เทอร์โบชาร์จเจอร์เดี่ยวแบบ 4 สูบทวินสโครลทำงานอย่างไร?

เทอร์โบชาร์จเจอร์แบบ 4 สูบ แฝด-เลื่อน เดี่ยวเป็นระบบเทอร์โบชาร์จเจอร์ที่ผสมผสานเทคโนโลยี แฝด-เลื่อน เข้ากับการออกแบบเทอร์โบเดี่ยวเพื่อปรับปรุง 

การตอบสนองและประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ นี่คือคำอธิบายโดยละเอียดทีละขั้นตอนเกี่ยวกับวิธีการทำงาน: 1. โครงสร้างพื้นฐาน: ส่วนประกอบของเทอร์โบชาร์จเจอร์

• กังหัน: ขับเคลื่อนด้วยไอเสียของเครื่องยนต์

• คอมเพรสเซอร์: ขับเคลื่อนด้วยกังหันเพื่อส่งอากาศอัดไปยังกระบอกสูบ

• แฝด-เลื่อน: ทางเข้ากังหันแบ่งออกเป็นสโครลอิสระ 2 อัน ซึ่งเชื่อมต่อกับท่อร่วมไอเสียกระบอกสูบที่แตกต่างกัน

2. ลักษณะไอเสียของเครื่องยนต์สี่สูบ

• ลำดับการจุดระเบิด: โดยทั่วไปเครื่องยนต์สี่สูบจะจุดระเบิดตามลำดับ 1-3-4-2 โดยท่อไอเสียของกระบอกสูบที่อยู่ติดกันจะมีระยะห่างกัน 180°

• การรบกวนพัลส์ไอเสีย: หากไอเสียของกระบอกสูบทั้งหมดเข้าไปในท่อเดียวกัน คลื่นแรงดันไอเสียของกระบอกสูบที่อยู่ติดกันจะรบกวนกัน 

ส่งผลให้ประสิทธิภาพของกังหันลดลง (เรียกว่า การรบกวนของพัลส์ไอเสีย)

3. การออกแบบการแยกกระแสของทวินสโครล

• การเชื่อมต่อกลุ่มกระบอกสูบ: สโครล 2 อันเชื่อมต่อกลุ่มกระบอกสูบ 2 กลุ่มตามลำดับ (ตัวอย่าง: กระบอกสูบ 1+4 เป็นกลุ่มหนึ่ง และกระบอกสูบ 2+3 เป็นอีกกลุ่มหนึ่ง)

• แยกพัลส์ไอเสีย: ไอเสียจากแต่ละกลุ่มกระบอกสูบจะเข้าสู่สโครลอิสระเพื่อหลีกเลี่ยงคลื่นแรงดันไอเสียที่หักล้างกัน 

เพื่อให้มั่นใจว่าพลังงานไอเสียจะถูกถ่ายโอนไปยังกังหันอย่างมีประสิทธิภาพ

4. การใช้พลังงานไอเสียอย่างมีประสิทธิภาพ • ผลการเทอร์โบชาร์จแบบพัลส์:

◦ ทวินสโครลจะแยกพัลส์ไอเสียด้วยช่วงเวลาที่ยาวนาน (เช่น ช่วงเวลาไอเสียของเครื่องยนต์สี่สูบคือ 180°) 

ช่วยให้กังหันสามารถรับก๊าซไอเสียที่มีพลังงานจลน์สูงได้อย่างต่อเนื่อง

◦ เมื่อเปรียบเทียบกับการเลื่อนเดี่ยว การเลื่อนคู่สามารถรักษาความเร็วไอเสียที่สูงกว่าที่ความเร็วต่ำได้ ซึ่งช่วยลดความล่าช้าของเทอร์โบ

5. ข้อดีของกังหันตัวเดียว

• โครงสร้างที่เรียบง่าย: กังหันตัวเดียวมีน้ำหนักเบากว่าและมีราคาถูกกว่าระบบเทอร์โบคู่

• การครอบคลุมความเร็วที่กว้าง: ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพแบบสโครลคู่ กังหันตัวเดียวสามารถตอบสนองได้อย่างรวดเร็วที่ความเร็วต่ำในขณะที่รักษาอัตราการไหลขนาดใหญ่ที่ความเร็วสูง

6. ตัวอย่างเวิร์กโฟลว์ (ใช้เครื่องยนต์สี่สูบเป็นตัวอย่าง)

1. ขั้นตอนการระบายไอเสีย:

◦ กระบอกสูบที่ 1 ทำงานเสร็จสิ้น และก๊าซไอเสียที่มีอุณหภูมิสูงจะพุ่งไปที่กังหันผ่านสโครลแรก

◦ หลังจากเพลาข้อเหวี่ยงหมุน 180° กระบอกสูบที่ 4 จะระบายอากาศออก และขับเคลื่อนกังหันผ่านแกนหมุนเดียวกัน

◦ ไอเสียจากกระบอกสูบ 2 และ 3 สลับกันขับเคลื่อนอีกด้านหนึ่งของกังหันผ่านสโครลที่สอง

2. ระบบขับเคลื่อนแบบเทอร์ไบน์:

◦ ชุดพัลส์ไอเสียแบบสลับกันสองชุดทำให้ความเร็วของกังหันเพิ่มเร็วขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ความเร็วต่ำ ทำให้ลดฮิสเทรีซิสได้อย่างมาก

3. บูสต์ไอดี:

◦ กังหันขับเคลื่อนคอมเพรสเซอร์เพื่อส่งอากาศอัดเข้าไปในอินเตอร์คูลเลอร์ จากนั้นจึงป้อนเข้าไปในกระบอกสูบหลังจากระบายความร้อน ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการเผาไหม้

7. ข้อดีด้านประสิทธิภาพ

• การปรับปรุงแรงบิดที่ความเร็วต่ำ: การออกแบบแบบดูอัลสโครลช่วยให้กังหันทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพที่ 1,500-3,000 รอบต่อนาทีของเครื่องยนต์ ซึ่งช่วยเพิ่มแรงบิดต่ำ

• ลดความล่าช้าของเทอร์โบ: การแยกพัลส์ไอเสียทำให้ความเร็วในการตอบสนองของเทอร์โบใกล้เคียงกับซูเปอร์ชาร์จเจอร์

• ประหยัดน้ำมัน: ปรับปรุงประสิทธิภาพการเผาไหม้ในขณะที่ปฏิบัติตามข้อกำหนดการปล่อยมลพิษ (เช่น ลดการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ก่อนการแทรกแซงเทอร์โบ)

8. สถานการณ์การใช้งานทั่วไป

• รถยนต์สมรรถนะสูงในครัวเรือน เช่น เครื่องยนต์ บีเอ็มดับเบิลยู N20, โฟล์คสวาเก้น อีเอ888 เจเนอเรชั่น3 ฯลฯ ให้ความสมดุลระหว่างกำลังและต้นทุน

• สมดุลระหว่างความประหยัดและความสปอร์ต เหมาะสำหรับรุ่นที่ต้องการกำลังขับเชิงเส้นและคุ้มค่าการประหยัดน้ำมัน

บทสรุป เทอร์โบชาร์จเจอร์แบบ 4 สูบทวินสโครลตัวเดียวให้ความเร็วในการตอบสนองที่ใกล้เคียงกับเทอร์โบคู่ในโครงสร้างเทอร์โบตัวเดียว 

ด้วยการแยกจังหวะของไอเสียและปรับการใช้พลังงานก๊าซไอเสียให้เหมาะสม พร้อมทั้งคำนึงถึงน้ำหนักเบาและต้นทุนต่ำ 

การออกแบบนี้เป็นโซลูชันแบบคลาสสิกสำหรับการสร้างสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและการใช้งานจริงในเทคโนโลยีเทอร์โบชาร์จเจอร์สมัยใหม่