टर्बोचार्जर: एयर बूस्ट सिस्टम का हृदय

टर्बोचार्जर का उपयोग आंतरिक दहन इंजन के डिजाइन में मौलिक हस्तक्षेप के बिना उसकी शक्ति बढ़ाने के लिए किया जाता है।यह इकाई इंजन के सेवन पथ में दबाव बढ़ाती है, जिससे दहन कक्षों को ईंधन-वायु मिश्रण की बढ़ी हुई मात्रा प्रदान होती है।इस मामले में, बड़ी मात्रा में गैसों के निर्माण के साथ उच्च तापमान पर दहन होता है, जिससे पिस्टन पर दबाव बढ़ जाता है और परिणामस्वरूप, टॉर्क और इंजन शक्ति विशेषताओं में वृद्धि होती है।

टर्बोचार्जर का उपयोग आपको इसकी लागत में न्यूनतम वृद्धि के साथ इंजन की शक्ति को 20-50% तक बढ़ाने की अनुमति देता है (और अधिक महत्वपूर्ण संशोधनों के साथ, बिजली वृद्धि 100-120% तक पहुंच सकती है)।उनकी सादगी, विश्वसनीयता और दक्षता के कारण, टर्बोचार्जर-आधारित दबाव प्रणाली का व्यापक रूप से सभी प्रकार के आंतरिक दहन इंजन वाहनों पर उपयोग किया जाता है।

टर्बोचार्जर के प्रकार और विशेषताएं

आज, टर्बोचार्जर की एक विस्तृत विविधता है, लेकिन उन्हें उनके उद्देश्य और प्रयोज्यता, प्रयुक्त टरबाइन के प्रकार और अतिरिक्त कार्यक्षमता के अनुसार समूहों में विभाजित किया जा सकता है।

उद्देश्य के अनुसार, टर्बोचार्जर को कई प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है:

• एकल-चरण दबाव प्रणाली के लिए - प्रति इंजन एक टर्बोचार्जर, या कई सिलेंडरों पर चलने वाली दो या अधिक इकाइयाँ;
•श्रृंखला और श्रृंखला-समानांतर मुद्रास्फीति प्रणालियों (ट्विन टर्बो के विभिन्न प्रकार) के लिए - सिलेंडर के एक सामान्य समूह पर काम करने वाली दो समान या अलग इकाइयाँ;
• दो-चरण दबाव प्रणाली के लिए, विभिन्न विशेषताओं वाले दो टर्बोचार्जर होते हैं, जो सिलेंडर के एक समूह के लिए जोड़े में (क्रमिक रूप से एक के बाद एक) काम करते हैं।

एकल टर्बोचार्जर के आधार पर निर्मित एकल-चरण दबाव प्रणाली सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाती है।हालाँकि, ऐसी प्रणाली में दो या चार समान इकाइयाँ हो सकती हैं - उदाहरण के लिए, वी-आकार के इंजनों में, सिलेंडर की प्रत्येक पंक्ति के लिए अलग-अलग टर्बोचार्जर का उपयोग किया जाता है, मल्टी-सिलेंडर इंजन (8 से अधिक) में चार टर्बोचार्जर का उपयोग किया जा सकता है, जिनमें से प्रत्येक जो 2, 4 या अधिक सिलेंडर पर काम करता है।दो-चरण दबाव प्रणाली और ट्विन-टर्बो के विभिन्न रूप कम आम हैं, वे विभिन्न विशेषताओं वाले दो टर्बोचार्जर का उपयोग करते हैं जो केवल जोड़े में काम कर सकते हैं।

प्रयोज्यता के अनुसार, टर्बोचार्जर को कई समूहों में विभाजित किया जा सकता है:

• इंजन के प्रकार के अनुसार - गैसोलीन, डीजल और गैस बिजली इकाइयों के लिए;
• इंजन की मात्रा और शक्ति के संदर्भ में - छोटी, मध्यम और उच्च शक्ति की बिजली इकाइयों के लिए;हाई-स्पीड इंजन आदि के लिए।

टर्बोचार्जर को दो प्रकार के टरबाइनों में से एक से सुसज्जित किया जा सकता है:

• रेडियल (रेडियल-अक्षीय, सेंट्रिपेटल) - निकास गैसों का प्रवाह टरबाइन प्ररित करनेवाला की परिधि को खिलाया जाता है, इसके केंद्र में चला जाता है और अक्षीय दिशा में छुट्टी दे दी जाती है;
• अक्षीय - निकास गैसों का प्रवाह टरबाइन प्ररित करनेवाला की धुरी (केंद्र तक) के साथ आपूर्ति की जाती है और इसकी परिधि से छुट्टी दे दी जाती है।

आज, दोनों योजनाओं का उपयोग किया जाता है, लेकिन छोटे इंजनों पर आप अक्सर रेडियल-अक्षीय टरबाइन के साथ टर्बोचार्जर पा सकते हैं, और शक्तिशाली बिजली इकाइयों पर, अक्षीय टरबाइन को प्राथमिकता दी जाती है (हालांकि यह नियम नहीं है)।टरबाइन के प्रकार के बावजूद, सभी टर्बोचार्जर एक केन्द्रापसारक कंप्रेसर से सुसज्जित हैं - इसमें हवा को प्ररित करनेवाला के केंद्र में आपूर्ति की जाती है और इसकी परिधि से हटा दी जाती है।

आधुनिक टर्बोचार्जर की अलग-अलग कार्यक्षमता हो सकती है:

• डबल इनलेट - टरबाइन में दो इनपुट होते हैं, उनमें से प्रत्येक सिलेंडर के एक समूह से निकास गैसें प्राप्त करता है, यह समाधान सिस्टम में दबाव की बूंदों को कम करता है और बूस्ट स्थिरता में सुधार करता है;
• परिवर्तनीय ज्यामिति - टरबाइन में चलने योग्य ब्लेड या एक स्लाइडिंग रिंग होती है, जिसके माध्यम से आप निकास गैसों के प्रवाह को प्ररित करनेवाला में बदल सकते हैं, यह आपको इंजन ऑपरेटिंग मोड के आधार पर टर्बोचार्जर की विशेषताओं को बदलने की अनुमति देता है।

अंत में, टर्बोचार्जर अपनी बुनियादी प्रदर्शन विशेषताओं और क्षमताओं में भिन्न होते हैं।इन इकाइयों की मुख्य विशेषताओं पर प्रकाश डाला जाना चाहिए:

• दबाव में वृद्धि की डिग्री - कंप्रेसर के आउटलेट पर वायु दबाव और इनलेट पर वायु दबाव का अनुपात, 1.5-3 की सीमा में होता है;
• कंप्रेसर आपूर्ति (कंप्रेसर के माध्यम से हवा का प्रवाह) - समय की प्रति इकाई (सेकंड) कंप्रेसर से गुजरने वाली हवा का द्रव्यमान 0.5-2 किग्रा / सेकंड की सीमा में होता है;
• परिचालन गति सीमा प्रति सेकंड कई सौ (शक्तिशाली डीजल इंजनों, औद्योगिक और अन्य डीजल इंजनों के लिए) से लेकर हजारों (आधुनिक मजबूर इंजनों के लिए) क्रांतियों तक होती है। अधिकतम गति टरबाइन और कंप्रेसर इम्पेलर्स की ताकत से सीमित होती है, यदि केन्द्रापसारक बलों के कारण घूर्णन गति बहुत अधिक है, तो पहिया ढह सकता है।आधुनिक टर्बोचार्जर में, पहियों के परिधीय बिंदु 500-600 या अधिक मीटर/सेकेंड की गति से घूम सकते हैं, यानी ध्वनि की गति से 1.5-2 गुना तेज, यह टरबाइन की विशिष्ट सीटी की घटना का कारण बनता है;

• टरबाइन के इनलेट पर निकास गैसों का ऑपरेटिंग/अधिकतम तापमान 650-700 डिग्री सेल्सियस की सीमा में होता है, कुछ मामलों में 1000 डिग्री सेल्सियस तक पहुंच जाता है;
• टरबाइन/कंप्रेसर की दक्षता आमतौर पर 0.7-0.8 होती है, एक इकाई में टरबाइन की दक्षता आमतौर पर कंप्रेसर की दक्षता से कम होती है।