සාමාන්ය පෙනුමක් ඇති මෝටර් රථයක් මත කුඩා “turbo” ලාංඡනයක් ඔබ යම් අවස්ථාවක දැක තිබෙනවාට ඉඩ තිබේ. නිෂ්පාදකයෝ මෙම ලාංඡන තබන්නේ නිහතමානීව ය — ප්රමාණයෙන් කුඩාව, පෙනුමට හසු නොවන තැන්වල සඟවා. නොදන්නා කෙනෙකුට එය පහසුවෙන් මඟ හැරිය හැක. නමුත් දන්නා අයට, එය නැවතී බැලීමට වටිනා සංඥාවකි. ඉතින් මේ සියලු කලබලය කුමක් ගැනද? ටර්බෝචාජ් කිරීම පිටුපස ඇති සම්පූර්ණ කතාව මෙන්න — එය පැමිණියේ කොහෙන්ද, එය ක්රියා කරන්නේ කෙසේද, සහ එය වැදගත් වන්නේ ඇයි ද යන්න.
එකම එන්ජිමෙන් වැඩි බලයක් ඉංජිනේරුවන්ට අවශ්ය වූයේ ඇයි
මෝටර් රථ ඉංජිනේරු විද්යාවේ මුල් දිනවල සිටම, නිර්මාණකරුවන් එක් ප්රශ්නයක් ගැන තැවරී සිටියහ: එන්ජිමකින් වැඩි බලයක් ලබා ගන්නේ කෙසේද? භෞතික විද්යාවේ නියම පැහැදිලි පිළිතුරක් දෙයි — එන්ජින් බලය එක් එක් ක්රියාකාරී චක්රයක දහනය වන ඉන්ධන ප්රමාණයට සෘජුව සමානුපාතික වේ. දහනය වන ඉන්ධන වැඩි වන තරමට බලය වැඩි වේ. න්යායාත්මකව සරලයි. නමුත් ප්රායෝගිකව, එය ඊට වඩා බෙහෙවින් සංකීර්ණයි.
ප්රධාන සීමාව ඔක්සිජන් ය. ඉන්ධන තනිවම දහනය නොවේ — එය ඉන්ධන-වාත මිශ්රණයක කොටසක් ලෙස දහනය වේ. තවද එම මිශ්රණය ඇසින් ඇස්තමේන්තු කිරීම නොව නිවැරදිව සමතුලිත විය යුතුය. පෙට්රල් එන්ජිමක් සඳහා, පරමාදර්ශී අනුපාතය දළ වශයෙන්:
- ක්රියාකාරී ආකාරය, ඉන්ධන සංයුතිය සහ වෙනත් විචල්ය මත පදනම්ව, ඉන්ධන කොටස් 1 කට වාත කොටස් 14–15 ක්
මෙයින් අදහස් වන්නේ ඔබට වැඩි ඉන්ධන දහනය කිරීමට අවශ්ය නම්, ඔබ සැලකිය යුතු තරම් වැඩි වාතයක්ද සැපයිය යුතු බවයි. සාම්ප්රදායික ස්වභාවිකව ආශ්වාසිත එන්ජින් සිලින්ඩරය සහ වායුගෝලය අතර පීඩන වෙනස හරහා වාතය ඇතුළට ඇද ගනී. එහි ප්රතිඵලය දැඩි සීමාවකි: සිලින්ඩර පරිමාව වැඩි වන තරමට, එක් චක්රයකට වැඩි ඔක්සිජන් ඇතුළු වේ. විසිවන සියවසේ මැද ඇමරිකානු නිෂ්පාදකයෝ මෙය අන්තයට ගෙන ගියහ — දැවැන්ත ඉන්ධන රුචියක් සහිත අතිවිශාල විස්ථාපනයක් සහිත එන්ජින් නිපදවමින්. නමුත් එකම සිලින්ඩර පරිමාවට වැඩි වාතයක් තල්ලු කිරීමට වඩා බුද්ධිමත් ක්රමයක් තිබුණද?
සුපිරිචාජරයේ නිර්මාණය: ගොට්ලීබ් ඩයිම්ලර්ගේ ජයග්රහණය
පිළිතුර ආවේ හුරුපුරුදු නමකින් — ගොට්ලීබ් විල්හෙල්ම් ඩයිම්ලර්, DaimlerChrysler උරුමය පිටුපස සිටි එම ජර්මන් ඉංජිනේරුවාගෙන්ම ය. 1885 දී, ඩයිම්ලර් එන්ජින් සිලින්ඩර වෙත වැඩි වාතයක් බලෙන් ඇතුළු කිරීමට යාන්ත්රිකව ක්රියාත්මක වන සුපිරිචාජරයක් භාවිතා කරමින් ක්රමයක් සකස් කළේය — මූලික වශයෙන් එන්ජිමේ ක්රෑන්ක්ෂෆ්ට් එකෙන් සෘජුව බලගැන්වෙන සම්පීඩකයක් (පංකාවක්), එය සම්පීඩිත වාතය සිලින්ඩර වෙත තල්ලු කළේය.
එය ක්රියා කළේය. නමුත් එහි එක් සැලකිය යුතු අවාසියක් තිබුණි: සම්පීඩකය තමා බලගැන්වීමට එන්ජිමෙන් සෘජුවම ශක්තිය සොරකම් කළේය. වඩා හොඳ ක්රමයක් තිබිය යුතු බව ඉංජිනේරුවෝ දැන සිටියහ.
ඇල්ෆ්රඩ් බුචි සහ ටර්බෝචාජරයේ උපත (1905)
මෙහිදී ඇතුළු වන්නේ ඇල්ෆ්රඩ් J. බුචි, Sulzer Brothers හි සේවය කළ ස්විස් ඉංජිනේරුවෙකු සහ නව නිපැයුම්කරුවෙකු වන අතර, එහිදී ඔහු ඩීසල් එන්ජින් සංවර්ධනය මෙහෙයවීය. බුචි දිශා දෙකකින් කලකිරී සිටියේය:
- එම යුගයේ ඩීසල් එන්ජින් විශාල, බර, සහ අඩු බලයක් සහිත විය
- යාන්ත්රික සුපිරිචාජර එන්ජිමට තමා ධාවනය කිරීමට අවශ්ය ශක්තිය සොරකම් කළේය
1905 දී, බුචි රැඩිකල් විසඳුමක් සඳහා පේටන්ට් බලපත්රයක් ලබා ගත්තේය: එන්ජිමේ ක්රෑන්ක්ෂෆ්ට් එකෙන් නොව, එහිම පිටවන වායු මගින් බලගැන්වෙන ආරෝපණ උපාංගයක්. මෙය ලොව ප්රථම ටර්බෝචාජරය විය.
ටර්බෝචාජරයක් ක්රියා කරන ආකාරය
ටර්බෝචාජ් කිරීම පිටුපස ඇති සංකල්පය අලංකාර ලෙස සරලයි. මූලික මූලධර්මය පියවරෙන් පියවර මෙන්න:
- උණුසුම් පිටවන වායු එන්ජිමෙන් පිටවී ටර්බයින් කවචය වෙත ගලා යයි
- මෙම වායු තලයක් සහිත රෝදයක් — ටර්බයින් රෝටරය — සුළඟ සුළං මෝලක් කරකවන ආකාරයටම, නමුත් අතිශය වේගයෙන් කරකවයි
- ටර්බයින් රෝටරය සම්පීඩක රෝදයක් සමඟ එකම අක්ෂයක සවි කර ඇත
- ටර්බයිනය කැරකෙන විට, එය සම්පීඩකය ධාවනය කරයි, එය සම්පීඩිත වාතය සිලින්ඩර වෙත බලෙන් ඇතුළු කරයි
- සිලින්ඩරවල වැඩි වාතයක් යනු වැඩි ඉන්ධන දහනය කළ හැකි බවයි — එහි ප්රතිඵලය වැඩි බල නිමැවුමකි
“turbocharger” යන වචනයම ලතින් මූලයන් වන turbo (සුළි) සහ compressio (සම්පීඩනය) යන්නෙන් උපත ලබයි — ඇතුළත සිදුවන දේ පිළිබඳ සුදුසු විස්තරයකි.
ඉන්ටර්කූලරයේ කාර්යභාරය
ප්රහේලිකාවට තවත් කොටසක් තිබේ. වාතය සම්පීඩකය හරහා ගමන් කර උණුසුම් ටර්බෝචාජර් කොටස් මගින් රත් වන විට, එය ප්රසාරණය වේ — එනම් එකම පරිමාවට අඩු ඔක්සිජන් ප්රමාණයක් ගැලපේ. මෙය ප්රතිවිරෝධනය කිරීම සඳහා, ටර්බෝචාජ් කළ එන්ජින් ඉන්ටර්කූලරයක් භාවිතා කරයි: සම්පීඩකය සහ එන්ජින් සිලින්ඩර අතර වාත මාර්ගයේ තබා ඇති විකිරණකයකි.
ඉන්ටර්කූලරයේ කාර්යය සරල නමුත් තීරණාත්මක ය:
- එය සම්පීඩිත වාතය සිලින්ඩර වෙත ඇතුළු වීමට පෙර සිසිල් කරයි
- සිසිල් වාතය ඝනත්වයෙන් වැඩි ය, එනම් එකම අවකාශයට වැඩි ඔක්සිජන් අණු ගැලපේ
- මෙය ඊටත් වඩා ඉහළ බූස්ට් පීඩනයකට ඉඩ දෙයි — සහ ඊටත් වඩා වැඩි බල ලාභයකට
- එය එන්ජින් නොක් (නොමේරූ පිපිරීම) වැළැක්වීමටද උපකාරී වේ, විශේෂයෙන් ඉහළ කාර්ය සාධන යෙදුම්වලදී
ස්වභාවික ආශ්වාසනයට වඩා ටර්බෝචාජ් කිරීමේ ප්රධාන වාසි
ටර්බෝචාජ් කිරීමෙන් ලැබෙන කාර්යක්ෂමතා ලාභ සැලකිය යුතුය. ක්රියා කිරීමට එන්ජින් බලය පරිභෝජනය කරන යාන්ත්රිකව ක්රියාත්මක වන සුපිරිචාජරයකට වඩා වෙනස්ව — ටර්බෝචාජරයක් අන් අයුරකින් නාස්ති වන පිටවන වායුවලින් ශක්තිය උකහා ගනී. තීරණාත්මක ලෙස, ටර්බයිනය එම වායුවල වේගය සැලකිය යුතු ලෙස අඩු නොකරයි; ඒ වෙනුවට එය ඒවා සිසිල් කරයි, ක්රියාවලියේදී ශක්තිය යළි ලබා ගනී. ප්රධාන ප්රතිලාභවලට ඇතුළත් වන්නේ:
- ටර්බෝචාජරයේ ස්වයං-නඩත්තුව මගින් එන්ජින් ශක්තියෙන් ~1.5% ක් පමණක් පරිභෝජනය වේ
- කුඩා විස්ථාපනයක් සහිත එන්ජිමකින් ඉහළ බල නිමැවුමක්
- සැහැල්ලු, වඩාත් සංයුක්ත එන්ජිමක් නිසා අඩු ඝර්ෂණ අලාභ
- සමාන බලයක් සහිත ස්වභාවිකව ආශ්වාසිත එන්ජිමකට සාපේක්ෂව වඩා හොඳ ඉන්ධන කාර්යක්ෂමතාව
- පිරිසිදු පිටවන වායු, විශේෂයෙන් නවීන ඩීසල් එන්ජින් සඳහා අදාළ වේ
එය පරිපූර්ණ විසඳුමක් ලෙස පෙනේ — නමුත් ටර්බෝචාජ් කිරීම සමඟ පැමිණි බරපතල ඉංජිනේරු අභියෝග එහි පුළුල් භාවිතය දශක ගණනාවක් ප්රමාද කළේය.
අභියෝග: අධික තාපය, වේගය සහ ටර්බෝ ලැග්
ටර්බෝචාජර ඉතා දරුණු තත්ත්වයන් යටතේ ක්රියා කරයි:
- ටර්බයින් රෝටර RPM 200,000 දක්වා කැරකිය හැක
- පිටවන වායු උෂ්ණත්වය 1,000°C (1,832°F) දක්වා ළඟා විය හැක
- අඛණ්ඩ තාප සහ යාන්ත්රික ආතතිය යටතේ කොටස් ව්යුහාත්මක අඛණ්ඩතාව සහ නිවැරදි ඉවසීම් පවත්වා ගත යුතුය
මේ නිසා, ටර්බෝචාජ් කිරීම පුළුල් වූයේ දෙවන ලෝක යුද්ධය අතරතුර පමණක් වන අතර — මුලින් ගුවන්යානා තාක්ෂණයේ පමණි, එහිදී ඉංජිනේරු ආයෝජනය යුක්ති සහගත විය. 1950 ගණන්වලදී, Caterpillar සිය ට්රැක්ටර සඳහා මෙම තාක්ෂණය සාර්ථකව අනුවර්තනය කළ අතර, Cummins ප්රථම ටර්බෝඩීසල් ට්රක් එන්ජින් සංවර්ධනය කළේය. ටර්බෝචාජ් කළ මගී මෝටර් රථ පැමිණියේ 1962 දක්වා නොවේ, එවිට Oldsmobile Jetfire සහ Chevrolet Corvair Monza පාහේ එකවර නිකුත් විය.
කල්පැවැත්මට අමතරව, මෝටර් රථවලට ආවේණික තවත් අභියෝගයක් තිබුණි: ටර්බෝ ලැග්. අඩු එන්ජින් වේගයේදී, පිටවන වායු පරිමාව සීමිත වන බැවින්, ටර්බයිනය සෙමින් කැරකෙන අතර සම්පීඩකය පීඩනය ගොඩනඟන්නේ අල්ප වශයෙනි. එන්ජිම RPM 3,000 ට පහළින් මන්දගාමී බවක් දැනවිය හැකි අතර, පසුව හදිසියේම RPM 4,000–5,000 ට ඉහළින් බලයෙන් ඉහළ යයි. ටර්බයිනය විශාල වන තරමට, ලැග් එක වඩාත් කැපී පෙනේ. කුඩා ටර්බයින ලැග් අඩු කරයි නමුත් උපරිම බලය කැප කරයි.
නවීන විසඳුම්: ඉංජිනේරුවන් ටර්බෝ ලැග් පරාජය කළ ආකාරය
දශක ගණනාවක් පුරා, ඉංජිනේරුවෝ බල ලාභ ආරක්ෂා කරමින් ටර්බෝ ලැග් අවම කිරීමට දක්ෂ ප්රවේශ කිහිපයක් සකස් කළහ:
- අනුක්රමික ද්විත්ව-ටර්බෝ: කුඩා, අඩු අවස්ථිතියක් සහිත ටර්බෝචාජරයක් අඩු RPM හසුරුවන අතර, විශාල ඒකකයක් ඉහළ RPM දී ක්රියාත්මක වේ. ප්රකට Porsche 959 හි භාවිතා වූ අතර, අද BMW සහ Land Rover ටර්බෝඩීසල්වල දක්නට ලැබේ. Volkswagen පෙට්රල් එන්ජින් ඊටත් වඩා වේගවත් පහළ-අන්ත ප්රතිචාරයක් සඳහා කුඩා ටර්බෝව වෙනුවට පටි මගින් ධාවනය වන සුපිරිචාජරයක් භාවිතා කරයි.
- ට්වින්-ස්ක්රෝල් ටර්බෝචාජරය: එක් එක් වෙනස් සිලින්ඩර කණ්ඩායමකින් පෝෂණය වන වෙනම පිටවන වායු ඇතුළාරම් දෙකක් (වොලියුට්) සහිත තනි ටර්බෝවකි. මෙය දෙවන ටර්බෝ ඒකකයක් එක් නොකර ලැග් අඩු කරමින් අඩු සහ ඉහළ RPM දෙකේදීම ටර්බයිනය කාර්යක්ෂමව කරකැවෙමින් තබයි. ස්ට්රේට්-සික්ස් සහ සිලින්ඩර හතරේ එන්ජින්වල සුලභ ය.
- සමාන්තර ද්විත්ව-ටර්බෝ: වෙනම සිලින්ඩර බැංකු සඳහා සේවය කරන සර්වසම ටර්බෝචාජර දෙකක්. V-වින්යාස එන්ජින්වල සම්මත වන අතර, එහිදී එක් එක් බැංකුවට තමන්ගේම ඒකකය ලැබේ. BMW හි M අංශය X5 M සහ X6 M හි හරස්-බැංකු පිටවන වායු මැනිෆෝල්ඩ් එකක් සමඟ මෙය තවදුරටත් ගෙන ගිය අතර, ට්වින්-ස්ක්රෝල් සම්පීඩකයකට ප්රතිවිරුද්ධ දහන අවධිවලදී ප්රතිවිරුද්ධ සිලින්ඩර බැංකුවලින් වායු ඇද ගැනීමට ඉඩ දෙයි.
- විචල්ය ජ්යාමිතික ටර්බෝචාජරය (VGT): ටර්බයින් කවචය තුළ ඇති ගැළපිය හැකි තල එන්ජින් වේගය මත පදනම්ව පිටවන වායුවල ගලන මාර්ගය වෙනස් කරයි — සෑම RPM එකකදීම ටර්බෝවට නිවැරදි “ප්රමාණය” ලබා දෙයි. මුලින්ම ඩීසල් එන්ජින්වල අනුගමනය කරන ලද අතර (අඩු පිටවන වායු උෂ්ණත්වය ක්රියාත්මක කිරීම පහසු කළ), අවසානයේ Porsche විසින් 911 Turbo සමඟ පෙට්රල් එන්ජින් වෙත ගෙන එන ලදී.
අද ටර්බෝචාජ් කිරීම: කාර්ය සාධනයේ සිට කාර්යක්ෂමතාව දක්වා
ගුවන්යානා ඉංජිනේරු අභියෝගයක් ලෙස ආරම්භ වූ දේ නවීන මෝටර් රථ බල සම්ප්රේෂණවල ප්රමුඛ තාක්ෂණය බවට පත්ව ඇත. අද, ටර්බෝචාජ් කිරීම තවදුරටත් කාර්ය සාධනය ගැන පමණක් නොවේ — එය ඉන්ධන ආර්ථිකය සහ විමෝචන ප්රමිතීන්ට කේන්ද්රීය ය. වෙළඳපොළේ ඇති සෑම ඩීසල් එන්ජිමක්ම පාහේ “turbo” උපසර්ගය ස්වයංසිද්ධ ලෙස දරයි. තවද පෙට්රල් ලෝකයේ, ටර්බෝචාජ් කළ කුඩා විස්ථාපන එන්ජින් ප්රධාන ධාරාව, සුඛෝපභෝගී සහ කාර්ය සාධන කොටස් හරහා විශාල ස්වභාවිකව ආශ්වාසිත ඒකක බොහෝ දුරට ප්රතිස්ථාපනය කර ඇත.
සාමාන්ය මෝටර් රථයක පිටුපස ඇති නිහතමානී කුඩා ලාංඡනය සියවසකට වැඩි කාලයක් පුරා විහිදෙන කතාවක් කියයි — බුචිගේ 1905 පේටන්ට් බලපත්රයේ සිට අද ට්වින්-ස්ක්රෝල්, විචල්ය-ජ්යාමිතික පද්ධති දක්වා. තවද එම කතාව තවමත් අවසන් වී නැත.
මෙය පරිවර්තනයකි. මුල් කෘතිය මෙහි කියවිය හැක: https://www.drive.ru/technic/4efb330200f11713001e3703.html
ප්රකාශනය කරන ලදී ජූනි 19, 2026 • කියවීමට 7m
