टर्बोचार्जर के 6 प्रकार और प्रत्येक के फायदे

सिंगल, ट्विन, ट्विन-स्क्रॉल, वेरिएबल ज्योमेट्री, या यहां तक कि इलेक्ट्रिक टर्बोचार्जर के बीच क्या अंतर है? प्रत्येक सेटअप के क्या फायदे हैं?

टर्बोचार्जिंग की दुनिया में इंजन लेआउट के समान ही विविधता है। आइए विभिन्न शैलियों पर एक नज़र डालें:

इलेक्ट्रिक टर्बोचार्जरसिंगल-टर्बो

सिंगल टर्बोचार्जर में अकेले ही असीमित परिवर्तनशीलता होती है। कंप्रेसर व्हील के आकार और टरबाइन को अलग करने से पूरी तरह से अलग टॉर्क विशेषताएं होंगी। बड़े टर्बो उच्च टॉप-एंड पावर लाएंगे, लेकिन छोटे टर्बो बेहतर लो-एंड ग्रंट प्रदान करेंगे क्योंकि वे तेजी से स्पूल करते हैं। सिंगल टर्बो में बॉल बेयरिंग और जर्नल बेयरिंग भी होते हैं। बॉल बेयरिंग कंप्रेसर और टरबाइन के घूमने के लिए कम घर्षण प्रदान करते हैं, इस प्रकार स्पूल करने में तेज़ होते हैं (जबकि लागत जुड़ती है)।

• फायदे:

• इंजन की शक्ति और दक्षता बढ़ाने का लागत प्रभावी तरीका।

• सरल, आमतौर पर टर्बोचार्जिंग विकल्पों में से स्थापित करना सबसे आसान है।

• बड़े स्वाभाविक रूप से एस्पिरेटेड इंजनों के समान शक्ति उत्पन्न करने के लिए छोटे इंजनों का उपयोग करने की अनुमति देता है, जो अक्सर वजन कम कर सकता है।

• लागत और जटिलता, क्योंकि अब आपको इलेक्ट्रिक मोटर का हिसाब देना होगा और यह सुनिश्चित करना होगा कि यह विश्वसनीयता के मुद्दों को रोकने के लिए ठंडा रहे। यह अतिरिक्त नियंत्रकों के लिए भी जाता है।

• सिंगल टर्बो में एक उचित रूप से संकीर्ण प्रभावी आरपीएम रेंज होती है। यह आकार देने की समस्या पैदा करता है, क्योंकि आपको अच्छे लो-एंड टॉर्क या बेहतर हाई-एंड पावर के बीच चयन करना होगा।

• टर्बो प्रतिक्रिया वैकल्पिक टर्बो सेटअप के रूप में तेज़ नहीं हो सकती है।

2. ट्विन-टर्बो

ठीक उसी तरह जैसे सिंगल टर्बोचार्जर, दो टर्बोचार्जर का उपयोग करते समय बहुत सारे विकल्प होते हैं। आपके पास प्रत्येक सिलेंडर बैंक (V6, V8, आदि) के लिए एक सिंगल टर्बोचार्जर हो सकता है। वैकल्पिक रूप से, कम आरपीएम के लिए एक सिंगल टर्बोचार्जर का उपयोग किया जा सकता है और उच्च आरपीएम के लिए एक बड़े टर्बोचार्जर पर बाईपास किया जा सकता है (I4, I6, आदि)। आपके पास दो समान आकार के टर्बो भी हो सकते हैं जहां एक का उपयोग कम आरपीएम पर किया जाता है और दोनों का उपयोग उच्च आरपीएम पर किया जाता है। BMW X5 M और X6 M पर, ट्विन-स्क्रॉल टर्बो का उपयोग किया जाता है, V8 के प्रत्येक तरफ एक।

• फायदे:

• 'V' आकार के इंजनों पर समानांतर ट्विन टर्बो के लिए, लाभ (और कमियां) सिंगल टर्बो सेटअप के समान ही हैं।
• सीक्वेंशियल टर्बो के लिए या कम आरपीएम पर एक टर्बो का उपयोग करने और उच्च आरपीएम पर दोनों का उपयोग करने के लिए, यह एक बहुत व्यापक, सपाट टॉर्क वक्र की अनुमति देता है। बेहतर लो-एंड टॉर्क, लेकिन पावर हाई आरपीएम पर कम नहीं होगी जैसे कि एक छोटे सिंगल टर्बो के साथ।

• नुकसान:

• लागत और जटिलता, क्योंकि आपके पास लगभग दोगुने टर्बो घटक हैं।
• समान परिणाम प्राप्त करने के हल्के, अधिक कुशल तरीके हैं (जैसा कि नीचे चर्चा की गई है)।

3. ट्विन-स्क्रॉल टर्बो

ट्विन-स्क्रॉल टर्बोचार्जर सिंगल-स्क्रॉल टर्बो की तुलना में लगभग हर तरह से बेहतर हैं। दो स्क्रॉल का उपयोग करके, निकास दालों को विभाजित किया जाता है। उदाहरण के लिए, चार सिलेंडर इंजनों (फायरिंग ऑर्डर 1-3-4-2) पर, सिलेंडर 1 और 4 टर्बो के एक स्क्रॉल को फीड कर सकते हैं, जबकि सिलेंडर 2 और 3 एक अलग स्क्रॉल को फीड करते हैं। यह फायदेमंद क्यों है? मान लीजिए कि सिलेंडर 1 अपनी पावर स्ट्रोक को समाप्त कर रहा है क्योंकि पिस्टन बॉटम डेड सेंटर के करीब पहुंचता है, और निकास वाल्व खुलना शुरू हो जाता है। जब ऐसा हो रहा होता है, तो सिलेंडर 2 निकास स्ट्रोक को समाप्त कर रहा होता है, निकास वाल्व को बंद कर रहा होता है और सेवन वाल्व खोल रहा होता है, लेकिन कुछ ओवरलैप होता है। एक पारंपरिक सिंगल-स्क्रॉल टर्बो मैनिफोल्ड में, सिलेंडर 1 से निकास दबाव सिलेंडर 2 में ताजी हवा खींचने में हस्तक्षेप करेगा क्योंकि दोनों निकास वाल्व अस्थायी रूप से खुले हैं, जिससे टर्बो तक पहुंचने वाले दबाव की मात्रा कम हो जाती है और सिलेंडर 2 कितनी हवा खींचता है, इसमें हस्तक्षेप होता है। स्क्रॉल को विभाजित करके, इस समस्या को समाप्त कर दिया जाता है।

• एक इलेक्ट्रिक मोटर को सीधे कंप्रेसर व्हील से जोड़कर, टर्बो लैग और अपर्याप्त निकास गैसों को आवश्यकतानुसार इलेक्ट्रिक पावर से कंप्रेसर को घुमाकर लगभग समाप्त किया जा सकता है।

• अधिक ऊर्जा निकास टरबाइन को भेजी जाती है, जिसका अर्थ है अधिक शक्ति।
• विभिन्न स्क्रॉल डिज़ाइनों के आधार पर प्रभावी बूस्ट की एक विस्तृत आरपीएम रेंज संभव है।
• अधिक वाल्व ओवरलैप बिना निकास सफाई में बाधा डाले संभव है, जिसका अर्थ है अधिक ट्यूनिंग लचीलापन।

• सिंगल टर्बो या पारंपरिक ट्विन-स्क्रॉल का उपयोग करने की तुलना में लागत और जटिलता।

• एक विशिष्ट इंजन लेआउट और निकास डिजाइन की आवश्यकता होती है (उदाहरण के लिए: I4 और V8 जहां 2 सिलेंडरों को टर्बो के प्रत्येक स्क्रॉल को, समान अंतराल पर फीड किया जा सकता है)।
• पारंपरिक सिंगल टर्बो की तुलना में लागत और जटिलता।

इलेक्ट्रिक टर्बोचार्जरवेरिएबल ज्योमेट्री टर्बोचार्जर (VGT)

शायद टर्बोचार्जिंग के सबसे असाधारण रूपों में से एक, VGTs उत्पादन में सीमित हैं (हालांकि डीजल इंजनों में काफी आम हैं) लागत और विदेशी सामग्री आवश्यकताओं के परिणामस्वरूप। टर्बोचार्जर के अंदर के आंतरिक फलक आरपीएम से मेल खाने के लिए एरिया-टू-रेडियस (A/R) अनुपात को बदलते हैं। कम आरपीएम पर, निकास गैस वेग को बढ़ाने और टर्बोचार्जर को जल्दी से स्पूल करने के लिए एक कम A/R अनुपात का उपयोग किया जाता है। जैसे ही रेव बढ़ते हैं, A/R अनुपात बढ़ता है ताकि वायु प्रवाह में वृद्धि हो सके। परिणाम कम टर्बो लैग, कम बूस्ट थ्रेशोल्ड और एक विस्तृत और चिकना टॉर्क बैंड है।

• फायदे:

• चौड़ा, सपाट टॉर्क वक्र। एक बहुत विस्तृत आरपीएम रेंज पर प्रभावी टर्बोचार्जिंग।
• केवल एक सिंगल टर्बो की आवश्यकता होती है, जो एक सीक्वेंशियल टर्बो सेटअप को कुछ अधिक कॉम्पैक्ट में सरल बनाता है।

• नुकसान:
• आमतौर पर केवल डीजल अनुप्रयोगों में उपयोग किया जाता है जहां निकास गैसें कम होती हैं ताकि फलक गर्मी से क्षतिग्रस्त न हों।
• गैसोलीन अनुप्रयोगों के लिए, लागत आमतौर पर उन्हें बाहर रखती है क्योंकि विश्वसनीयता बनाए रखने के लिए विदेशी धातुओं का उपयोग करना पड़ता है। तकनीक का उपयोग पोर्श 997 पर किया गया है, हालांकि लागत के कारण बहुत कम VGT गैसोलीन इंजन मौजूद हैं।

इलेक्ट्रिक टर्बोचार्जरवेरिएबल ट्विन-स्क्रॉल टर्बोचार्जर

क्या यह वह समाधान हो सकता है जिसका हम इंतजार कर रहे हैं? SEMA 2015 में भाग लेते समय मैंने टर्बोचार्जिंग में नवीनतम देखने के लिए BorgWarner बूथ पर रुक गया, अवधारणाओं में से एक वीडियो में वर्णित वेरिएबल ट्विन-स्क्रॉल टर्बो है।

• फायदे:

• VGTs की तुलना में काफी सस्ता (सिद्धांत रूप में), इस प्रकार गैसोलीन टर्बोचार्जिंग के लिए एक स्वीकार्य मामला बनाना।
• एक विस्तृत, सपाट टॉर्क वक्र की अनुमति देता है।
• सामग्री चयन के आधार पर, एक VGT की तुलना में डिजाइन में अधिक मजबूत।
   
• नुकसान:सिंगल टर्बो या पारंपरिक ट्विन-स्क्रॉल का उपयोग करने की तुलना में लागत और जटिलता।
• तकनीक के साथ पहले भी खेला गया है (उदाहरण के लिए: त्वरित स्पूल वाल्व) लेकिन ऐसा लगता नहीं है कि यह उत्पादन की दुनिया में पकड़ बना रहा है। तकनीक के साथ शायद अतिरिक्त चुनौतियाँ हैं।
• 1.

इलेक्ट्रिक टर्बोचार्जरAeristech की पेटेंटेड फुल इलेक्ट्रिक टर्बोचार्जर टेक्नोलॉजी एक नई सक्षम तकनीक है जो वाहन निर्माताओं को इंजन ऑपरेटिंग रेंज में उत्कृष्ट प्रतिक्रिया प्रदान करते हुए, यहां तक कि कम इंजन आरपीएम और वाहन गति पर भी, सख्त भविष्य के उत्सर्जन कानून को पूरा करने में मदद करेगी। FETT चरम इंजन डाउनसाइजिंग और सिंगल स्टेज टर्बोचार्जर का उपयोग करके बेहतर इंजन दक्षता के लिए अंतिम समाधान है।

मिश्रण में एक शक्तिशाली इलेक्ट्रिक मोटर फेंकने से टर्बोचार्जर की लगभग सभी कमियां दूर हो जाती हैं। टर्बो लैग? चला गया। पर्याप्त निकास गैसें नहीं हैं? कोई बात नहीं। टर्बो लो-एंड टॉर्क उत्पन्न नहीं कर सकता? अब यह कर सकता है! शायद आधुनिक टर्बोचार्जिंग का अगला चरण, इलेक्ट्रिक पथ की भी निस्संदेह कमियां हैं।

फायदे:

• एक इलेक्ट्रिक मोटर को सीधे कंप्रेसर व्हील से जोड़कर, टर्बो लैग और अपर्याप्त निकास गैसों को आवश्यकतानुसार इलेक्ट्रिक पावर से कंप्रेसर को घुमाकर लगभग समाप्त किया जा सकता है।

• एक इलेक्ट्रिक मोटर को निकास टरबाइन से जोड़कर, बर्बाद ऊर्जा को पुनर्प्राप्त किया जा सकता है (जैसा कि फॉर्मूला 1 में किया जाता है)।
• यहां तक कि पूरे टॉर्क के साथ एक बहुत विस्तृत प्रभावी आरपीएम रेंज।
• नुकसान:
   

• लागत और जटिलता, क्योंकि अब आपको इलेक्ट्रिक मोटर का हिसाब देना होगा और यह सुनिश्चित करना होगा कि यह विश्वसनीयता के मुद्दों को रोकने के लिए ठंडा रहे। यह अतिरिक्त नियंत्रकों के लिए भी जाता है।

• पैकेजिंग और वजन एक मुद्दा बन जाता है, खासकर बोर्ड पर एक बैटरी के जुड़ने के साथ, जो आवश्यकतानुसार टर्बो को पर्याप्त शक्ति प्रदान करने के लिए आवश्यक होगा।
• VGTs या ट्विन-स्क्रॉल बहुत समान लाभ (हालांकि बिल्कुल उसी स्तर पर नहीं) काफी कम लागत पर पेश कर सकते हैं।