องค์ประกอบโครงสร้างและหลักการของเทอร์โบชาร์จเจอร์

ก๊าซไอเสียเทอร์โบชาร์จเจอร์ ประกอบด้วยสองส่วน คือ กังหันก๊าซไอเสีย และคอมเพรสเซอร์- โดยทั่วไปกังหันไอเสียจะอยู่ทางด้านขวาและคอมเพรสเซอร์จะอยู่ทางด้านซ้าย พวกมันเป็นแบบโคแอกเซียล โครงกังหันทำจากเหล็กหล่อโลหะผสมทนความร้อน ปลายช่องอากาศเชื่อมต่อกับท่อไอเสียของกระบอกสูบ และปลายช่องลมเชื่อมต่อกับพอร์ตไอเสียของเครื่องยนต์ดีเซล ปลายช่องลมเข้าของคอมเพรสเซอร์เชื่อมต่อกับตัวกรองอากาศของช่องลมเข้าเครื่องยนต์ดีเซล และปลายช่องลมเชื่อมต่อกับท่อทางเข้าอากาศของกระบอกสูบ

1. กังหันก๊าซไอเสีย

กังหันก๊าซไอเสียมักประกอบด้วยที่อยู่อาศัยกังหัน, วงแหวนหัวฉีดและใบพัดที่ใช้งานได้ วงแหวนหัวฉีดประกอบด้วยวงแหวนด้านในหัวฉีด วงแหวนรอบนอก และใบมีดหัวฉีด ช่องที่เกิดจากใบมีดหัวฉีดจะหดตัวจากทางเข้าไปยังทางออก ใบพัดทำงานประกอบด้วยโต๊ะหมุนและใบพัด และใบพัดทำงานจะยึดอยู่ที่ขอบด้านนอกของโต๊ะหมุน วงแหวนหัวฉีดและใบพัดทำงานที่อยู่ติดกันก่อให้เกิด "สเตจ" กังหันที่มีขั้นตอนเดียวเรียกว่ากังหันขั้นตอนเดียว ซูเปอร์ชาร์จเจอร์ส่วนใหญ่ใช้กังหันแบบขั้นตอนเดียว

หลักการทำงานของกังหันก๊าซไอเสียมีดังนี้: เมื่อเครื่องยนต์ดีเซล กำลังทำงานก๊าซไอเสียจะไหลผ่านท่อไอเสียและไหลเข้าสู่วงแหวนหัวฉีดที่ความดันและอุณหภูมิที่แน่นอน เนื่องจากพื้นที่ช่องของวงแหวนหัวฉีดค่อยๆ ลดลง อัตราการไหลของก๊าซไอเสียในวงแหวนหัวฉีดจึงเพิ่มขึ้น (แม้ว่าความดันและอุณหภูมิจะลดลงก็ตาม) ก๊าซไอเสียความเร็วสูงที่ออกมาจากหัวฉีดจะเข้าสู่ช่องการไหลในใบพัด และกระแสลมจะถูกบังคับให้หมุน เนื่องจากแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ กระแสลมจึงกดไปทางพื้นผิวเว้าของใบพัดและพยายามจะหลุดออกจากใบพัด ทำให้เกิดความแตกต่างของแรงดันระหว่างพื้นผิวเว้าและนูนของใบพัด แรงลัพธ์ที่เกิดจากความแตกต่างของแรงดันที่กระทำต่อใบพัดทั้งหมดทำให้เกิดแรงบิดกระแทกบนเพลาที่กำลังหมุน ทำให้ใบพัดหมุนไปในทิศทางของแรงบิด จากนั้นก๊าซไอเสียที่ไหลออกจากใบพัดจะถูกระบายออกจากช่องไอเสียผ่านทาง ศูนย์กลางของกังหัน

2. คอมเพรสเซอร์

คอมเพรสเซอร์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยช่องอากาศเข้า ใบพัดทำงาน ตัวกระจายอากาศ และตัวเรือนกังหัน ที่คอมเพรสเซอร์ โคแอกเชียลกับกังหันก๊าซไอเสียและขับเคลื่อนด้วยกังหันก๊าซไอเสียเพื่อหมุนกังหันทำงานด้วยความเร็วสูง กังหันทำงานเป็นส่วนประกอบหลักของคอมเพรสเซอร์ โดยปกติจะประกอบด้วยล้อนำลมแบบโค้งไปข้างหน้าและล้อทำงานแบบกึ่งเปิด ทั้งสองส่วนได้รับการติดตั้งตามลำดับบนเพลาหมุน ใบมีดตรงถูกจัดเรียงตามแนวรัศมีบนล้อทำงาน และช่องการไหลของอากาศที่ขยายจะเกิดขึ้นระหว่างใบมีดแต่ละใบ เนื่องจากการหมุนของล้อทำงาน อากาศเข้าจะถูกบีบอัดเนื่องจากแรงเหวี่ยงและถูกโยนไปที่ขอบด้านนอกของล้อทำงาน ทำให้ความดัน อุณหภูมิ และความเร็วของอากาศเพิ่มขึ้น เมื่ออากาศไหลผ่านดิฟฟิวเซอร์ พลังงานจลน์ของอากาศจะถูกแปลงเป็นพลังงานความดันเนื่องจากเอฟเฟกต์การแพร่กระจาย ในท่อไอเสียที่อยู่อาศัยกังหันพลังงานจลน์ของอากาศจะค่อยๆ แปลงเป็นพลังงานความดัน ด้วยวิธีนี้ ความหนาแน่นของอากาศเข้าของเครื่องยนต์ดีเซลจึงได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญผ่านคอมเพรสเซอร์