وقتی که مردم از خودروهای مسابقه ای صحبت می کنند یکی از موضوعاتی که معمولا مطرح می شودتقویت موتور و توربو شارژر ها هستند. توربو شارژر ها علاوه بر خودرو های مسابقه در موتور های دیزل بزرگ هم مورد استفاده قرار می گیرند. با استفاده از یک توربوشارژر می توانید توان موتور را به اندازه قابل توجهی افزایش دهید بدون اینکه افزایش وزن چندانی داشته باشید و به همین دلیل است که توربو شارژر ها طرفداران بسیاری دارند.
توربو شارژر ها یکی از انواع سیستم های تقویت فشار ورودی هوای موتور خودرو هستند که هوای وردوی به موتور را فشرده می کنند بدین ترتیب هوای بیشتری می تواند وارد فضای محدود سیلندر شود و هوای بیشتر به معنای توان بیشتر در هر انفجار است. در نتیجه از نظر توان به وزن موتور برتری قابل توجهی پیدا می کند.
برای اینکه توربو شارژر ها بتوانند انرژی لازم برای فشرده کردن هوای ورودی به موتور را بدست آورند از دود خروجی موتور استفاده می کنند. در حقیقت یک توربین کوچک در مسیر دود خروجی قرار می گیرد و این توربین هم به کمک یک شفت یک کمپرسور کوچک پره ای را که در مسیر هوای ورودی به موتور قرار دارد می چرخاند و به این ترتیب هوای بیشتری وارد موتور می شود. شاید برایتان جالب باشد اگر بدانید این توربین می تواند تا 150 هزار دور در دقیقه سرعت بگیرد این دور بسیار بالاست یعنی در حدود 30 برابر سریعتر از موتور خودرو ها! و از آنجا که توربین در مسیر گاز های داغ خروجی از موتور قرار دارد دمای توربین بسیار بالاست.
خوب همانطور که گفته شد با استفاده از توربوشارژر می توان موتور خودرو را تقویت کرد این کار با رساندن هوای بیشتر به داخل موتور انجام می گیرد تا سوخت بیشتری بتواند در سیلندرها محترق شود یک توربو شارژر معمولاً می تواند 6 تا 8 psi فشار هوای ورودی را افزایش دهد در حالیکه در حالت عادی فشار هوای ورودی برابر فشار اتمسفر یعنی 14.7 psi است یعنی فشار ورودی در حدود 50 درصد افزایش می یابد بنابراین انتظار دارید که توان خروجی هم 50 درصد افزایش یابد ولی در عمل این اتفاق نمی افتد و فقط 30 تا 40 درصد به توان موتور اضافه می شود.
یکی از دلایل این کاهش راندمان این است که توان مورد نیاز، برای چرخش توربین از گاز های خروجی موتور گرفته می شود و در حقیقت در برابر خروج دود مقاومت ایجاد می شود این اثر مانند گرفتگی اگزوز می تواند باعث کاهش راندمان شود و مقداری از تلفات به این ترتیب ایجاد می شود.
توربو شارژر ها به مانیفولد اگزوز پیچ شده اند گاز های داغ خروجی از موتور توربین را می چرخانند و توربین هم به کمک یک شفت یا محور کمپرسور را می چرخاند که در مسیر هوای ورودی قرار دارد و به این ترتیب هوای ورودی به موتور فشاردار می شود.
هر چه دود بیشتری از سیلندر ها خارج شود سرعت گردش توربین بیشتر می شود و در سمت دیگر شفت کمپرسور هوا را فشرده می کند کمپرسور از نوع سانتریفوج است در این نوع از کمپرسور هوا از مرکز از سمت محور کشیده می شود و از محیط آن خارج می شود مطابق شکل. برای اینکه توربوشارژر بتواند در 150 هزار دور در دقیقه کار کند باید به شفت آن توجه ویژه ای داشت. بیشتر بیرینگ ها در چنین سرعت هایی متلاشی می شوند بنابراین برای توربوشارژر ها از بیرینگ های مخصوصی استفاده می شود که در این نوع بیرینگ ها دور شفت همیشه لایه نازکی از روغن وجود دارد که این لایه نازک دور شفت یا محور پمپ می شود. و به این ترتیب علاوه بر اینکه شفت خنک کاری می شود از اصطکاک آن هم کاسته می شود.
