پاورپوینت سوپر شارژ و پرخورانی

بسم الله الرحمن الرحیم

سوپر شارژ و پرخورانی

مقدمه سوپرشارژرها توربوشارژرها ساختمان توربین ساختمان کمپرسور مجموعه یاتاقانها روغنکاری سردکن هوا مراجع

تعریف پرخورانی super charging
وارد ساختن هوا یا مخلوط سوخت و هوا به درون سیلندر موتور با چگالی بیش از فشار هوای محیط که با افزایش نسبی سوخت قابل احتراق بازده نیروی بالقوه را افزایش می دهد .

مزایای پرخورانی با توجه به روابط
Ni=[Vd. η ch.Qi. η i.n.60.i]/[α.L^m.z.632]

Vd : حجم جاروب شده توسط پیستون (بین BDC وTDC)
η ch : راندمان حجمی موتور
Qi : حداقل قدرت حرارتی موتور
ηi : راندمان حرارتی احتراق
n : دور موتور (rpm)
i : تعداد سیلندر
α : ضریب هوای اضافی احتراق
چهار زمانه z=2
z : دو زمانه z=1
موتور متقابل z=0.5

Ni=(60/632).Vd .(Qi/α).ηch .Γ. ηi.n.(i/2)

=32.4Vd.(Qi/L). η ch .(Pi/Ti). ηi.n.(i/2)
فشارمحیط P0 درخودروهای اتمسفری
Pi فشار ورودی
در پرخوران شده psup
در خودروی اتمسفری T0
Ti دمای ورودی
درپرخوران شده T0
η ch =Vin/vt

عوامل موثر در راندمان حجمی :
1- فشار هوای محیط
2- درجه هوای محیط
3- رطوبت نسبی
4- وضعیت فیلتر هوا
5- مقاومت لوله های ورودی هوا به سیلندر
6- باز و بسته شدن سوپاپها
7- مقدار لقی سوپاپها
8- خروج دود از سیلندر و ورود هوای تازه (جاروب هوا scavenging)
9- وضعیت رینگهای پیستون
10- دمیدن هوا به داخل سیلندر
11- سرد کردن هوای ورودی به سیلندر

پرخوران کردن موتورهای اشتعال جرقه ای :
مزایا :
افزایش توان کلی

معایب :
1- صوتی
2- تکنیکی
3- اقتصادی
نسبت تراکم
4- خوداشتعالی دمای انتهای تراکم
عدد اکتان سوخت

انواع پرخوران کننده ها :
1- سوپرشارژرهای مکانیکی
Mechanical Supercharger

2- توربوشارژرها
Turbo Chager

سوپرشارژرها :
در گذشته به علت ابتدایی بودن تکنولوژی مواد , طراحی و ساخت و نیز محدودیت هایی که وجود داشت , برای دمیدن هوا به داخل سیلندر , دستگاه سوپر شارژرمکانیکی , طراحی و مورد استفاده قرار گرفت .

انواع سوپر شارژرها :
1- سوپر شارژربا دنده حلزونی

2- سوپر شارژرگریز از مرکز

ساختمان سوپرشارژرحلزونی :
سوپرشارژرحلزونی ازدو محور با دنده های حلزونی تشکیل یافته است که عکس جهت یکدیگر می چرخند بگونه ای که دنده ها حداقل فاصله ممکن را داشته و با یکدیگر در تماس نباشند .
در دو سر محورها کاسه نمد های آب بندی <seal> و یاتاقان ها تعبیه شده اند .درروی پوسته نیز مجراهایی جهت ورود و خروج هوا تعبیه شده است .

نحوه عملکرد سوپرشارژر:
در حالتیکه دنده ها در اثر چرخش از هم دور می شوند هوا از دریچه ورودی به داخل میده شده و پس ازحرکت در بین پره های روتور با درگیرشدن دنده ها در طرف دیگر , هوا را فشرده و از مجرای خروجی به بیرون می فرستد که ای فشاربه سرعت دورانی محور(وابسته به دورموتور ), قطر دنده های روتور و طول روتور بستگی دارد . با افزایش فشار هوا توسط سوپرشارژر امکان سرد کردن هوا توسط کولر بوجود می آید و پس از کولر درجه حرارت آن کنترل می گردد(حداقل C25 وحداکثرC 50).

سوپر شارژرهای گریز از مرکز: Centrifugal Super charger
عملکرد این نوع سوپرشارژر مشابه پمپهای دمنده گریز از مرکز می باشد که حرکت آن بطور مستقیم پس از عبور از یک جعبه دنده افزایش دور از موتور گرفته می شود .
در مدار این نوع سوپر شارژر نیز می توان از سردکن هوا بهره برد .

مزایای سوپرشارژرهای مکانیکی : 1- سادگی طراحی 2- سادگی ساخت 3- ارزان بودن مواد بکار رفته در ساخت 4- سهولت تعمیرات

معایب سوپرشارژرها ی مکانیکی :
1- استهلاک بالا
2- گرفتن قدرت زیاد مورد نیاز جهت فشردن هوا از موتور

نتیجه گیری :
طراحان به فکر افتادند تا انرژی تلف شده اگزوز را مهار و از آن برای دمیدن استفاده نمایند , در نتیجه سوپرشارژرها به فراموشی سپرده شد و جای خود را به توربو شارژرها و توربو بلورها دادند .
با طراحی و ساخت موتور ژنراتورهای ترکیبی و استفاده از انرژی حرارتی تلف شده آب بدنه و اگزوز توانسته اند راندمان حرارتی مولدین را به حدود %80 رسانند .این موتور ژنراتورها از موتور دیزل , توربین گاز و توربین بخار تشکیل شده اند .

توربوشارژرها : Turbo Charger
اولین بار یک سوئیسی به نام آ.بوچی <َََA.Buchi > در سال 1909 ایده استفاده از انرژی گازهای داغ خروجی جهت به حرکت در آوردن کمپرسور یک توربوشارژر را مطرح کرد , که سالها بعد حدود 1929 این طرح به موفقیت انجامید . ازسال 1945 با پیشرفت توربوشارژر کردن , توان خروجی موتورهای دیزل سریعا افزایش یافت به حدی که امروزه با استفاده از توربوشارژرها راندمان توان خروجی موتور حدود %35 افزایش یافته است .

ساختمان توربوشارژرها :
توربوشارژرها اساسا از یک محور مشترک که پره های توربین و کمپرسور بر روی آن با یکدیگر کوپل شده و با دو یاتاقان لغزشی ویک یاتاقان تراست(کف گرد(Thrust جهت تحمل بارهای محوری به بدنه توربو شارژرمتصل و با رینگها , آب بندی شده اند تشکیل گردیده است .برروی بدنه توربین وکمپرسورمجراهایی جهت ورود هوا و خروج دود تعبیه شده است .
با برخورد گازهای خروجی اگزوزبا پره های توربین , شافت و کمپرسور به حرکت در آمده و هوا در کمپرسور فشرده و از طریق منیفولد ورودی راهی سیلندر می گردد.
درموتورهای پرخوران شده سوپاپها نسبت به موتورهای معمولی زودتر باز و دیرتر بسته می شوند .

توربین
انواع توربین :
ضربه ای کوچک
جریان شعاعی ارزان خودروهای کوچک
فشار ثابت بازده بالا

بزرگ و سنگین نیروگاه ها
جریان محوری گران لوکوموتیوهای قطار
بازده پایینتر موتور کشتی ها

توربین جریان شعاعی Radial flow Turbin
توربین توربوشارژر مشابه یک توربین گازکوچک است که اتاق احتراق آن محفظه سیلندر می باشد . در موتورهای توربوشارژرداربرای آنکه بتوان ازانرژی حرارتی و فشار دود خروجی از سیلندر در توربوشارژراستفاده کرد سوپاپ دو چند درجه زودتر نسبت به موتورهای معمولی باز شده ودو( با دمای C 830 – 400 ) وارد منیفولد خروجی شده و برای آنکه انرژی حرارتی آن ازبین نرود منیفولدخروجی توسط نوارهای آزبست ویا پشم شیشه ونیزقا لب مخصوص محافظت عایقها , ایزوله می شود تا سرد نگردد .

ورود به نازل :
برای جلوگیری از تغییر شکل , ترکیدن و یا سوختن پوسته, توربوشارژربا آب سردمی شود , سپس دود وارد نازل خاص خود در توربین شده و پس از جهت گرفتن توسط نازل با پره های توربین برخورد و موجب حرکت دورانی توربین می گردد.
از آنجا که این محفظه نسبت به منیفولد اگزوز سردتر است , گازهای سوخته شده با سرعت بیشتری وارد محفظه نازل شده و انرژی جنبشی دود نسبت به داخل منیفولد افزایش می یابد . پس از پره های محور توربین , دود وارد محفظه وسیعتری گشته که جداره آن توسط آب خنک می شود , این اختلاف دما و فشار قبل و بعد از پره های توربین , سبب ایجاد خلا نسبی و درنتیجه افزایش سرعت خروج دود از نازل و مومنتم دود در برخورد با پره های توربین می گردد.

تمام سوپاپهای دود به یک منیفولد ارتباط پیدا نمی کند چرا که مقاومت توربین در مقابل خروج دود در زمان قیچی سوپاپها باعث ایجاد اختلال در تنفس و جاروب شدن هوا در دیگر سیلندرها می گردد .
محل اتصال منیفولد دود به پوسته توربین توربوشارژر آب بندی بوده و چنانچه دود به منیفولد دیگر و یا به خارج سرایت کند , ضمن کاهش راندمان توربوشارژر باعث سوختن محل اتصال و حتی ترکیدن توربین خواهد شد .

نازلها Nozzeles
بسته به تعدا منیفولد ها (n) ورودی توربوشارژر از 4 منیفولد تجاوز نخواهد کرد . منیفولدها تا محل استقرار پره ها از یکدیگر مجزا بوده و باn /360 درجه اختلاف نسبت به یکدیگر به نازل مرتبط می شوند .
جداره داخلی مسیر دود در پوسته توربین کاملا صاف و نسبتا صیقلی می باشد تا مقاومتی در مسیر دود بوجود نیاید . ضمنا در صورت وجود هرگونه خراش , جداره سریعا دوده گرفته و علاوه بر افزایش مقاومت در مسیر حرکت دود , موجب عدم پراکندگی یکنواخت حرارت گردیده که ممکن است ترکیدن پوسته یا تاب برداشتن آن را درپی داشته باشد . نازل ها در توربو شارژرها پره های ثابتی هستند که در تمامی سطوح خروجی پوسته ورودی , دو دسته از آنها به تعداد منیفولد ها ورودی توربین به شکل و زاویه خاص در بین دو رینگ چیده و ثابت شده اند , که یک ردیف از این پره های ثابت نازل ها روی استاتور قرار دارد .

خنک کاری توربین
پوسته توربین که از جنس چدن خاکستری بوده و توسط آب با دو روش سرد کنندگی مدار باز یا بسته سرد شده و با درجه حرارت مجاز (تقریبا 10°c اختلاف بین دمای خروجی و ورودی ) مجددا وارد توربین می گردد . جنس لوله های مبدل حرارتی (Heat exchanger) از مس یا آلیاژهای آن می باشد . برای جلوگیری از خوردگی الکتروشیمیایی پوسته در اثر یونیزاسیون بین آهن و مس در یک یا چند نقطه پوسته پیچ های با پلاک هایی از جنس روی نصب شده و در نتیجه روی بجای پوسته توربین خورده می شود .

جنس نازلها
در توربوشارژر , نازلها بیشترین درجه حرارت را دارند بنابراین پره های نازل باید :
1 – در برابر حرارت بالا مقاوم باشد و در تنش های حرارتی تغییرفرم ندهد .
2 – در برابر خوردگی مواد خورنده سوخت , بحد کافی مقاوم باشد .
3 – قدرت انتقال حرارت مناسب را داشته باشد .
4 – تمام پره های نازل از لحاظ جنس دارای مشخصات یکنواخت باشند .
بنا به دلایل فوق جنس پره ها را از آلیاژ فولاد کبالت و نیکل کروم دار انتخاب می کنند .
پره های نازل حرارت خود را ه رینگ نگهدارنده که با لبه ماشینکاری شده استاتور کاملا آب بندی می باشد منتقل و ازآنجاحرارت به پوسته و آب خنک کن منتقل می شود . عدم آب بندی کامل بین رینگ نگهدارنده و لبه ماشینکاری شده پوسته سبب عدم انتقال حرارت نازل و در نتیجه تاب برداشتن و یا گیر کردن پره های نازل و روتور به یکدیگر و سوختن نازل خواهد شد .

توربین های جریان محوری Axial flow Gas Turbin
این نوع توربو شارژر ها غالبا دارای یک توربین تک مرحله ای(فقط دارای یک ردیف پره ثابت دراستاتور یا پوسته) می باشند .
شکل پره های توربین بگونه ایست که انرژی دود را به انرژی جنبشی تبدیل و از این انرژی حد اکثر استفاده به عمل می آید . این پره ها به صورت عمود بر خط مماس و درامتداد شعاع در بین دو رینگ یا به عبارت دیگر دیسک پره های نازل , توسط پرس یا جوش محکم شده اند .
مقطع پره ها بصورت آیرودینامیکی و انحناء معکوس با سرعت زاویه از سر پره تا پایه و زاویه معین بین دو لبه طراحی و ساخته شده اند که مسیرمناسب با انرژی جنبشی دود در برخورد با پره های متحرک را نشان میدهد .

مسیر و درجه حرارت دود تا نازل
حداکثر تغییرات مجازدرجه حرارت خروجی دود ازسیلندرها °c 40± می با شد که به عوامل زیر وابسته است :
1 – مقدار سوخت تزریقی (تنظم پمپ – تنظیم انژکتورها )
2 – تغییرات نسبت تراکم (واشر سرسیلندر , آب بندی سوپاپ ها واشر انژکتور و تاج پیستون)
3 – وضعیت رینگ ها و فشار تراکم
4 – رسوبات جداره سیلندر , و تاج پیستون
5 – روغنکاری جداره بوش , پیستون و گژن پین
6 – عدم تنظیم ترمومترهای اگزوز (در ماشینهای دارای سیستم ECU) حد اکثر تغییرات مجاز درجه حرارت در منیفولد خروجی °c 30± می باشد که چنانچه بیش از این حد باشد ابتدا باید تفاوت درجه حرارت سیلندرها (دود خروجی آنها) را بررسی نمود .

چنانچه درجه حرارت منیفولد خروجی بیش از حد مجاز باشد ولی هیچ یک از نقایص مذکور رخ نداده باشد , توربو شارژر نقص داشته و روتور نمیتواند به راحتی بچرخد که ممکن است :
1 – منیفولد و نازل ها دود گرفته و کثیف باشند .
2 – نازلها رسوب گرفته یا خورده شده باشند .
3 – پره های روتور کثیف یا خورده شده باشند .
4 – یاتاقانهای هوا یا دود عیب دارند .
5 – محور از بالانس خارج شده یا تاب دارد .
6 – پره های هوای کمپرسور کثیف است .

چنانچه درجه حرارت دود خروجی در تمام سیلندرها بیش از حد مجاز باشد می تواند به علل زیر باشد :
1 – کثیف بودن فیلتر هوا (مهمترین و معمول ترین علت)
2 – کثیف بودن کولر هوا
3 – نقص داشتن توربو شارژر
4 – گرفتگی یا لهیدگی مسیر هوا قبل و بعد از توربو شارژر

افزایش درجه حرارت دود موجب سوختن سوپاپ دود و سوختن نازل ها و دیسک مربوطه و ترکیدن پوسته توربو شارژر می گردد .
کاهش درجه حرارت دود موجب نرسیدن توربوشارژربه دور نرمال و کاهش راندمان حجمی و درنتیجه احتراق ناقص و دوده گرفتن محفظه احتراق , منیفولد دود , توربو شارژر و بروز خوردگی تاج پیستون , سوپاپ دود , منیفولد اگزوز , پره های ثابت نازل ها و پره های متحرک روتور توربو شارژر می گردد (خواهد شد).

خروج دود از نازل ها با سرعت نسبی زیاد و درمسیر مماس بر جداره لبه پره متحرک روی روتور صورت می پذیرد که در پره متحرک روتور به دومولفه تجزیه می گردد , یک مولفه موجب ایجاد گشتاور حرکت دورانی و مولفه دیگر یا مولفه درگ Drag , نیروی محوری یا نیروی تراست می باشد که پره های متحرک را از نازل ها دور می کند . برای جلوگیری از فرار گاز از لبه پره و پوسته , این فاصله را با توجه به انبساط طولی پره , حداقل مجاز در نظر می گیرند .

تنش های وارد بر پره های متحرک

1– نیروی گریز از مرکز( Centrifugal Force ) :که به علت دور بالا مهمترین نیروست و سازندگان با بکار گیری مصالح سبک و بالانس دقیق روتور از نظر استاتیکی و دینامیکی سعی در کاهش آن دارند .

2 – نیروی مولفه گشتاور (Lifting) : که در جهت عکس , محور پره را دفع می کند .

3– نیروی مولفه محوری (Drag) : که پره را به طرف محفظه انبساط (خروجی توربین) دفع میکند.

پره های روتور توربین Rotor Vancs وابسته به دور و قدرت توربوشارژرهای بزرگ شکل پیچیده تری به خود می گیرد.

طراحی پره توربین و کمپرسور بسیار پیچیده است و اغلب مطالعات آیرودینامیکی پره های مربوطه توسط سازمانهای NASA و NACA آمریکا صورت می گیرد و کارخانجات سازنده با استفاده از این مطالعات و پارامتر های تعیین شده اقدام به طراحی پره های توبین و کمپرسور می کنند . توربوشارژرهای کم دور , کم استهلاک تر از توربوشارژرهای پردور هستند. هر چه قطر محور توربین با پره های آن و همچنین قطر دیسک نازلها و طول آنها بیشتر باشد دور توربین کمتر خواهد بود .

محل استقرار پره های متحرک توربوشارژر با توجه به شکل پایه پره ها , روی دیسکی که غالبا بصورت یکپارچه با روتور توربومی باشد ماشینکاری شده که پس از اتمام عملیات تراش و فرزکاری , روتور بالانس اولیه گشته ومجددا پس از نصب پره ها و لابیرنت ها دوباره عملیات بالانس استاتیکی و دینامیکی آنها صورت می گیرد .

محل استقرار پره های روتور توربوشارژر:

اجزای جانبی توربین
1- محافظ محور توربین Shaft Protective Sleeve
برای محافظت محور روتور توربوشارژر از اثرات حرارت , رسوبات دود و خوردگی , محور داخل آن قرار می گیرد و بوسیله آب خنک می شود .
2- محفظه خروجی Gas Outlet این محفظه بوسیله آب خنک کاری می شود تا با ایجاد خلا موجب سرعت گرفتن گازهای خروجی گردد , برای افزایش بازدهی (در نتیجه خلا ) محفظه خروجی به منبع اگزوز که حجم بیشتری دارد متصل می گردد .

3- لابیرنت(روغن برگردان) های روی روتور:
Sealing Strips

چنانچه از خلا محفظه گاز خروجی و همچنین پشت دیسک پره های توربین بعمل نیاید روغن به داخل محفظه کشیده می شود . برای جلوگیری از ین امر روی روتور چندین ردیف لابیرنت در دو ردیف کاملا مجزا با فاصله کمتر از میلی متر با جداره نصب می شود .
ردیف اول از سمت توربین مانع ورود دود به اطراف محفظه دیسک روتور می گردد و به جهت ایجاد مانع کامل در راه دود پشت آن به کانال خروجی کمپرسور متصل می گردد واگر هوایی از لابلای لابیرنت ها فرار کند ازطریق کانالی دیگر به خارج هدایت می گردد .
در صورت انسدا این دو کانال , دود به طرف یاتاقانها نفوذ و ضمن از بین بردن خواص روغن , تغییرات فشار در محفظه یاتاقانها مانع از روغنکاری آنها می گردد .
این قسمت از توربو شارژر نیز اکثرا توسط آب خنک می شود .

کمپرسور Compressor
انواع کمپرسور :

1- گریز از مرکز (سانتریفوژ)Centrifugal

2- جریان محوری Axial flow

کمپرسور توربوشارژرها عمدتا از نوع سنتریفوژ یا گریز از مرکز می باشد .

علل استفاده از کمپرسورهای سانتریفوژ:

1- سبک بودن
2- کوچک بودن ابعاد
3- حفظ کارایی در هوای آلوده
4- امکان استفاده از مصالح معمولی در ساخت
5- در دبی پایین راندمان بالایی دارد که برای موتورهای چهارزمانه مناسب می باشد .
نیز آنکه در مجموع دارای سهولت در ساخت , سرویس , تعمیرات و قیمت اقتصادی می باشد .

اساس کار کمپرسور سانتریفوژ:
کمپرسور یا دمنده از دو قسمت اصلی پوسته ( استاتور ) و محور ( روتور ) تشکیل شده که شامل تعدادی کانال ثابت یا دیفیوزر می باشد که ضمن تغییر مسیر هوا , سرعت آن به فشار استاتیکی تبدیل می گردد .
محفظه بولبرینگ ( هوزینگ ) بصورت یکپارچه به همراه استاتور ساخته می شود که عمدتا از جنس چدن یا آلومینیوم می باشند .

استاتور یا پوسته کمپرسور :
دارای چهار قسمت اصلی می باشد :

1- محفظه هوای ورودی Air Inlet Casing
هوا پس از فیلتر و صداخفه کن وارد این قسمت شده و در مسیر مناسب (در جهت محور روتور) به پره های روتور می رسد .

2- جداره گلویی Wall Insert
دارای انحنایی در حدود 90 درجه بوده و جریان محوری را به جریان شعاعی تبدیل می کند . فاصله بین جداره گلویی و پره های روتور نسبتا کم می باشد که در توربو شارژرهای کوچک حدود 1.5-0.5 میلی مترودر انواع بزرگتر 1.5-0.7 میلی متر است .

3- محفظه خروجی هوا Air Outlet Casing
نوعی محفظه مدور حلزونی شکل می با شد که سطح قاعده بزرگ آن محل خروج هوا و اتصال به منیفولد هوا و کولر است .

4- پوسته یاتاقان ها Bearing Space Cover

محور یا روتور کمپرسور
پره های کمپرسور از نوع پره های روباز می باشند که از دو قسمت اساسی تشکیل شده اند :

1- پره اندیوسر ( چشمی ) Induser
که وظیفه اصلی آن تغییر جریان محوری هوا به جریان شعاعی می باشد .
2- پره پروانه Impeller
که کار سرعت دادن به هوای دارای جریان شعاعی را بر عهده دارد .
جنس هر دو پره از آلومینیوم می باشد تا حتی الامکان وزن روتور کمتر و لختی زیاد محور موجب فرسایش یاتاقان ها نگردد که با عملیات حرارتی از روی محور قابل تعویض می باشند .

مسیر جریان هوا در کمپرسور
هوا پس ازشکل گرفتن جریان محوری در اثر مکش به پره اندیوسر برخورد و جریاه محوری هوا به جریان شعاعی تبدیل شده و به پروانه می رسد .
فاصله جداره گلویی و پره اندیوسر در این مرحله با در نظر گرفتن شتاب گریز از مرکز مولکول های هوا و اینکه فشار استاتیکی آنها در لبه پره نسبت به حول محور بیشتر شده و هوا تمایل به خروج از لبه پره ها را دارد باید در حداقل ممکن خود نگه داشته شود.
بسته به دور و دبی مورد نیاز انحنا و زاویه اندیوسر طراحی و ساخته می شود . انحناها به طریقی می باشند که سرعتهای موضعی کاهش نیابد و هوا از پره ها جدا نگردد.

دلیل آنکه پره های اندیوسر وپروانه به صورت یک تکه ساخته نمی شوند , سهولت در ساخت توربوشارژر با دبی های مختلف می باشد . مثلا چنانچه خواسته با شیم از یک توربو شارژر با تیپ معین , دبی بیشتر یا کمتری در حد قدرت توربین آن بگیریم فقط پره های اندیوسر نیاز به تعویض خواهد داشت .

بایستی در مونتاژ لقی مجاز بین پره های اندیوسر و پروانه را در نظر داشت در غیر اینصورت چنانچه از لقی مجاز بیشتر شود در ورود جریان هوا از اندیوسر به پروانه اغتشاش ایجاد می گردد که موجب کاهش راندمان کمپسو خواهد شد و اگر لقی از حد مجاز کمتر باشد در اثر انبساط پروانه به اندیوسر فشار آورده و موجب درگیری لبه اندیوسر و جداره گلویی خاهد شد .

دیفیوزر
جریان شعاعی هوای ورودی تحت تاثیر نیروی گریز از مرکز با سرعت و انری زیاد به سمن دیفیوزر رانده می شود . در نتیجه سرعت گریز ازمرکز فشار استاتیکی هوا از ورودی به اندیوسر تا خروجی از پروانه , مرتبا افزایش یافته و مابقی انرژی جنبشی جریان هوا در دیفیوزر به فشار استاتیکی تبدیل می شود .
دیفیوزر پره های ثابتی هستند که روی دیسکی در حد فاصل سر پره های پروانه و حلزونی استاتور نصب شده اند . این پره ها بصورت یکپارچه با دیسک و از جنس آلومینیوم می باشند که بصورت پیوسته با جداره گلویی ریخته شده است .
تعداد پره های دیفیوزر کمتر از تعداد پره های پروانه می باشد اما انحنای پره های دیفیوزر با جهت عبور هوااز پروانه مطابقت دارد .
هوا پس از دیفیوزر وارد محفظه حلزونی جمع کننده شده و از آنجا راهی منیفولد کولر هوا و ورود به سیلندر می شود .

خروش کمپرسور
چنانچه دبی کمپرسور بیش از هوای مورد نیاز باشد یا اینکه در مسیر هوا پس از روج از دیفیوزر تا ورود به سیلندر اشکالی که مانع ازجریان هوا باشد بوجود آید , توربوشارژر خروش می کند که اصطلاحا به آن عطسه توربو شارژر نیز می گویند .
عطسه زدن توربو شارژر با صدای نابهنجار و لرزش زیاد همراه است که باعث صدمهزدن به یاتاقان های روتور توربوشارژر و پره های آن می گردد .
بعلت توقف و راه اندازی مجدد توربوشارژر , در حرکت موتور نیز اختلال بوجود آمده و تغییرات سریع ( افت دور و جبران آن ) باعث ضربه زدن به یاتاقان های ثابت و متحرک , گژن پین , دنده ها و هزار خار محور گاورنر می گردد .

چنانچه در خروج خروج هوا از دیفیوزر اشکالی بوجود آید در پیوستگی و یکنواختی جریان هوا اختلال بوجود خواهد آمد که با بروز جدایی (Wake) و جریان معکوس , پدیده خروش یا سکته در توربو شارژر بوجود خواهد آمد .
در موتورهایی که هوا با فشار تراکم بالا ودمای کم به سیلندر فرستاده می شود تا قدرت آن افزایش یابد نیز چنانچه لقی سوپاپها در حداقل مجاز تنظیم نگردد و یا اینکه کولر هوا نتواند هوا رابه اندازه کافی سرد کند ممکن است خروش کمپرسور بروز نماید .
خروش کمپرسور در کمپرسورهای بانسبت فشار یک به سه 3/1 در دیفیوزر و در نسبت تراکم بیشتر در اندیوسر ممکن است بوجود آید .معمولا در موتورهای دیزل از توربوشارژرهای با نسبت تراکم کمتر از 3/1 استفاده می شود ولی چنانچه از توربوشارژرهایی که برای کاربرد در ارتفاعات بالا طراحی شده اند در ارتفاع پایینتر استفاده شود با مشکل خروش کمپرسور مواجه خواهیم بود .

بعلت مخرب بودن پدیده خروش کمپرسور از روشهای گوناگونی برای جلوگیری از آن استفاده می شود که ساده ترین آن در برخی ملدین دیزل نصب سوپاپ فشار شکن بوده که به محض بروز افزایش فشار قبل از کولر هوا , سوپاپ عمل کرده و هوای اضافی را قبل از اینکه به دیفیوزر برسد خارج می کند .

آب بندی محور کمپرسور
برای اینکه خلا جلوی اندیوسر باعث اختلال در روغنکاری یاتاقان ها و مکش روغن به داخل اندیوسر نشود از شرینک رینگ (Sherink Ring ) استفاده می گردد .پس از رینگیک محفظه باز در ارتباط با کانال مکش هوا ایجاد شده که فشد این قشمت با جلوی اندیوسر متعادل شود , پس از این کانال بوش آب بندی قرار گرفته که مانع از فرار بخار روغن به داخل این کانال می گردد .

خنک کاری کمپرسور
خنک کاری کمپرسور صرفا توسط هوا صورت می پذیرد .

مجموعه یاتاقان ها
در تمامی ماشین آلات یاتاقان ها بخش بسیار مهمی می باشند . در توربوشارژرها نیز بعلت اهمیت روان بودن محور و دور بالای آن که حدود rpm 40000-8000 می باشد , یاتاقان ها و توجه به آنها بسیار اهمیت است .
در کمپرسور بلت فشار استاتیکی هوا و تبدیل جریان محوری به جریان شعاعی و انرژی هوا , روتور حرکت متعادلی نداشته و فرسایش یاتاقان زیاد می باشد , بهمین دلیل یاتاقان کمپرسور نسبت به توربین بزرگتر بوده تا تحمل نیروهای وارده را داشته باشد .

در طرح های قدیمی یاتاقان های توربین و کمپرسور درداخل یک دیسک و بین توربین و کمپرسور قرار داشتند و معمولا از نوع یاتاقان های ساده ( لغزشی ) بودند .
در طرح های جدید یاتاقان ها در دو سمت محور و خارج از دیسک و کمپرسور می باشند .
در این نوع اغلب یاتاقان ها از نوع غلتکی است ولی هنوز هم در برخی توربو شارژرها بدلیل سهولت ساخت , قیمت ارزان و کارایی خوب از یاتاقان های ساده و مسطح (لغزشی)استفاده می شود .

یاتاقان های ساده ( لغزشی ) Plain Bearing Bushes
مزایا :
1- موثر و مفید بودن لایه روغن بعنوان مستهلک کننده ضربه
2- طول عمر بیش از 20000 ساعت کار
3-نزدیک به هم مرکز شدن محور و یاتاقان هنگام کار و کاهش اصطکاک
4 – حساسیت کمتر نسبت به بالانس محور
معایب :
1 – اهمیت نوع روغن مصرفی در توربوشارژر
2 – دقت زیاد در تنظیم سطح شست وحور و یاتاقان
3 – حساسیت زیاد نسبت به تغییرات در جه حرارت

ساختمان یاتاقان های ساده :
یاتاقان های ساده معمولا از سه قسمت ساخته می شوند :
1 – قسمت پشت یاتاقان : که از فلزی سخت با ضریب انبساط کم ساخته می شود ولی نسبت به خورندگی روغن مقاوم نیست . معمولا جنس آن از فولاد یا چدن خاکستری است که در توربو شارژرهای کوچکتر بعلت تحمل فشار کمتر از برنز نیز ساخته می شود . باید توجه داشت که در هر صورت باید ضریب انبساط پوسته و بابیت یکسان باشد . چرا که در غیر این صورت بابیت جداخواهد شد .

2 – لایه زیر بابیت : به منظور چسباندن لایه بابیت به جداره داخلی بوش یا یاتاقان , جداره داخلی بوش را به ضخامت حدود 0.1 mm توسط الکترولیز مس اندود می کنند . که یکنواختی ضخامت آن در تمامی سطح داخلی بوش بسیار حائز اهمیت است .
3 – بابیت سطح داخلی بش یاتاقان روی لایه مس را به ضخامت 0.9 mm توسط بابیت اندود می کنند.
بعلت آنکه بابیت آلیاژی است که از فلزات مختلف (قلع , مس , آنتیموان و …) , آبکاری آن به سادگی امکان پذیر نمی باشد و برای اندود کردن بابیت از سیستم فلز پاشی استفاده می شود . علاوه بر آلیاژ بابیت در یاتاقان با توجه به شرایط کار و مرغوبیت و ارزش ماشین , از آلیاژهایی چون آلیاژکادمیم – نیکل یا آلیاژ تالیم استفاده می شود .

خواص آلیاژ بکار رفته در یاتاقان :
1 – مقاومت در مقابل خستگی
2 – قابلیت انطباق (جابجا شدن جهت انطباق با محور)
3- قابلیت نشست ( جذب ذرات ریز باقیمانده از روغن درون یا تاقان تا موجب فرسایش محور نگردد )
4- مقاومت سطوح
5- مقاومت در مقابل خورندگی
6- مقاومت در قبال تغییرات درجه حرارت
7- ظرفیت حمل بار

یاتاقان کف گرد Thrust Bearing
نیروی Drag ناشی از برخورد دود با توربین محور را به سمت جلو می کشد در مقابل حرکت هوا در کمپرسور پس ا عبور از اندیوسر محر را به سمت عقب کشانده و روتور نسبتا حالت متعادلی را به لحاظ حرکت توربین به جلو و عقب دارد , ولی نمی توان برآیند آنها را همواره برابر صفر دانست . بنابراین جهت جلوگیری از حرکت توربین باید از یاتاقان های کف گرد استفاده کرد که جنس آلیاژ آن مشابه یاتاقان های ساده می باشد .

یاتاقان های غلتکی Roller Bearing
یاتاقان های ساچمه ای عمده ترین کاربرد را در ساخت توربوشارژردارند و دارای مزایا و معایب ذیل می باشند .
مزایا :
1- روانی محور مخصوصا به هنگام بی باری
2- امکان استفاده از روغن های مختلف
3 – حساسیت کمتر در برابر تغییرات درجه حرارت
معایب :
1- کمی عمر کارکرد در حدود 8000 ساعت
2- ایجاد صدمه به روتور در صورت شکستن ساچمه ها
3- فرسایش بیشتر در حداکثر بار
کارخانجات سازنده معمولا با توجه به شماره سریال و تیپ یاتاقان ها آنها را در داخل روغن و بصورت کنسرو بعنوان قطعات یدکی ارائه می کنند.

بلبرینگ سمت توربین
این بلبرینگ بسیار روان و با لقی بسیار کم و بعلت حساسیت در انحصار کارخانه سازنده توربو شارژر می باشد . این بلبرینگ از یک طرف رزوه شده که جهت بستن ابزار مخصوص برای خارج ساختن بلبرینگ از داخل محفظه سمت توربین است .
این بلبرینگ از یک ردیف ساچمه دارای قفس نگهدارنده و دو بوش داخلی و خارجی می باشد که علاوه بر نگهداری ساچمه ها عمل کف گردی را نیز انجام می دهد .
بوشها و ساختمان ساچمه ها از فولاد مخصوص می باشد که از سختی بسیار بالایی برخوردار است .

بلبرینگ سمت کمپرسور
بعلت فشار وارد بر یاتاقان و نبود فیلم روغن بلبرینگ سمت کمپرسوردر معرض فرسایش بیشتری نسبت به یاتاقان سمت دود قرار دارد به همین علت در طرف هوا از دو بلبرینگ استفاده می شود ولی سایر ملحقات و تجهیزات مشابه بلبرینگ سمت دود می باشد.

پایان