورهای با حجم کمتر و کوچکتر با موتورهای بزرگتر می باشد. اغلب نیز راه حل استفاده از توربو شارژر برای این موتورهای کوچک است تا بتوانند با حجم پایین خود قدرت مناسبی تولید کنند.
مشکلات فعلی توربوشارژرها عمدتا هزینه بالاتر و پیچیدگی مکانیکی و تاخیر در شروع فعالیت (توربو لگ) می باشند. با استفاده از دو توربین می توان تاخیر توربو را کاهش داد اما هزینه و پیچیدگی نیز به همان نسبت افزایش خواهند یافت. بنظر می رسد که استفاده از یک توربین دوقلو راه حل همه این مشکلات باشد. توربوی اسکرول دو در یک، اثری مشابه دو توربین مجزا را برجای می گذارد.

توربوشارژرهای Twin-scroll پیش از این در مسابقات و روی خودروهای اسپرت گران قیمت استفاده می شدند اما اکنون در خودروهای معمولی نظیر بی ام و سری ۳ مدل ۲۰۱۲ هم مورد استفاده قرار می گیرند. در خودروی چهارسیلندر TwinPower که جایگزین موتور شش سیلندر قبلی شده کاهش ۱۵ درصدی مصرف سوخت مشاهده می شود. این موتور ۲ لیتری قادر به تولید ۲۴۰ اسب بخار قدرت و ۲۶۰ پوند-فیت گشتاور است. به همین دلیل تقریبا همه خودروسازان دیگر نیز در حال کار روی تکنولوژی و موتورهای مشابه هستند.
در این سیستم می توان چهار مرحله شاخص را نام برد.


Two-In-One Turbocharger

۱. دریافت
در این مرحله گازهای داغ خروجی از سوپاپهای دود، بجای ورود به اگزوز و خروج از آن، ابتدا وارد لوله ورودی توربوشارژر می شوند. توربوشارژر twin-scroll گازهای خروجی از دو سیلندر را در یک زمان دریافت می کند (دلیل نامگذاری این نوع توربو به دو در یک هم شاید همین باشد) و برخلاف توربوهای معمولی که ورود گازها از سیلندرها به تناوب و نامنظم است، از تداخل و کاهش توان جلوگیری می کند.

۲. چرخش
گازهای ورودی با پره های یک توربین سبک برخورد می کنند و آن را با سرعت ۱۵۰ هزار دور در دقیقه به چرخش در می آورند. پالس های متناوب در خروج دود از سیلندرها باعث از بین رفتن تاخیر توربو می شود.

۳. خروج گازها
گازهای اگزوز، وظیفه خود را انجام داده اند. در این مرحله گازها به سمت مبدل کاتالیتیزور هدایت می شوند تا مونوکسید کربن و اکسیدهای نیتروژن و سایر آلاینده ها به دام بیافتند.

۴. فشرده سازی
توربینی که توسط گازهای اگزوز به چرخش درآمده بود، از سمت دیگر خود، هوای پاک را مکیده و آن را تا ۳۰ درصد بیش از فشار اتمسفر، فشرده می سازد. این هوای سشار از اکسیژن به سمت محفظه احتراق هدایت می شود تا اکسیژن اضافی باعث سوختن کاملتر بنزین شود. عملکرد یک موتور کوچکتر با استفاده از توربوی اسکرول دوقلو بهتر از توربوهای مشابه خواهد بود. در مورد BMW با موتور TwinPower حدود ۳۰ درصد قدرت بیشتر نسبت به یک توربوشارژر با همان اندازه مشاهده می شود.