អ្នកប្រហែលជាធ្លាប់បានកត់សម្គាល់ឃើញស្លាក “turbo” តូចមួយនៅលើឡានដែលមើលទៅធម្មតានៅពេលណាមួយ។ ក្រុមហ៊ុនផលិតមានទំនោរដាក់និមិត្តសញ្ញាទាំងនេះដោយសុភាពរាបសា — ទំហំតូច និងលាក់នៅកន្លែងដែលមិនសូវកត់សម្គាល់ឃើញ។ សម្រាប់អ្នកដែលមិនទាន់ស្គាល់ វាងាយស្រួលក្នុងការដើរកាត់ផុតវាទៅ។ ប៉ុន្តែសម្រាប់អ្នកដែលដឹង វាជាសញ្ញាមួយដែលគួរឱ្យឈប់ពិនិត្យ។ ដូច្នេះតើមានអ្វីដែលគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ខ្លាំងម៉្លេះ? នេះជារឿងរ៉ាវពេញលេញនៅពីក្រោយប្រព័ន្ធ turbocharging — តើវាមកពីណា វាដំណើរការយ៉ាងដូចម្តេច និងហេតុអ្វីបានជាវាមានសារៈសំខាន់។
ហេតុអ្វីបានជាវិស្វករត្រូវការថាមពលច្រើនជាងមុនពីម៉ាស៊ីនតែមួយ
ចាប់តាំងពីសម័យដំបូងបំផុតនៃវិស្វកម្មយានយន្ត អ្នករចនាបានសម្រួចចិត្តលើសំណួរតែមួយ៖ តើធ្វើដូចម្តេចដើម្បីទាញយកថាមពលច្រើនជាងមុនពីម៉ាស៊ីន? ច្បាប់រូបវិទ្យាផ្តល់ចម្លើយយ៉ាងច្បាស់ — ថាមពលម៉ាស៊ីនមានសមាមាត្រដោយផ្ទាល់ទៅនឹងបរិមាណប្រេងឥន្ធនៈដែលត្រូវបានដុតក្នុងវដ្តការងារនីមួយៗ។ ដុតប្រេងកាន់តែច្រើន ស្មើនឹងថាមពលកាន់តែច្រើន។ វាសាមញ្ញគ្រប់គ្រាន់ក្នុងទ្រឹស្ដី។ ប៉ុន្តែក្នុងការអនុវត្តជាក់ស្តែង វាស្មុគស្មាញជាងនេះច្រើន។
កត្តាកំណត់សំខាន់គឺអុកស៊ីសែន។ ប្រេងឥន្ធនៈមិនឆេះដោយខ្លួនឯងទេ — វាឆេះជាផ្នែកមួយនៃល្បាយប្រេង-ខ្យល់។ ហើយល្បាយនោះត្រូវតែមានតុល្យភាពយ៉ាងជាក់លាក់ មិនមែនប៉ាន់ស្មានដោយភ្នែកនោះទេ។ សម្រាប់ម៉ាស៊ីនសាំង សមាមាត្រដ៏ល្អប្រសើរគឺប្រហែល៖
- ប្រេង ១ ផ្នែក ទៅនឹង ខ្យល់ ១៤–១៥ ផ្នែក អាស្រ័យលើរបៀបដំណើរការ សមាសភាពប្រេង និងអថេរផ្សេងៗទៀត
នេះមានន័យថា ប្រសិនបើអ្នកចង់ដុតប្រេងច្រើនជាងមុន អ្នកក៏ត្រូវផ្គត់ផ្គង់ខ្យល់ច្រើនជាងមុនយ៉ាងច្រើនផងដែរ។ ម៉ាស៊ីនធម្មតាដែលស្រូបខ្យល់តាមធម្មជាតិ (naturally aspirated) ស្រូបខ្យល់ចូលតាមរយៈភាពខុសគ្នានៃសម្ពាធរវាងស៊ីឡាំង និងបរិយាកាស។ លទ្ធផលគឺមានដែនកំណត់រឹង៖ បរិមាណស៊ីឡាំងកាន់តែធំ អុកស៊ីសែនកាន់តែច្រើនចូលក្នុងវដ្តនីមួយៗ។ ក្រុមហ៊ុនផលិតអាមេរិកនៅពាក់កណ្តាលសតវត្សទី ២០ បាននាំយករឿងនេះទៅដល់កម្រិតធ្ងន់ធ្ងរ ដោយផលិតម៉ាស៊ីនដែលមានចំណុះធំ និងស្រេកប្រេងយ៉ាងខ្លាំង។ ប៉ុន្តែតើមានវិធីឆ្លាតវៃជាងនេះក្នុងការរុញខ្យល់ច្រើនជាងមុនចូលក្នុងបរិមាណស៊ីឡាំងតែមួយដែរឬទេ?
ការបង្កើត Supercharger៖ ការច្នៃប្រឌិតរបស់ Gottlieb Daimler
ចម្លើយបានមកពីឈ្មោះដ៏ស្គាល់មួយ — Gottlieb Wilhelm Daimler ដែលជាវិស្វករអាល្លឺម៉ង់ដូចគ្នានៅពីក្រោយកេរ្តិ៍ដំណែល DaimlerChrysler។ កាលពីឆ្នាំ ១៨៨៥ Daimler បានបង្កើតវិធីសាស្ត្រមួយដើម្បីបង្ខំខ្យល់ឱ្យចូលក្នុងស៊ីឡាំងម៉ាស៊ីនកាន់តែច្រើនដោយប្រើ supercharger ដែលដំណើរការដោយយន្តកម្ម — សំខាន់គឺជា compressor (កង្ហារ) ដែលដំណើរការដោយផ្ទាល់ដោយ crankshaft របស់ម៉ាស៊ីន ដែលរុញខ្យល់សង្កត់ចូលក្នុងស៊ីឡាំង។
វាដំណើរការ។ ប៉ុន្តែវាមានគុណវិបត្តិសំខាន់មួយ៖ compressor បានលួចថាមពលដោយផ្ទាល់ពីម៉ាស៊ីនដើម្បីផ្គត់ផ្គង់ខ្លួនឯង។ វិស្វករដឹងថាត្រូវតែមានវិធីប្រសើរជាងនេះ។
Alfred Büchi និងកំណើតនៃ Turbocharger (ឆ្នាំ ១៩០៥)
ឥឡូវនេះមកដល់ Alfred J. Büchi ដែលជាវិស្វករ និងអ្នកច្នៃប្រឌិតជនជាតិស្វីស ដែលធ្វើការនៅ Sulzer Brothers ជាកន្លែងដែលគាត់បានដឹកនាំការអភិវឌ្ឍម៉ាស៊ីនម៉ាស៊ូត។ Büchi មានការខកចិត្តលើពីរផ្នែក៖
- ម៉ាស៊ីនម៉ាស៊ូតនៅសម័យនោះ មានទំហំធំ ធ្ងន់ និងខ្សោយថាមពល
- Supercharger យន្តកម្ម បានលួចថាមពលរបស់ម៉ាស៊ីន ដែលវាត្រូវការដើម្បីបញ្ជាខ្លួនឯង
នៅឆ្នាំ ១៩០៥ Büchi បានចុះប័ណ្ណប៉ាតង់នូវដំណោះស្រាយដ៏រ៉ាឌីកាល់មួយ៖ ឧបករណ៍បញ្ចូលខ្យល់ដែលដំណើរការមិនមែនដោយ crankshaft របស់ម៉ាស៊ីននោះទេ ប៉ុន្តែដោយ ឧស្ម័នផ្សែង (exhaust gases) របស់វាផ្ទាល់។ នេះគឺជា turbocharger ដំបូងបង្អស់របស់ពិភពលោក។
តើ Turbocharger ដំណើរការយ៉ាងដូចម្តេច
គំនិតនៅពីក្រោយ turbocharging គឺសាមញ្ញយ៉ាងឆើតឆាយ។ នេះជាគោលការណ៍មូលដ្ឋាន មួយជំហានម្តងៗ៖
- ឧស្ម័នផ្សែងក្តៅចេញពីម៉ាស៊ីន ហើយហូរចូលក្នុង ប្រអប់ turbine (turbine housing)
- ឧស្ម័នទាំងនេះបង្វិលកង់ដែលមានស្លាបព្រួញ — rotor turbine — ស្រដៀងនឹងខ្យល់បង្វិលកង្ហារខ្យល់ ប៉ុន្តែនៅល្បឿនខ្លាំងបំផុត
- rotor turbine ត្រូវបានដំឡើងនៅលើភ្លៅ (shaft) តែមួយជាមួយ កង់ compressor
- នៅពេល turbine បង្វិល វាបញ្ជា compressor ដែល បង្ខំខ្យល់សង្កត់ឱ្យចូលក្នុងស៊ីឡាំង
- ខ្យល់កាន់តែច្រើនក្នុងស៊ីឡាំង មានន័យថាប្រេងកាន់តែច្រើនអាចត្រូវបានដុត — ដែលផ្តល់លទ្ធផល ថាមពលចេញកាន់តែខ្លាំង
ពាក្យ “turbocharger” ខ្លួនវាមកពីឫសភាសាឡាតាំង turbo (កួចព្យុះ) និង compressio (ការបង្ហាប់) — ជាការពិពណ៌នាដ៏ត្រឹមត្រូវនៃអ្វីដែលកំពុងកើតឡើងនៅខាងក្នុង។
តួនាទីរបស់ Intercooler
មានបំណែកមួយទៀតក្នុងល្បែងផ្គុំរូបនេះ។ នៅពេលខ្យល់ឆ្លងកាត់ compressor ហើយត្រូវបានកម្តៅដោយផ្នែក turbocharger ដ៏ក្តៅ វារីករាលដាល — មានន័យថាអុកស៊ីសែនតិចជាងមុនអាចផ្ទុកក្នុងបរិមាណតែមួយ។ ដើម្បីប្រឆាំងនឹងរឿងនេះ ម៉ាស៊ីន turbocharged ប្រើ intercooler៖ ឧបករណ៍បន្ថយកម្តៅ (radiator) ដែលដាក់នៅក្នុងផ្លូវខ្យល់រវាង compressor និងស៊ីឡាំងម៉ាស៊ីន។
ការងាររបស់ intercooler គឺត្រង់ ប៉ុន្តែសំខាន់៖
- វាបន្ថយកម្តៅខ្យល់ដែលបានបង្ហាប់មុនពេលវាចូលក្នុងស៊ីឡាំង
- ខ្យល់ត្រជាក់ជាង មានដង់ស៊ីតេខ្ពស់ជាង មានន័យថាម៉ូលេគុលអុកស៊ីសែនកាន់តែច្រើនអាចផ្ទុកក្នុងលំហតែមួយ
- នេះអនុញ្ញាតឱ្យសម្ពាធ boost ខ្ពស់ជាងមុនទៀត — និងការទទួលបានថាមពលកាន់តែខ្លាំងថែមទៀត
- វាក៏ជួយការពារ engine knock (ការផ្ទុះមុនពេលកំណត់) ផងដែរ ជាពិសេសក្នុងការប្រើប្រាស់សមត្ថភាពខ្ពស់
គុណសម្បត្តិសំខាន់ៗនៃ Turbocharging ធៀបនឹង Natural Aspiration
ការទទួលបានប្រសិទ្ធភាពពី turbocharging គឺមានសារៈសំខាន់ខ្លាំង។ មិនដូច supercharger ដែលដំណើរការដោយយន្តកម្ម — ដែលប្រើថាមពលម៉ាស៊ីនដើម្បីដំណើរការ — turbocharger ទាញយកថាមពលពីឧស្ម័នផ្សែងដែលបើមិនដូច្នេះទេនឹងត្រូវខ្ជះខ្ជាយ។ ដ៏សំខាន់ turbine មិនបន្ថយល្បឿនឧស្ម័នទាំងនោះយ៉ាងច្រើននោះទេ វាបន្ថយកម្តៅពួកវាជំនួសវិញ ដោយទាញយកថាមពលឡើងវិញក្នុងដំណើរការ។ អត្ថប្រយោជន៍ចម្បងរួមមាន៖
- មានតែ ~១.៥% នៃថាមពលម៉ាស៊ីន ប៉ុណ្ណោះដែលត្រូវប្រើដោយ turbocharger សម្រាប់ការថែទាំខ្លួនឯង
- ថាមពលចេញខ្ពស់ជាង ពីម៉ាស៊ីនដែលមានចំណុះតូចជាង
- ការបាត់បង់ដោយកកិត (friction losses) តិចជាង ដោយសារម៉ាស៊ីនស្រាល និងបង្រួមជាង
- ប្រសិទ្ធភាពប្រេងល្អជាង ធៀបនឹងម៉ាស៊ីន naturally aspirated ដែលមានថាមពលស្មើគ្នា
- ផ្សែងស្អាតជាង ដែលពាក់ព័ន្ធជាពិសេសសម្រាប់ម៉ាស៊ីនម៉ាស៊ូតទំនើប
វាស្តាប់ទៅដូចជាដំណោះស្រាយដ៏ល្អឥតខ្ចោះ — ប៉ុន្តែ turbocharging បានមកជាមួយបញ្ហាប្រឈមផ្នែកវិស្វកម្មធ្ងន់ធ្ងរ ដែលបានពន្យារការទទួលយកវាយ៉ាងទូលំទូលាយអស់ជាច្រើនទសវត្សរ៍។
បញ្ហាប្រឈម៖ កម្តៅខ្លាំង ល្បឿន និង Turbo Lag
Turbocharger ដំណើរការក្នុងលក្ខខណ្ឌដ៏ឃោរឃៅ៖
- Rotor turbine អាចបង្វិលរហូតដល់ ២០០,០០០ RPM
- សីតុណ្ហភាពឧស្ម័នផ្សែងអាចឡើងដល់ ១,០០០°C (១,៨៣២°F)
- គ្រឿងផ្សំត្រូវតែរក្សាភាពរឹងមាំនៃរចនាសម្ព័ន្ធ និងភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ ក្រោមភាពតានតឹងកម្តៅ និងយន្តកម្មជាបន្តបន្ទាប់
ដោយសារតែរឿងនេះ turbocharging បានក្លាយជារឿងទូទៅតែក្នុងអំឡុង សង្គ្រាមលោកលើកទី ២ — ហើយដំបូងឡើយតែក្នុងវិស័យអាកាសចរណ៍ ដែលជាកន្លែងដែលការវិនិយោគផ្នែកវិស្វកម្មត្រូវបានសមហេតុផល។ នៅទសវត្សរ៍ឆ្នាំ ១៩៥០ Caterpillar បានសម្របបច្ចេកវិទ្យានេះដោយជោគជ័យសម្រាប់ត្រាក់ទ័ររបស់ខ្លួន ខណៈដែល Cummins បានបង្កើតម៉ាស៊ីនឡានដឹកទំនិញ turbodiesel ដំបូងគេ។ ឡានដឹកអ្នកដំណើរ turbocharged មិនបានមកដល់រហូតដល់ ឆ្នាំ ១៩៦២ ទេ នៅពេលដែល Oldsmobile Jetfire និង Chevrolet Corvair Monza ត្រូវបានបញ្ចេញស្ទើរតែដំណាលគ្នា។
បន្ថែមពីលើភាពធន់ មានបញ្ហាប្រឈមមួយទៀតដែលមានតែមួយគត់ចំពោះឡាន៖ turbo lag។ នៅល្បឿនម៉ាស៊ីនទាប បរិមាណឧស្ម័នផ្សែងមានកម្រិត ដូច្នេះ turbine បង្វិលយឺត ហើយ compressor បង្កើតសម្ពាធបានតិចតួច។ ម៉ាស៊ីនអាចមានអារម្មណ៍យឺតនៅក្រោម ៣,០០០ RPM បន្ទាប់មកភ្លាមៗកើនថាមពលនៅលើ ៤,០០០–៥,០០០ RPM។ turbine កាន់តែធំ lag កាន់តែច្បាស់។ turbine តូចជាងបន្ថយ lag ប៉ុន្តែលះបង់ថាមពលកំពូល។
ដំណោះស្រាយទំនើប៖ តើវិស្វករកម្ចាត់ Turbo Lag យ៉ាងដូចម្តេច
ក្នុងរយៈពេលជាច្រើនទសវត្សរ៍ វិស្វករបានបង្កើតវិធីសាស្ត្រឆ្លាតវៃជាច្រើនដើម្បីកាត់បន្ថយ turbo lag ខណៈរក្សាការទទួលបានថាមពល៖
- Sequential twin-turbo៖ Turbocharger តូចមួយដែលមាន inertia ទាបគ្រប់គ្រងល្បឿន RPM ទាប ខណៈឯកតាធំជាងចាប់ផ្តើមដំណើរការនៅ RPM ខ្ពស់។ ប្រើនៅក្នុង Porsche 959 ដ៏ល្បីល្បាញ ហើយសព្វថ្ងៃនេះមាននៅក្នុង turbodiesel របស់ BMW និង Land Rover។ ម៉ាស៊ីនសាំងរបស់ Volkswagen ប្រើ supercharger ដែលដំណើរការដោយខ្សែក្រវ៉ាត់ជំនួសឱ្យ turbo តូច ដើម្បីការឆ្លើយតបនៅល្បឿនទាបឱ្យកាន់តែលឿន។
- Twin-scroll turbocharger៖ Turbo តែមួយដែលមានច្រកចូលឧស្ម័នផ្សែងដាច់ដោយឡែកពីគ្នាពីរ (volutes) ដោយនីមួយៗត្រូវបានផ្គត់ផ្គង់ដោយក្រុមស៊ីឡាំងផ្សេងគ្នា។ វារក្សា turbine ឱ្យបង្វិលប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពនៅទាំង RPM ទាប និងខ្ពស់ ដោយកាត់បន្ថយ lag ដោយមិនបន្ថែមឯកតា turbo ទីពីរ។ ទូទៅនៅក្នុងម៉ាស៊ីន straight-six និងបួនស៊ីឡាំង។
- Parallel twin-turbo៖ Turbocharger ដូចគ្នាពីរបម្រើ bank ស៊ីឡាំងដាច់ដោយឡែកពីគ្នា។ ស្តង់ដារនៅក្នុងម៉ាស៊ីនរូបរាង V ដែល bank នីមួយៗទទួលបានឯកតារៀងៗខ្លួន។ ផ្នែក M របស់ BMW បាននាំរឿងនេះទៅឆ្ងាយជាងនេះទៀតដោយប្រើ exhaust manifold ឆ្លងកាត់ bank នៅលើ X5 M និង X6 M ដែលអនុញ្ញាតឱ្យ compressor twin-scroll ទាញឧស្ម័នពី bank ស៊ីឡាំងផ្ទុយគ្នាក្នុងដំណាក់កាលដុតផ្ទុយគ្នា។
- Variable geometry turbocharger (VGT)៖ ស្លាបដែលអាចកែតម្រូវបាននៅខាងក្នុង turbine housing ផ្លាស់ប្តូរផ្លូវហូរនៃឧស្ម័នផ្សែងអាស្រ័យលើល្បឿនម៉ាស៊ីន — ផ្តល់ឱ្យ turbo នូវ “ទំហំ” ត្រឹមត្រូវនៅគ្រប់ RPM។ ត្រូវបានទទួលយកដំបូងនៅលើម៉ាស៊ីនម៉ាស៊ូត (ដែលសីតុណ្ហភាពឧស្ម័នផ្សែងទាបជាងធ្វើឱ្យការអនុវត្តកាន់តែងាយស្រួល) ហើយចុងក្រោយត្រូវបាននាំយកមកម៉ាស៊ីនសាំងដោយ Porsche ជាមួយ 911 Turbo។
Turbocharging សព្វថ្ងៃ៖ ពីសមត្ថភាពទៅប្រសិទ្ធភាព
អ្វីដែលបានចាប់ផ្តើមជាបញ្ហាប្រឈមផ្នែកវិស្វកម្មអាកាសចរណ៍ បានក្លាយជាបច្ចេកវិទ្យាលេចធ្លោនៅក្នុងប្រព័ន្ធបញ្ជូនថាមពលយានយន្តទំនើប។ សព្វថ្ងៃនេះ turbocharging លែងគ្រាន់តែជារឿងសមត្ថភាពទៀតហើយ — វាជាចំណុចសំខាន់ចំពោះ economy ប្រេង និងស្តង់ដារការបំភាយឧស្ម័ន។ ស្ទើរតែគ្រប់ម៉ាស៊ីនម៉ាស៊ូតនៅលើទីផ្សារសុទ្ធតែមានបុព្វបទ “turbo” ជារឿងធម្មតា។ ហើយក្នុងពិភពម៉ាស៊ីនសាំង ម៉ាស៊ីនចំណុះតូច turbocharged បានជំនួសយ៉ាងភាគច្រើននូវឯកតា naturally aspirated ធំជាង ឆ្លងកាត់ផ្នែកសាមញ្ញ ប្រណិត និងសមត្ថភាពខ្ពស់ដូចគ្នា។
ស្លាកតូចសុភាពនៅខាងក្រោយឡានដែលមើលទៅធម្មតា ប្រាប់រឿងរ៉ាវមួយដែលលាតសន្ធឹងជាងមួយសតវត្ស — ចាប់ពីប័ណ្ណប៉ាតង់ឆ្នាំ ១៩០៥ របស់ Büchi រហូតដល់ប្រព័ន្ធ twin-scroll និង variable-geometry នៃសព្វថ្ងៃ។ ហើយរឿងរ៉ាវនោះមិនទាន់បញ្ចប់នៅឡើយទេ។
នេះគឺជាការបកប្រែ។ អ្នកអាចអានច្បាប់ដើមនៅទីនេះ៖ https://www.drive.ru/technic/4efb330200f11713001e3703.html
បានផ្សព្វផ្សាយ មិថុនា 19, 2026 • 7m ដើម្បីអាន
