Turbo Nedir? Turbo Şarj Sistemi Çalışma Prensibi
Turbo Nedir Ne İşe Yarar?
Günümüzde hem dizel motorlarda hem de benzinli motorlarda, aşırı hava beslemesi dediğimiz egzoz turbo şarjı kullanılmaktadır. Egzoz manifoldundan hemen sonra egzoz hattına bağlanan turbo, egzoz gazlarından hareket alır ve bu hareketle temiz havayı basınçlı olarak emme manifolduna-yanma odasına göndererek yanma verimini ve motor gücünü arttırır.
Turbo şarj motorun çalışmaya başladığı andan itibaren çalışır, fakat gönderdiği basıncın atmosfer basıncını (1 bar’ı) geçip maksimuma ulaşması için daha hızlı dönmesi gerekir, bunun için de motor devrinin dizel motorlarda 1750-2000 deviri geçmesi gerekir. Yani turbo şarj belirli bir devirden sonra motora maksimum basınçlı hava göndererek torkun artmasını sağlıyor. Araç sürücülerinin çekişin artmasıyla “turbo devreye girdi” dedikleri olay, turbonun maksimum basınca ulaşmış olmasıdır. Aslında turbo hep devrededir.
Buna rağmen turbo şarjın araçta en çok kullanılan devir aralıklarında (1500-3000) yeterli hava beslemesini yapması için çeşitli geliştirmeler yapılmıştır, örneğin değişken geometrili turbo şarj, düşük-orta motor devirlerinde de yeterli basınçlı hava beslemesini yapabilmekte, torku arttırmaktadır.
Turbo Dizel Motor
Dizel motorlar fazla havayla yani hep fakir karışımla çalışırlar. Dizel motorda yanma odasına ne kadar çok hava (oksijen) girerse, motorun torku o kadar artar. Benzinli motorların devri, hava miktarını kontrol ederek ayarlanırken, dizel motorların devri yakıt miktarı ayarlanarak ayarlanır. Bir dizel motorda enjektörlerin püskürttüğü yakıt miktarı artarsa, motor devri de artar. Fakat eskiden kullanılan atmosferik dizel motorlarda, belirli bir devirden sonra ne kadar yakıt püskürtülse de, motor yeterince hava alamadığından (yüksek devir, hava süresini kısaltıyor), motorun torku hızla düşmekte ve yeterince motor performansı alınamamaktaydı, üstelik püskürtülen yakıt tam olarak yakılamadığından, atmosferik dizel motorlar çok yakmaktaydı.
Turbo şarjlı (aşırı hava beslemeli) dizel motorlardaysa, yüksek basınçlı hava belirli devirden sonra sürekli olarak yanma odasına gönderildiğinden, motora yeterince hava(oksijen) girer ve motorun yanma verimi ve performansı artar. Turbo dizel motorların verimi, atmosferik dizel motorların veriminden %40-%50 daha fazladır. Tork yüksek, gürültü az, yakıt sarfiyatı düşüktür.
Turbo Şarj Çalışma Prensibi
Turbo şarj (egzoz turbo şarjı), egzoz manifoldundan çıkan basınçlı egzoz gazlarının hareketini, turbonun türbin kanatçıklarına çarptırarak döndürür, türbin milinin diğer ucunda bulunan kompresör kanatçıklarıysa, dışarından temiz havayı emer ve basınçlandırarak intercooler’a, oradan da emme manifolduyla yanma odasına gönderir. Turbo şarjlar, temiz havayı yaklaşık 2 - 2,5 barlık mutlak basınçla emme manifolduna gönderirler.
Turbo şarjdaki türbin mili çok yüksek devirlerde (dakikada 60 bin -100 bin) döner. Bu sebeple çok iyi yağlanması gerekir. Turbo şarjın yağlanması motor yağıyla yapılır, bir yağ borusu-hattı turbo şarjın gövdesindeki yağ girişinden girer ve gövde içindeki mil yataklarını yağladıktan sonra motora döner. Yağ sürekli devirdaim ederek turboyu yağlar ve soğutur. Bazı turbo şarj tiplerinde su soğutması da kullanılır.
Turbo Şarjın Parçaları ve Görevleri
Turbo şarj, türbin muhafazası, kompresör muhafazası ve gövde-yatak olmak üzere üç temel kısma ayrılır.
(Turbo şarj parçaları)
Türbin Muhafazası ve Türbin Kanatçıkları
Egzoz manifoldundan gelen gazların girdiği kısım türbin muhafazasıdır. Burada bulunan türbin fanına, yüksek hızlı ve sıcak egzoz gazları çarparak, büyük bir hızla döndürür ve çıkış kanalından turboyu terk eder.. Trübin fanının dönmesiyle, türbin mili ve türbin miline bağlı olan diğer taraftaki kompresör fanı da döner. Kısaca turbonun hareketinin oluştuğu kısım türbin kısmıdır.
Kompresör Muhafazası ve Kompresör Kanatçıkları
Milin dönmesiyle birlikte, temiz hava tarafındaki kompresör muhafazasının içinde bulunan türbin fanı da büyük bir hızla döner. Fanın dönmesiyle, hava filtresinden gelen temiz hava kanatçıkların arasına dolar ve büyük bir hızla üflenir, bunun sonucunda basınçlı temiz hava turbo kompresöründen intercooler’a basılmış olur.
Turbo Gövdesi (Yatak)
Türbin milinin bulunduğu, tüm parçaların üzerinde toplandığı ana gövde kısımdır. Gövdenin içinde yataklar, burçlar ve yağ kanalları vardır. Türbin milinin aşınmadan-sürtmeden dönebilmesi için çok iyi bir yağlamayla, yataklarda yağ filmi oluşturulmalıdır. Aksi halde mil yanar ve kilitlenir. Bu kısımda, mile yataklık, yağlama ve soğutma görevleri yerine getirilir.
Intercooler Nedir Ne İşe Yarar?
Dışarıdan emilen temiz hava, turbo şarjın kompresöründe basınçlandırılırken, turbonun çok sıcak olmasından dolayı ısınır, ısınan hava genleşir, yoğunluğu azalır, yoğunluğu azalan havanın içerisindeki oksijen miktarı azalır (örneğin 1litre sıcak havanın içerisinde 3 birim oksijen varsa, 1 litre soğuk havanın içerisinde 7 birim oksijen vardır). İçerisinde az oksijen bulunan havayı yanma odasına göndermek istemeyiz çünkü bu verimi düşürür. Bu sebeple turbo şarjlı motorlarda, soğutma suyu radyatörünün önünde bir intercooler radyatörü vardır, sıcak hava bu intercooler radyatörünün içerisinden geçerken soğur, çünkü dışarıdan çarpan soğuk hava radyatörü soğutur. Soğuyan basınçlı temiz havanın yoğunluğu (yoğunluk: birim hacimdeki madde miktarı, bizim için burada oksijen) artar, hava artık motora gönderilebilir. Önemli olan yanma odasına gönderilen havanın kütlesini arttırmaktır, bu da sıcaklığa, basınca ve deniz seviyesinden yüksekliğe bağlıdır.