سوپرشارژر چيست و چگونه كار مي كند
تهیه و تنظیم: محمد غزنویان پور

کارشناس مکانیک و برق اداره ی نظارت بر اجرای استاندارد و کنترل کیفیت

اداره ی کل استاندارد و تحقیقات صنعتی استان بوشهر

سوپرشارژر چیست؟
به هر وسیله ای که فشار هوای مکشی موتور را به بیش از فشار جو برساند سوپرشارژر گفته می شود .
بزرگ ترین فایده ی سوپر شارژر افزایش توان موتور است. نصب کردن یک سوپر شارژر روی یک ماشین یا کامیون باعث می شود رفتار ان مانند یک خودرو با موتوری بزرگ تر شود. اول بار سوپر شارژر ها در اواخر جنگ جهانی دوم در هواپیما ها به کار برده شده است.
تفاوت سوپرشارژر و توربوشارژر
1. در واقع کلمه سوپرشارژر کوتاه شدهِ کلمه توربوسوپرشارژر است.
2. تفاوت دیگر بین این 2 سیستم منبع تأمین انرژی آنهاست. توربوشارژرها توان خود را از توربینی می گیرند که بوسیله جریان جرمی اگزوز به حرکت در می آید. در حالیکه سوپرشارژر به وسیله تسمه یا زنجیر به صورت مکانیکی از طریق میل لنگ نیرو می گیرد.
چگونگی عملکرد سوپرشارژر
سوپرشارژر قدرت خود را مستقیماً از میل لنگ می گیرد. بیشتر سوپرشارژرها با یک تسمه به حرکت در می آیند که آن تسمه به دور یک قرقره (پولی) میپیچد و این قرقره نیز به یک چرخ دنده محرک متصل است. چرخ دنده محرک نیز چرخ دنده کمپرسور را میچرخاند.

نقش روتور کمپرسور
روتور کمپرسورها در طرح های مختلفی ساخته می شوند. وظیفه اصلی آن به درون کشیدن هواست. هوا را فشرده کرده و به منیفولد (سوپاپ) ورودی می فرستد.
وظیفه اینتر کولر در سوپرشارژر
اگر هوا فشرده شود داغ می شود بدین معنا که چگالی خود را از دست داده و در زمان انفجار نمی تواند خیلی منبسط شده و قدرت زیادی ایجاد کند. برای اینکه یک سوپرشارژر در بيشينه بازده کار کند هوای فشرده که از بخش خروجی تخلیه می شود می بایست قبل از ورود به منیفولد (سوپاپ) خنک شود. یک اینترکولر این وظیفه را به عهده دارد.
چگونگی عملکرد و انواع اینتر کولر
اینترکولر تقریبا عملکردی شبیه رادیاتور دارد و معمولا در دو نوع ساخته می شود:
1. هوا به هوا
2. هوا به آب
هوا یا آب به مجموعه ای از لوله ها فرستاده می شوند و وقتی که هوای داغ شده با لوله ها برخورد می کند خنک می شود. کاهش دمای هوا چگالی آنرا افزایش می دهد که باعث می شود مخلوط متراکم تری از هوا و سوخت وارد محفظه احتراق شود.
انواع سوپرشارژر
1. روتز (Roots)
2. دوپیچی(twin screw)
3. مرکزگریز

سوپرشارژر روتز:
قدیمی ترین نوع سوپرشارژر روتز است. روتز و دو پیچی از انواع لب های گیراندازه استفاده می کنند. با چرخش لب های گیراندازنده هوایی که میان لبها گیر کرده است از سمت ورودی به سمت خروجی می روند. مقادیر بزرگی از هوا به منیفولد (سوپاپ) ورودی رفته انباشته می شوند تا فشار مثبت ایجاد کنند. در واقع این سوپرشارژرها دمنده هوا هستند.
سوپرشارژرهای روتز معمولا بزرگ هستند و در بالای موتور قرار میگیرند.سوپرشارژرهای روتز درماشین های قدرتی مسابقه ای و شکاری استفاده می شود.

ضعف های سوپرشارژر روتز:
این نوع سوپرشارژرها خارج ازکاپوت قرار گرفته و به وزن ماشین اضافه می کنند و به جای اینکه هوا را به صورت یک جریان نرم و پیوسته بفرستند در انفجارهای گسسته می فرستند. روتز ناکارآمدترین نوع سوپرشارژرها هستند.

سوپرشارژردوپیچی:
این نوع سوپرشارژرها هوا را به وسیله یک جفت لب گیراندازنده که شبیه مجموعه ای از چرخدنده های حلزونی می باشند می کشند. هوای درون یک سوپرشارژر دوپیچی مانند یک سوپرشارژر روتز در فضای ایجاد شده و بوسیله لب های گردنده محبوس می شود. اما در یک سوپرشارژر دوپیچی هوا درون پوشش موتور فشرده می شود و این بخاطر آنست که روتورها باریک شدگی مخروطی دارند.

نقاط ضعف سوپرشارژردوپیچی:

1. به دلیل طراحی مشکلترکه نیازمند دقت بیشتری در فرآیند تولید روتورهای پیچ مانند هستند گران تر هستند.
2. بعضی از آنها نیز همانند روتز بالای موتور نصب شده و صدای زیادی را تولید می کنند.این صدا که شبیه صدای سوت است باید بوسیله روشهای فرونشاندن صدا آرام شود.

سوپرشارژرمرکز گریز:
یک سوپرشارژر به یک پروانه در سرعت های بسیار بالا توان می دهد تا هوا را به درون پوشش کوچک کمپرسور بکشاند. همانطور که هوا به مرکز پروانه کشیده میشود نیروی گریز از مرکز آن را وادار می کند که به صورت شعاعی به بیرون پخش شود. هوا در سرعت بالایی پروانه را ترک می کند اما فشار هوا در آن نقطه کم است. مشکل کم بودن فشار را می توان توسط یک پخشگر(دیفیوزر) حل نمود.

نقاط ضعف و قوت سوپرشارژرمرکز گریز:
1. رایج ترین و کارآمدترین نوع سوپرشارژر هستند.
2. سبک و کوچک هستند و جلوی موتور نصب می شوند نه بالای آن.
3. در پایان باید این نکته را نیز اضافه نمود که این نوع سوپرشارژر نیز بی صدا نیست!

اما میان سوپر شارژر و توربو شارژر کدامیک را انتخاب کنیم؟
این سوال به سختی مورد بحث مهندسان و دوست داران خودرو است. اما به طور کلی سوپر شارژر ها برتری مختصری نسبت به توربو شارژر ها دارند.
نصب کردن یک توربو شارژر نیازمند اصلاحات و تغییرات زیادی در سیستم اگزوز است. اما سوپر شارژر ها می توانند به بالا یا پهلوی موتور پیچ شوند، که این نصب آن ها را ارزان تر و تعمیر و سرویس کاری را آسان تر می سازد.
در نهایت هیچ راه ویژه ای برای خاموش کردن سوپر شارژر ها مورد نیاز نیست. زیرا آن ها به وسیله روغن موتور روغن کاری نمی شوند. آن ها به صورت معمولی خاموش می شوند. توربو شارژر ها باید حدود 30 ثانیه یا کمتر بی بار باشند تا خاموش شوند. در صورت روغن روان سازی برای خنک شدن فرصتی خواهد داشت. با این گفته یک گرم کردن مناسب برای سوپر شارژر ها مهم به نظر می رسد، به گونه ای که در دماهای معمولی کار با بیشترین بازده کار می کنند.
سوپر شارژر ها معمولا بر روی موتور های احتراق داخلی هواپیما ها افزوده می شوند. این کار منطقی است اگر در نظر داشته باشیم که هواپیما ها بیشتر زمان خود را در ارتفاع های زیاد می گذرانند که اکسیژن کمتری برای احتراق وجود دارد. با آمدن سوپر شارژرها هواپیما ها قادرند تا در ارتفاع های بالاتری پرواز کنند بدون این که از کارایی موتور کاسته شود.
سوپر شارژر هایی که در هواپیما ها به کار بسته می شوند درست مانند آن ها یی کار می کنند که در خودرو ها نصب شده اند. آنها توان خود را مستقیما از موتور می گیرند و یک کمپرسور را برای دمیدن هوای پر فشار به اتاقک احتراق به کار می اندازند. توضیحات بالا ساز و کار ساده ای از یک هواپیمای سوپر شارژ شده را نشان می دهد.

گرد آورنده؛
كارشناس اداره نظارت بر اجراي استاندارد و كنترل كيفيت بوشهر مهندس غزنويان پور
منابع؛
http://www.njavan.ir
http://www.rasekhoon.net
http://www.daneshju.ir
http://www.hupaa.com