APAKAH ITU TURBO
ATAU PENGECAS TURBO (TURBOCHARGER)
Pengecas turbo
atau turbo, merupakan alat pemampat gas yang digunakan bagi tujuan pernafasan
paksaan pada enjin pembakaran dalaman. Seperti juga pengecas lampau, tujuan
utama pengecas turbo ialah bagi meningkatkan ketumpatan udara yang masuk ke
dalam enjin untuk menghasilkan lebih kuasa. Walau bagaimanapun, pengecas turbo
terdiri daripada pemampat yang digerakkan oleh turbin, yang juga digerakkan
oleh gas ekzos enjin itu sendiri, dan bukannya secara pacuan mekanikal terus
seperti mana pengecas lampau.
BAGAIMANA TURBO
BERFUNGSI
Sebuah pengecas
turbo merupakan daripada satu kipas pemampat kecil yang digerakkan oleh gas
ekzos enjin. Sebuah pengecas turbo terdiri daripada satu turbin dan satu
pemampat pada aci yang sama. Turbin menukarkan gas ekzos kepada daya putaran,
yang seterusnya menggerakkan pemampat. Pemampat menarik masuk udara dan
mengepamnya ke rongga masukan pada tekanan yang lebih tinggi, menghasilkan
lebih banyak jisim udara yang memasuki enjin pada setiap lejang masukan.
Objektif
pengecas turbo adalah sama seperti pengecas lampau; iaitu untuk meningkatkan
kecekapan volumetrik enjin dengan menyelesaikan had kardinalnya. Sesebuah enjin
pernafasan biasa hanya menggunakan gerakan lejang omboh ke bawah untuk
menghasilkan kawasan tekanan rendah untuk menarik udara masuk ke silinder
melalui injap masukan. Oleh kerana tekanan atmosfera adalah tidak melebihi 1
atm (lebih kurang 101.3 kPa), sudah tentulah terdapat had perbezaan tekanan
merentasi injap masukan dan seterusnya jumlah udara masuk ke kebuk pembakaran.
Oleh kerana pengecas turbo meningkatkan tekanan udara masuk ke silinder, maka
lebih banyak udara (oksigen) akan dipaksa masuk ke silinder apabila tekanan
rongga masukan meningkan. Aliran udara tambahan ini membolehkan enjin untuk
mengekalkan tekanan kebuk pembakaran dengan beban udara/bahan api walaupun pada
kelajuan enjin yang tinggi, meningkatkan keluaran kuasa kuda serta kilasan
enjin.
Oleh kerana
tekanan udara tidak boleh naik terlalu tinggi untuk mengelakkan ketukan enjin
serta kerosakan fizikal yang lain, tekanan udara masuk mestilah dikawal dengan
mengawal kelajuan putaran pengecas turbo. Fungsi tersebut dilakukan oleh
wastegate, yang mengalirkan sebahagian gas ekzos memintasi turbin ekzos. Ia
mengawal kelajuan aci dan mengawal tekanan udara pada rongga masukan.
SEJARAH
Pengecas turbo
dicipta oleh seorang jurutera Switzerland bernama Alfred Büchi. Beliau memohon
paten untuk pengecas turbo ciptaannya pada tahun 1905.[1] Kapal dan lokomotif
diesel dengan pengecas turbo mula dikeluarkan pada sekitar tahun 1920an.
PENERBANGAN
Semasa Perang
Dunia Pertama, jurutera Perancis, Auguste Rateau memasang pengecas turbo pada
enjin-enjin Renault yang digunakan pada pelbagai pesawat pejuang Perancis
dengan sedikit kejayaan.
Pada tahun 1918,
jurutera General Electric Sanford Moss memasang turbo pada enjin kapal terbang
V12 Liberty. Enjin tersebut diuji di Pikes Peak di Colorado pada ketinggian
4,300 m untuk demonstrasi sama ada ia boleh menghapuskan kehilangan kuasa yang
dialami pada enjin pembakaran dalaman yang diakibatkan oleh ketumpatan dan
tekanan udara yang berkurangan pada altitud tinggi.
Pengecas turbo
mula dikeluarkan pada enjin kapal terbang pengeluaran pada tahun 1930an sebelum
Perang Dunia Kedua. Tujuan utama penggunaan pada kapal terbang adalah untuk
membolehkan kapal terbang untuk terbang pada ketinggian yang lebih tinggi,
dengan meningkatkan tekanan atmosfera yang rendah pada altitud tinggi. Kapal
terbang seperti P-38 Lightning, B-17 Flying Fortress, dan P-47 Thunderbolt
kesemuanya menggunakan pengecas turbo bagi meningkatkan kuasa kuda enjin pada
altitud tinggi.
AUTOMOTIF
Lori turbo
pertama dikeluarkan oleh "Schweizer Maschinenfabrik Saurer" (Swiss
Machine Works Saurer) pada tahun 1938.
Enjin turbo
kereta pengeluaran pertama dikeluarkan oleh General Motors pada tahun 1962.
Kereta Oldsmobile Cutlass Jetfire dan Chevrolet Corvair Monza Spyder
kedua-duanya dipasang dengan pengecas turbo.
SAAB merupakan
pengeluar kereta pertama yang berjaya memasang pengecas turbo pada kereta
pengeluaran biasa. Ia terhasil daripada pengenalan injap wastegate yang
berfungsi melegakan tekanan berlebihan.
Enjin kereta
turbodiesel pertama di dunia ialah kereta Mercedes 300SD dan Peugeot 604,
kedua-duanya diperkenalkan pada tahun 1978. Kini, sebahagian besar kereta
diesel menggunakan pengecas turbo.
Komponen
pengecas turbo
Terdapat lima
komponen utama dalam sesebuah sistem pengecas turbo iaitu pemampat, turbin,
injap "wastegate" dan injap "blow-off".
• Pemampat
- Pemampat bagi sistem turbo adalah dari jenis pemampat bilah jejari yang
berfungsi memaksa udara masuk ke enjin dan memampatkannya pada tekanan tinggi.
Ia disambung ke turbin melalui satu aci dan ditempatkan bersama-sama dengan
turbin di dalam perumah yang sama.
• Turbin
- Seperti pemampat, turbin juga terdiri daripada jenis turbin bilah jejari yang
bersambungan dengan pemampat. Ia digerakkan oleh gas ekzos enjin itu sendiri
dengan kelajuan putaran sehingga setinggi lebih 120,000 rpm. Putaran turbin
yang sangat tinggi ini memerlukan ia disokong oleh alas khas yang dilincirkan
oleh aliran minyak pelincir yang berterusan.
• Injap
"wastegate" - Injap ini berfungsi sebagai injap kawalan tekanan gas
ekzos agar tekanan gas ekzos tidak akan menyebabkan turbin berputar terlalu
tinggi sehingga merosakkan turbin itu sendiri. Pada tekanan boost yang
ditetapkan, injap "wastegate" membuka satu laluan sampingan yang
memintas turbin untuk mengawal putaran maksimum turbin.
• Injap
"blow-off" - Injap ini secara ringkasnya adalah injap pelega tekanan
yang melepaskan sebahagian tekanan udara termampat apabila pendikit dilepaskan
agar tekanan udara masuk tidak merosakkan unit pengecas turbo kerana tiada
jalan keluar.
• Penyejuk
perantara - Penyejuk perantara adalah alat penukar haba yang menyerupai
radiator dan berfungsi menyejukkan udara termampat bertekanan tinggi untuk
meningkatkan ketumpatannya. Walau bagaimanapun, sesetengah sistem pengecas
turbo dengan tekanan boost yang rendah tidak memerlukan penyejuk perantara.
Tiada ulasan:
Catat Ulasan