توربو ژنراتور یا همان توربو شارژر یکی از اجزای افزایش دهنده توان دیزل ژنراتور ها می باشد. توربوشارژر در واقع یک نوع مکنده‌ی پرقدرت هواست که جریان هوای ورودی به سیلندر را فشرده می‌کند و باعث می‌شود تا هوای بیشتری به سیلندرها وارد شود. توربوشارژر نسبت قدرت به وزن پیشرانه را افزایش می‌دهد.
کار اصلی توربو شارژر دیزل ژنراتور در حقیقت متراکم نمودن بیشتر هوای ورودی به موتور است. هدف از طراحی یک توربو شارژر در دیزل ژنراتور های صنعتی، کم کردن حجم و وزن دستگاه در راستای بالا بردن قدرت دستگاه به یک میزان معین می باشد. بالا بردن راندمان یک دیزل توسط توربو شارژر آن انجام می‌شود.
از لحاظ ساختاری ، توربو شارژر موتور دیزل ژنراتور از یک چرخ کمپرسور و چرخ توربین گاز اگزوز تشکیل شده است که توسط یک شفت جامد با یکدیگر کوپل شده اند و به منظور افزایش فشار هوای مصرفی یک موتور دیزل احتراق داخلی مورد استفاده قرار می گیرند.
وظیفه توربو شارژها
وظیفه توربو شارژر در دیزل ژنراتور دمیدن هوا با فشار به داخل سیلندر می باشد. در نتیجه با این کار به خروج دود کمک می کند. در ضمن توربو شارژر با این کار هوای بیشتری به داخل سیلندر تزریق می کند. این کار توربو شارژر باعث بهتر پر کردن سیلندر خواهد شد. در نهایت راندمان موتور افزایش می یابد. تامین هوای بیشتر در واقع مهیا ساختن اکسیژن بیشتر برای انجام احتراق بوده و این امر سبب احتراق بهتر سوخت در محفظه احتراق و در نهایت قدرت بیشتر موتور خواهد بود.
در موتورهای دیزل دو زمانه از یک دمنده به همین منظور استفاده می شود. فشار هوای ارسالی توسط دمنده تنها اندکی از فشار جو (فشار اتمسفر) بیشتر است و بنابراین اثر توربو شارژر را ندارد، توربو شارژر نیروی خود را از دودهای خروجی موتور می گیرد.
توربو شارژر جریان هوای ورودی به محفظه احتراق را تقویت نموده و باعث افزایش فشار آن به نسبت دو برابر فشار جو می گردد این امر سبب افزایش قدرت خروجی و گشتاور موتور از ۲۵ تا ۴۰ درصد بسته به طراحی توربو شارژر و موتور می شود.
اجزا و ساختمان توربو شارژر
اجزای توربو شارژر عبارتند از:
- توربین
- کمپرسور
- محور دوار (در وسط حامل توربین و کمپرسور)
- مجرایی که در آن روغن به منظور روغنکاری و خنک کاری محور و یاتاقان جریان دارد.
- پوسته محفظه توربین دارای پره های ثابت می باشد که به عنوان نازل های حلقوی عمل می کنند.
- گازهای خروجی موتور روی پره های ثابت پوسته محفظه چرخیده و سپس با سرعت بسیار زیاد روی پره های توربین برخورد می نماید.
استاتور مرکزی توربو شارژر:
سیستم یاتاقان یا سیستم تکیه گاه وظیفه ساپورت کردن شفت مشترک کمپرسور توربین را که محل قرارگیری آن ، در استاتور مرکزی ، بین کمپرسور و توربین است، بر عهده دارد. منظور از مجموعه چرخ شفت یا SWA ، شفتی با چرخ های توربین و کمپرسوری است که به آن وصل شده است.
استاتور مرکزی معمولا از چدن خاکستری قالب گیری می شود (ریخته گری می شود) اما در برخی از کاربری ها می توان از آلومینیوم نیز استفاده کرد. وظیفه آب بندی کردن (Seal) جمع آوری روغنی است که از میان کمپرسور و توربین عبور می کند.
توربو شارژر ها در کاربری هایی که در آن ها دمای گاز اگزوز بالاست مانند موتورهای احتراق جرقه ای، می توانند مسیرهای خنک کاری را در استاتور مرکزی با یکدیگر ترکیب کنند ( به یکدیگر اتصال دهند).
با مشاهده یک توربو شارژر گاز اگزوز مربوط به یک موتور گازوییلی می توان چرخ کمپرسور و چرخ توربین را دید. سیستم بلبرینگ شامل یک تکیه گاه فشار یا محرک و دو بلبرینگ یاتاقان گرد کاملا شناور است.
بلبرینگ توربو شارژر:
سیستم بلبرینگ توربو شارژر در طراحی ساده به نظر می رسد اما نقشی کلیدی در کاربری های بحرانی ایفا می کند. تعدادی از با اهمیت ترین موضوعات در سیستم بلبرینگ عبارتند از :
۱-کنترل حرکت محوری و شعاعی شفت و چرخ ها و مینیمم کردن
۲- تلفات اصطحکاک در سیستم بلبرینگ.
سیستم های بلبرینگ به دلیل تاثیری که بر توربو شارژرها و بازده سوخت موتورها دارند ، بسیار قابل توجه هستند به جز تعدادی از توربو شارژرهای بزرگ که برای موتور های سرعت پایین استفاده می شوند ، محل قرار گرفتن بلبرینگ هایی که شفت را ساپورت می کنند، معمولا بین چرخ ها و در یک مکان معلق است.
طراحی روتور به صورت انعطاف پذیر تضمین می کند که توربو شارژر ابتدا در بالای آن کار می کند و در مرحله دوم ممکن است در سرعت های بحرانی کار کند و بنابراین می تواند به شرایط روتور را دینامیک سازد. شرایط دینامیک روتور عبارتند از لرزش های سنکرون و گردابی (چرخشی) آب بندها در دو انتهای بلبرینگ های ثابت قرار دارند که یک مشکل طراحی بزرگ را به دلایل زیر به وجود آورده اند :
۱ -پایین نگه داشتن تلفات اصطحکاک
۲ -حرکات نسبتا بزرگ شفت به دلیل فضای آزاد بلبرینگ ها و گرادیان ( میزان شیب ) فشار مخالف
این قطعات با هدف مکش هوا به داخل و خارج کردن گاز از استاتور به کار می روند. فشارها در سیستم های ورودی و خروجی بزرگتر از استاتور مرکزی توربوشارژر است که معمولا در فشار میل لنگ موتور قرار دارد. آن ها در ابتدا به منظور آب بندی استاتور مرکزی (نگه داشتن ) زمانی که فشار درون استاتور کمتر از سیستم های ورودی و خروجی گاز
است طراحی شده اند. آن ها به عنوان وسیله اصلی برای جلوگیری از ریخته شدن روغن استاتور مرکزی به سیستم های ورودی و خروجی هوا طراحی نشده اند و متفاوت با نوع Soft Lip موجود در تجهیزات چرخشی که در سرعت ها و دماهای خیلی پایین کار می کنند هستند.
نوع حلقه پیستون آن یا پیستون گرد آن از انواعی است که معمولا بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد که دارای یک حلقه فلزی شبیه به حلقه پیستون است و زمانی که شفت می چرخد ثابت می ایستد. نوع Labyrinth-Type آن نیز گاهی مورد استفاده قرار می گیرد. معمولا آب بندهای شفت توربو شارژر از شارش روغن جلوگیری نمی کنند البته در صورتی که اختلاف فشار معکوس شود به طوری که فشار در استاتور مرکزی بزرگتر از سیستم های ورودی و خروجی هوا باشد.
عوامل خرابی توربو شارژر
۱- آسیب ورودی خارجه به توربو شارژ
علت: بروز چنین صدمه ای می تواند بر اثر شکستن رینگ ها و سوپاپ ها باشد و یا پسماندهای ریخته گری در منیفولد باشد.
۲- آلودگی در روغن
علت : استفاده از روغن بی کیفیت
۳- کمبود روغن توربو شارژ
علت: قطع شدن سیستم روغن کاری موتور به دلیل خرابی اویل پمپ و به سرعت زیر بار بردن موتور وقتی که موتور سرد است.
۴- تشکیل دوده روغن
علت: استفاده از روغن با گرید نامناسب و یا روغن بی کیفیت و لجنی شدن روغن
۵- نشتی روغن توربو شارژ
علت: تعویض دیر تر از زمان مقرر روغن
برای مشاهده مقالات و پروژه های بیشتر ما را در شبکه های اجتماعی دنبال کنید.
