Τι είναι ο Turbocharger;
Ένας στροβιλοσυμπιεστής ή turbo (colloquialism), από την ελληνική "τμμη" ("wake"), (επίσης από το λατινικό "turbo" ("spinning top"), είναι μια συσκευή αναγκαστικής επαγωγής που οδηγεί σε στροβίλους που αυξάνει την απόδοση του κινητήρα της εσωτερικής καύσης και ισχύς εξόδου αναγκάζοντας τον επιπλέον αέρα στο θάλαμο καύσης. Αυτή η βελτίωση σε σχέση με την έξοδο του κινητήρα φυσικής αναρρόφησης, επειδή ο στρόβιλος μπορεί να αναγκάσει περισσότερο αέρα και αναλογικά περισσότερο καύσιμο στο θάλαμο καύσης από την ατμοσφαιρική πίεση μόνο.
Οι στροβιλοσυμπιεστές ήταν αρχικά γνωστοί ως turbosuperchargers όταν όλες οι συσκευές αναγκαστικής επαγωγής ταξινομήθηκαν ως υπερσυμπιεστές. Σήμερα ο όρος "υπερσυμπιεστής" εφαρμόζεται συνήθως μόνο σε μηχανικά καθοδηγούμενες συσκευές επαγωγής. Η βασική διαφορά μεταξύ ενός στροβιλοσυμπιεστή και ενός συμβατικού υπερσυμπιεστή είναι ότι ένας υπερσυμπιεστής οδηγείται μηχανικά από τον κινητήρα, συχνά μέσω ενός ιμάντα που συνδέεται με τον στροφαλοφόρο άξονα, ενώ ένας στροβιλοσυμπιεστής τροφοδοτείται από έναν στρόβιλο που οδηγείται από το αέριο εξάτμισης του κινητήρα. Σε σύγκριση με έναν μηχανικό υπερσυμπιεστή, οι στροβιλοσυμπιεστές τείνουν να είναι πιο αποτελεσματικοί, αλλά λιγότερο ευαίσθητοι. Ο Twincharger αναφέρεται σε έναν κινητήρα με έναν υπερσυμπιεστή και έναν υπερσυμπιεστή.
Οι στροβιλοσυμπιεστές χρησιμοποιούνται συνήθως σε κινητήρες φορτηγών, αυτοκινήτων, αμαξοστοιχιών, αεροσκαφών και κατασκευών. Χρησιμοποιούνται συχνότερα με τους κινητήρες εσωτερικής καύσης κύκλου Otto και ντίζελ. Έχουν επίσης βρεθεί χρήσιμα σε κύτταρα καυσίμου αυτοκινήτων.
Πως δουλεύει?
Σε κανονικά αναρροφημένους κινητήρες εμβόλου, τα αέρια εισαγωγής "ωθούνται" στον κινητήρα με ατμοσφαιρική πίεση που γεμίζει το ογκομετρικό κενό που προκαλείται από την πτωτική διαδρομή του εμβόλου (το οποίο δημιουργεί μια περιοχή χαμηλής πίεσης), παρόμοια με την σχεδίαση υγρού χρησιμοποιώντας σύριγγα. Η ποσότητα του αέρα που πραγματικά εμπνέεται, σε σύγκριση με τη θεωρητική ποσότητα εάν ο κινητήρας μπορούσε να διατηρήσει την ατμοσφαιρική πίεση, ονομάζεται ογκομετρική απόδοση. Ο στόχος ενός υπερσυμπιεστή είναι η βελτίωση της ογκομετρικής απόδοσης του κινητήρα, αυξάνοντας την πυκνότητα του αερίου εισαγωγής (συνήθως αέρα) επιτρέποντας περισσότερα ισχύς ανά κύκλο κινητήρα.
Ο συμπιεστής του στροβιλοσυμπιεστή αντλεί σε ατμόσφαιρα και τον συμπιέζει πριν εισέλθει στην πολλαπλή εισαγωγής με αυξημένη πίεση. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μεγαλύτερη μάζα αέρα που εισέρχεται στους κυλίνδρους σε κάθε διαδρομή εισαγωγής. Η ισχύς που απαιτείται για την περιστροφή του φυγοκεντρικού συμπιεστή προέρχεται από την κινητική ενέργεια των καυσαερίων του κινητήρα.
Ένας υπερσυμπιεστής μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την αύξηση της απόδοσης καυσίμου χωρίς να αυξήσει την ισχύ. Αυτό επιτυγχάνεται με την ανάκτηση ενέργειας αποβλήτων στην εξάτμιση και την τροφοδοσία της στην πρόσληψη κινητήρα. Χρησιμοποιώντας αυτή τη διαφορετική σπατάλη ενέργειας για να αυξήσει τη μάζα του αέρα, γίνεται ευκολότερο να διασφαλιστεί ότι όλα τα καύσιμα καίγονται πριν εξαεριστούν στην αρχή του σταδίου εξάτμισης. Η αυξημένη θερμοκρασία από την υψηλότερη πίεση δίνει υψηλότερη απόδοση CARNOT.
Ο έλεγχος των στροβιλοσυμπιεστών είναι πολύ περίπλοκος [περαιτέρω εξήγηση που απαιτείται] και έχει αλλάξει δραματικά κατά τα 100-πλέον χρόνια χρήσης του. Οι σύγχρονοι στροβιλοσυμπιεστές μπορούν να χρησιμοποιήσουν απόβλητα, βαλβίδες εκτόξευσης και μεταβλητή γεωμετρία, όπως συζητήθηκε σε μεταγενέστερες ενότητες.
Η μειωμένη πυκνότητα του αέρα εισαγωγής συχνά επιδεινώνεται από την απώλεια της ατμοσφαιρικής πυκνότητας που παρατηρείται με αυξημένα υψόμετρα. Έτσι, μια φυσική χρήση του στροβιλοσυμπιεστή είναι με κινητήρες αεροσκαφών. Καθώς ένα αεροσκάφος ανεβαίνει σε υψηλότερα υψόμετρα, η πίεση του γύρω αέρα πέφτει γρήγορα. Σε 5.486 μέτρα (17.999 πόδια), ο αέρας είναι στο ήμισυ της στάθμης της θάλασσας, πράγμα που σημαίνει ότι ο κινητήρας παράγει λιγότερο από μισή ισχύ σε αυτό το υψόμετρο.
Άρθρο από το https://en.wikipedia.org/wiki/turbocharger 